有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

有色金属企业污水处理厂污水处理工艺（共6篇）

篇1：有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

引言

某有色金属企业是集采矿、选矿、冶金、化工为一体，生产镍、铜、钴及相应的盐类产品的大型有色金属企业。该企业现有污水处理设施已处于超负荷运行 状态。为此，该企业拟新建污水处理厂处理来自该企业各生产单位排出的多种污水，污水总量为1 940 m3 / d。该项目建设目标是:一方面污水经过处理后，达到企业回用标准进行回用;另一方面对污水中重金属镍等资源进行回收利用，为企业降低运行成本。废水水质分析及回用水质要求

1.1 废水水质、水量情况

各生产单位废水水量、水质情况如表1 所示。依据废水分质处理的原则，可以将各生产单位排出的废水分为4 大类:1)高浓度氨氮废水，包括公司1 及公司2 废水;2)高浓度含砷废水，包括废酸处理后液及公司1 废水;3)酸性废水，包括场面污水、废酸处理后液及电炉脱硫废水;4)其他生产废水，包括共6 个生产单位排出的废水，这6 种废水的水质比较相似，主要污染物为镍等重金属及悬浮物(SS)。

1.2 回用水水质、水量要求

根据各生产单位对回用水水质的要求，可将回用水分为三种。各种回用水的水质如图2所示io废水处理工艺

2.1 废水预处理工艺

2.1.1 高浓度氨氮废水预处理

该企业排出的废水中含高浓度氨氮污水有两种，合计废水量Q = 100 m3 / d，混合后pH 值为12.28，ρ(NH3-N)为2 582 mg /L，如不进行单独脱氮预处理，直接与该企业其他生产单位排出的含有高浓度Ni、Cd 等重金属的废水混合，重金属离子与氨氮将生成稳定的金属络合离子［1］，为其处理带来一定困难。所以需对上述两个生产单位排出的废水进行单独脱氮预处理。本项目采用三级氨氮蒸汽、空气吹脱法去除废水中的氨氮，通过清水淋洗吸收吹脱出来的氨气来回收氨水。在二、三级吹脱前采用石灰乳碱化废水，控制pH 值> 11，使水中的氨氮基本上以NH3的形式存在，同时废水中的SO2 －4与石灰乳中Ca2 + 反应生成CaSO4沉淀，去除了废水中大部分SO2 －4，以减小SO2 －4对氨氮吹脱的影响［2］，提高了氨吹脱效率。在石灰乳碱化废水过程中产生的CaSO4沉渣，可用来回收石膏。由于公司1 废水中不仅含有高浓度的氨氮，而且含有高浓度的砷(123 mg /L)，所以经脱氨处理后的废水还需要与其他高浓度含砷废水混合进行除砷。

2.1.2 高浓度含砷废水预处理

砷及其化合物是毒性极强的污染物，对于有色金属冶炼行业排放的含高浓度砷的废水安全再利用，除砷是不可缺少的关键环节［3］。将高浓度含砷废水进 行单独预处理后，再与该企业其他生产废水混合进行下一步处理，可提高回收有色金属的品位，防止砷在系统中循环积累。根据石灰铁盐法的原理［4］，结合本

项目中废酸后液废水中铁离子含量较高(ρ(Fe)/ ρ(As)为33)的特点，因此采用三段中和－ 铁盐混凝法处理含砷废水工艺。一段中和，加入CaCO3将废酸后液废水pH 调至2.5，使CaCO3与原水中SO2 －4反应，生成CaSO4沉淀，去除废水中大部分SO2 －4。在pH 值为2.5 的条件下，废水中的铁和三价砷基本不会形成沉淀，只有少量五价砷会形成难溶性盐而进入沉渣中。所以，可以利用产生的CaSO4沉渣来回收石膏。二段中和，用石灰乳调pH 值至10.5，鼓风搅拌，利用废水中同时含有砷和铁，且铁砷比较高的特点，使废水中的砷生成溶解度很小的砷的铁盐沉淀。另外Fe3 + 的水解产物Fe(OH)3胶体，可以吸附并与废水中的砷反应，生成难溶盐沉淀而将其除去。因此本阶段可以去除废水中全部五价砷，大部分三价砷及铁离子。三段中和，用石灰乳调pH 值至9.5，并加入FeSO4控制ρ(Fe)/ ρ(As)为15，鼓风搅拌，进一步去除废水中的三价砷。

2.1.3 酸性废水预处理

需进行预处理的酸性废水包括场面污水和电炉脱硫废水，其中场面废水中含有大量的粉尘等无机颗粒杂质，因此先将其进行絮凝沉淀，然后再将其与电炉脱硫废水混合，加入CaCO3将混合废水pH 调至2.5，使CaCO3与原水中SO2 －4反应，生成CaSO4沉淀，去除废水中大部分SO2 －4，沉渣可用于回收石膏。在pH 值为

2.5 的条件下，废水中的镍基本不发生沉淀，可以减少本阶段预处理镍的损失，以便下一步对其进行回收处理。

2.1.4 其他生产废水预处理

其他生产废水在去除重金属并回收镍之前对其进行除悬浮物(SS)预处理，以利于镍的回收。聚丙烯酰胺(PAM)是一种有机高分子絮凝剂，由许多CH2 = CH—CONH2结构单元联结而成，通过其高分子的长链把污水中的许多细小颗粒吸附后缠在一起而形成架桥。与无机絮凝剂相比，PAM 具有用量少、絮凝能力高、效果好、絮凝体粗大、沉降速度快，废水中共存离子及pH 值影响较小等优点［5］。目前该企业废水处理站悬浮物去除率在80% 左右，并可同时去除部分COD。

2.2 石灰法分级沉淀处理

先将经预处理的全部11 种污水混合，然后采用石灰法分级沉淀回收镍并去除重金属离子。石灰法分级沉淀是利用不同金属氢氧化物在不同pH 值下沉淀析出的特性，依次沉淀回收各种金属氢氧化物。沉淀法处理重金属废水具有流程简单，处理效果好，操作管理便利，处理成本低廉的特点［5］，是目前应用最为广泛的一种处理重金属废水的方法。混合废水中主要重金属Ni、Pb、Cd 的氢氧化物溶度积(Ksp)分别为2.0 × 10 － 15、1.2 × 10 － 15、2.2 ×10 － 14，混合废水经PAM 絮凝处理后ρ(Ni)、ρ(Pb)、ρ(Cd)分别为:10，0.3，0.15 mg /L。一级沉淀用石灰水调pH 值至8.0，可以去除80% 以上的Ni，其他重金属离子Pb、Cd 等由于其溶度积、浓度及羟基配合作用的关系，基本不发生沉淀。二级沉淀用石灰水调pH 值至11，并加入FeSO4，鼓风搅拌，去除大部分剩余的镍及其他重金属。

2.3 废水深度处理工艺

2.3.1 臭氧氧化去除有机物

臭氧氧化去除有机物的基本原理是:O3在高pH值溶液中，离解成HO －

2，该离子与O3反应诱发产生多种自由基，尤其是氧化能力强的HO·，使溶解或分 散于水中的有机物氧化成新的HO·，成为引发剂，诱发后面的链反应［6］。臭氧作为一种强氧化剂，能与废水中存在的大多数有机物和微生物以及无机物迅速发生反应，因此可用于除去水中的色度、难降解的有机物，且具有杀菌消毒的作用［5］。本项目废水经预处理及分级沉淀去除重金属后，ρ(COD)为200 mg /L 左右，其中有毒物质及难降解有机物含量较高，且废水pH 值较高，所以适合采用臭氧氧化法处理。

2.3.2 活性炭吸附处理

本阶段主要是利用活性炭吸附废水中剩余的悬浮物、重金属、有机物等污染物。活性炭吸附后再经微滤设备过滤，出水可达表2 中回用水2 的水质要求。

2.3.3 膜过滤除盐处理

本阶段是将经过活性炭吸附的出水，利用反渗透膜进行过滤，除去Na +、SO2 －4等离子，使出水电导率达0.2，符合回用水1 的水质要求。分离出的浓水，符合回用水3 的水质标准。

2.4 泥渣处理

污水处理过程中产生的污泥、镍渣、砷渣和重金属渣，分别用板框压滤机进行脱水处理，其中镍渣脱水处理后的泥饼回用冶炼。CaSO4沉渣，经浓缩机和离 心分离机脱水处理后，回收石膏。工艺设计方案

3.1 工艺流程

工艺流程如图1 所示。

3.2 工艺参数

1)普通沉淀:沉淀表面负荷1 m3 /(m2·h)。

2)絮凝沉淀: 混合时间1 min，絮凝反应时间30 min，沉淀表面负荷1 m3 /(m2·h)。

3)过滤:过滤设备自动控制反冲洗，反冲洗水来自回用水池，反冲洗排水至废水调节池。滤速8 m/ h。

4)三级氨吹脱、吸收法脱氨: 一级氨吹脱，废水pH 值为12.28;

二、三级氨吹脱，加入石灰乳通过pH计自动控制，将pH 值控制在11，气液比为2 900 ～3 600，水力负荷为6 m3 /(m2·h)。

5)三段中和－ 铁盐混凝法除砷:一段中和，加入CaCO3将原水pH 值调至2.5;二段中和，用石灰乳调pH 值至10.5，ρ(Fe)/ ρ(As)为30 左右，鼓风搅拌;三段中和，用石灰乳调pH 值至9.5，并加入FeSO4控制ρ(Fe)/ ρ(As)为15，鼓风搅拌。混合时间为3 min，反应时间为30 min，沉淀表面负荷1 m3 /(m2·h)。

6)中和沉淀: 加入CaCO3将原水pH 值调至2.5，混合时间3 min，反应时间30 min，沉淀表面负荷1 m3 /(m2·h)。

7)石灰法分级沉淀除重金属:一级沉淀调pH 值至8;二级沉淀调pH 值至11，加入FeSO4鼓风搅拌。混合时间3 min，反应时间30 min，沉淀表面负荷1 m3 /(m2·h)。4 结论

1)根据废水分质处理的原则，对高浓度氨氮废水、含砷废水等进行单独预处理，降低了混合废水处理难度，并提高了镍的回收率。

2)采用三级氨氮吹脱、吸收工艺处理高浓度氨氮废水，提高了去除氨氮的效率和稳定性。并对污水中氨及污水处理过程中产生的副产品CaSO4进行了回收利用。

3)根据石灰铁盐法的基本工作原理，结合本项目中酸性含砷废水中铁离子含量较高的特点，设计了三段中和－ 铁盐混凝法处理含砷酸性废水工艺。在投加铁盐量很少的情况下，达到了较高的除砷效率，同时去除了废水中大部分铁及SO2 －4。

4)采用石灰法分级沉淀处理混合废水中重金属离子，在去除大部分重金属离子的同时还可以回收金属镍，为企业降低了运行成本，并且防止了二次污染。

5)根据各单位对回用水质的不同要求，采用了活性炭和活性炭加膜过滤两种污水末端处理方式，使污水处理后全部回用，达到了污水零排放的目的，不仅节约了大量水资源，降低了企业的运行成本，而且防止了对该地区水体及地下水的污染。

篇2：有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

摘要：进入21世纪以来，我国社会经济进入了一个蓬勃发展的时期，人们的生活水平在这个过程中不断的提高，工业产生也在不断增大，但是，在化工企业不断发展的过程中所产生的大量污水，却对化工企业污水处理造成了极大的负担，国家也对化工企业污水排放指标实施了新的规定，伴随着人们环保意识不断的提高、科学技术的日新月异、水资源的贫乏等现象都促使了目前我国绝大部分已经投入到运营的化工企业的污水处理进行技术改造，本篇文章主要针对污水处理改造的重要性以及污水无处力改造的工艺流程进行了全面详细的阐述，以期为其他化工企业污水处理改造过程中提供参考。

关键词：污水处理;污水处理改造;改造工艺流程

随着社会经济的提高，科学技术的不断发展，人们对于水资源的短缺、污水排放指标、环境保护等方面的意识都在不断的提高，使得一些已经投入了运营中的化工企业化工企业污水处理厂进行技术方面的改造。对其进行改造的原因一方面是由于在化工企业中以往的传统污水处理设备已经由于年久失修、设备老化，以及污水处理厂建立之初就存在着缺陷等原因，化工企业的污水处理厂都需要通过现代技术来进行改造。另外一个方面，仅仅是从污水的处理技术角度来说，由于化工企业在进行污水处理的过程中，其处理系统运作的复杂性、进水波动性、管理人员人为因素等原因，要使得化工企业污水处理厂能够长期稳定的进行污水处理工作是极为困难的，而要有效的提升污水处理厂自身的污水处理效率以及适应新的污水处理规范，化工企业的污水处理厂都需要进行技术性改造。

一、化工企业污水处理厂改造的必要性

(一)设备老化且年久失修

最近几年来，由于化工企业的污水处理厂年久失修等原因，使得很多的化工污水处理厂的中都在很大程度上存在着不同程度的老化以及损坏的现象;有些是污水处理厂中的格栅、曝气头、污水提升泵等都出现了不同程度的损坏;有些是化工企业污水处理厂中的脱水机设备等出现了老化、损坏的情况。现目前，许多出现老化的企业污水处理厂，由于损坏程度或者老化程度较为严重，使得污水处理的效率较低，都需要对其进行技术上的改进。

(二)处理能力和处理要求不匹配

很多化工企业的污水处理厂在进行初始设计的过程中，没有较为周全考虑到化工企业自身的发展速度的问题，或者说即使考虑到了并进行了一定程度的处理量预留，但是在后期受到化工企业用地问题的出现，都没有能够真正实现对化工企业处理量的预留，从而导致了化工企业污水处理厂处理量越来越小，无法承担化工企业的日常排水量。随着现代社会的污水处理技术不断的发展，并且国家对于污水排放的标准越来越高，对于一些处理能力不足的陈旧化工企业污水处理厂就应该进行一定程度的扩容。

(三)建厂时调试没有到位

由于各个方面的因素，化工企业的污水处理厂对于污水厂的调试工艺意识不到位，在进行污水处理厂建设之初就没有考虑到位，从而使得污水厂自身的运转不流畅，或者是污水厂所处理的污水水质无法达到相关的要求，并且污水厂在进行运作的过程中，其运行成本较高。

二、污水厂改造方案

(一)污水厂工艺改进的思路

为了加大处理量，降低处理成本。具体而言，包括以下方面：提高有机负荷;提高处理速度(效率);提高脱氮、除磷效率;提高抗冲击负荷能力;提高对难降解物质的去除率;减小构筑物面积(增加池体深度);提高曝气效率(减小风机耗电量);减小回流量(污泥回流、混合液回流、硝化液回流);减小污泥产量;深度处理与回用。

针对COD去除率的提高，可以采用的方法有增加DO、延长曝气时间、增加污泥浓度;针对难降解物质去除率的提高，可以采用的方法有曝气方式的改进、曝气时间的延长、反应器方面的改进、采用生物强化技术、采用固定化细胞技术、采用厌氧和缺氧反应来提高废水的可生化性。

(二)在不变动基建设施的前提下进行改造

变更构筑物的功能，即调整好氧池、缺氧池、厌氧池以及沉淀池的顺序，甚至变更其功能;改变进水点位置;改变回流液体的方式;变更药剂投加的位置或者投加量。

(三)采用强化微生物技术

固定化微生物处理污水技术特别适合于对现有老旧化工企业污水处理厂的.扩容和技术改造，对处理能力不足和处理后出水不达标的老旧化工企业污水处理厂，应用该技术进行扩容和技术改造，基本不用动基建设施，只需将现有生化池或处理水池改造成3T-IB固定化微生物厌氧滤池(3T-AF)或3T-IB固定化微生物曝气生物滤池(3T-BAF)，视水质情况不同，在池内装填3T-IB高效专用生物载体和投加3T-B高效专用微生物，即可提高处理水量1倍以上，并能提高处理水质，降低运行费用，保证能达标排放。3T-IB固定化微生物处理污水技术是对现有老旧化工企业污水处理厂进行扩容和提高处理水质的最简单、最经济、最有效的先进技术，可大大节约改造投资费用，取得最佳改造效果。

三、对于除磷问题的改进

近年来，随着污水处理行业脱氮除磷要求的提高，污水处理系统在除磷方面的欠缺经常被人们提出。对于污水处理系统的除磷过程，主要的影响因素有环境因素、设计参数、水质条件三大类。环境因素包括DO、温度、pH等;设计参数包括泥龄、停留时间、剩余污泥处理方法等;水质条件是近年来针对除磷效果的众多研究的中心话题，主要包括基质的可获得性、进水水质特性、VFA产生量、硝态氮的浓度。提高污水处理系统中除磷效果的途径主要有以下几点：

(一)增设厌氧池

首先，在污水处理的上游增设厌氧池，为生物除磷提供先进行磷的释放、后进行磷的过度吸收的场所，以提高污泥的沉降性能。其次，在污水处理中可设置多处厌氧段或者缺氧段，实现更高程度的除磷效果。再次，安排多种厌氧段和好氧段交叉的运行方式，可以有效提高除磷率，但要以优良的自控系统为前提。

(二)降低厌氧区的DO

设法限制进入厌氧接触区的DO量，避免快速降解基质被迅速耗尽，保证贮磷菌所需的脂肪酸产生量，这是提高除磷率的关键因素之一。

(三)减小硝态氮的影响

设法不让硝态氮进入磷的释放区，是保证脱氮除磷互不干涉的关键。通常可以考虑在磷的释放段前设置前置缺氧段，使反硝化先行完成。

四、结语

化工企业的污水处理厂在进行改造的过程中，必须要从节能、提高效率以及运行管理便捷等方面来进行考虑，从而使得化工企业污水厂的处理效率能够更为符合国家的相关要求标准，促使污水处理厂的进一步发展，为我国的自然环境可持续发展做出巨大的贡献。

参考文献

[1] 杨帅，孟志国，尉国红，关云峰. 关于化工污水工艺处理流程的实验与分析[J]. 科技创新导报. (02)

篇3：有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

1 废水处理操作方法

废水中的重金属一般不能分解破坏, 只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法是首先改革生产工艺, 不用或少用毒性大的重金属。对已经形成的重金属废水处理方法很多, 一般分为物理法、化学法和生物法, 每种处理方法都有各自的特点和适用条件, 根据不同的原水水质和处理后的水质要求, 可单独应用, 亦可几种方法组合应用。重金属废水处理的主要原理是利用金属离子在碱性条件下的沉淀, 经分离达到净化废水, 回收重金属, 进而回用废水, 最终实现降低金属排放总量, 节约水资源回收贵重金属的目的。对含有机物、络离子及螯合物量大的废水, 要先将妨碍处理重金属的有机物质用氧化、吸附等适当的处理方法除去。然后再把它作无机类废水处理。重金属废水经处理后形成两种产物, 一是基本上脱除了重金属的处理水, 一是重金属的浓缩产物。含重金属废水最常采用的是化学沉淀法, 把重金属离子转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等的盐类, 然后进行共沉淀而除去, 处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。加强混凝方法对重金属的处理也很有效, 形成新的重金属浓缩产物应尽量回收利用或加以无害化处理。

2 重金属废水处理工艺

2.1 硫酸盐生物还原法处理含锌废水

硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢, 硫化氢和废水中的重金属反应, 生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。生物反应器是一个厌氧反应系统, 微生物在厌氧条件下分解有机物, 还原硫酸盐生成硫化氢, 硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。

反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起, 当其浓度达到一定程度以后, 为了保证生物反应器的正常运行, 就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高, 可以回收。从沉淀池中的出水, 虽然锌离子的去除率很高, 但是出水中还含有比较高的COD和硫化氢, 因此必须要进行好氧处理去除COD和硫化氢, 使最终出水的指标都达到国家排放标准。

2.2 含铜重金属废水处理工艺

焦磷酸铜废水中铜主要以络合物形式存在, 因此该类废水在强碱条件下投加酸进行破络反应, 再与其他重金属废水混合处理。含铜废水主要来源于电镀、化学镀工序。一般有电镀铜工序产生电镀废水, 工件电镀铜后清洗工序产生清洗水, 化学镀铜工序产生化学镀废水, 工件化学镀铜后清洗工序产生清洗水, 线路板镀铜后蚀刻工序产生蚀刻废水, 线路板镀铜后微蚀工序产生微蚀水, 线路板镀铜后棕化工序产生棕化废水, 线路板镀铜后采用表面活性剂清洗产生清洗水等。

2.2.1 工作原理

氢氧化物除铜原理是2OH-+Cu2+=Cu (OH) 2。重金属废水设计采用以电解方式形成氢氧化物沉淀法去除废水中重金属污染物, 氢氧化物沉淀与PH值有很大的关系, 氢氧化铜理论沉淀完全的pH值为6.7。当污水的PH值过高或污水中存在有害的离子配位体时, 能与金属离子结合成可溶性络合物, 从而使重金属会“反溶解”到水中去。在pH值<7的情况下, 中和剂采用氢氧化钠;pH值>7时, 中和剂采用氢氧化钙, 主要是为减少渣量, 并且氢氧化钙的加入沉降性能也较好。

2.2.2 工艺流程

焦铜废水进行破络预处理后, 经过提升泵进入重金属废水调节池, 铜锌电镀清洗废水进入重金属废水调节池, 泵前加入混凝剂, 利用叶轮高速旋转, 使废水与混凝剂充分混合。经过破氰后的含氰废水一并进入重金属废水调节池, 废水在此稳定水量、均匀水质后, 用提升泵定量将废水提升至混凝反应池, 在混凝反应池投加适量的氢氧化钠或氢氧化钙, 调节酸碱度到8-9之间, 同时进行充分搅拌。在适宜PH值条件下进行混凝反应后, 产生大量“矾花”, 利用矾花网捕和共沉作用, 把大部分铜离子等重金属沉淀下来, 再经过砂滤池, 废水进入幅流沉淀池泥水分离, 污泥进入污泥浓缩池。出水加入重金属捕集剂进入虹吸滤池, 去除细小悬浮颗粒, 最后在中和池加入硫酸调节酸碱度后, 上清液出水进人中间水池, 达标排放。工艺流程如图1所示。

处理系统运行效果见下表1所示。

3 电池厂重金属废水的污水处理系统

某电池生产废水排放量650/d。在生产过程中使用含汞锌、锰和淀粉等原料。在电液配制、糊化、洗碳棒头等生产过程中排出的废水重金属污染物浓度平均为:汞008mg/L、锌315m1/L。锰73mg/L, 如果直接排放会对环境造成较严重的污染。由于废水中含有几种重金属污染物, 处理难度高, 该厂针对水质制定出一套高效经济的废水治理方案。

3.1 工艺流程

很多废水 (如电池的含锌废水) 经絮凝反应后能分离出大量的污泥, 这些絮状污泥有一定的吸附能力。针对重金属离子容易被吸附的特性, EWP高效污水净化器利用Zn在pH=8-9时能生成的Zn (0H) 2絮凝沉淀物, 在净化器内形成吸附过滤流化床, 并添加重金属离子吸附剂GPC, 对汞和其它重金属污染物进行吸附过滤, 达到同时治理几种重金属污染物的效果。废水从调节池自流至反应池, 在反应池的入口与出口处分别加入三组药剂, 再由进流泵将经过混凝反应的废水泵入净化器内处理, 处理后的清水从顶部流出, 污泥从底部排入污泥浓缩罐, 经污泥浓缩罐及污泥贮罐浓缩后脱水运走。

3.2 工艺设备及主要构筑物设计参数

(1) 调节池调节池有效容积为200m3。加设一个反应池。

(2) 加药系统Na2S:用量5×10-5用玻璃钢作溶药搅拌器配制成质量分数为5%的溶液;石灰:由固体加药机投加, 用量由pH自动控制器控制;重金属离子吸附剂GPC:用量3×10, 由固体加药机投加。

(3) 主要设备EWP高效污水净化器共两套:Ew P-10、EWP-20处理量分别为200m/d和500m/d, 污泥脱水机选用10m的板框压滤机, 污泥经脱水后外运至固废中心。

结语

含重金属废水的处理要讲求实效, 可概括为两个方面:

(1) 控制污染源, 尽量改革工艺, 实现少排放。

(2) 使用重金属的生产过程中采用合理的工艺流程和完善的生产设备, 实行科学的生产管理和运行操作, 减少重金属的耗用量和随废水的流失量;在此基础上对数量少、浓度低的废水进行有效的处理。处理以化学沉淀法为主, 适当辅以其他处理方法。污水处理系统工程投入正常运行后, 使得附近大量的陆源污水得到处理, 消减了大量的排海污染物, 使得整个海域海洋生态环境得到改善。对整个近岸海域的海域生态环境的改善将起到积极的作用, 同时对周边的环境和港区的开发建设也起到积极的促进作用, 是正效益工程。

摘要：本文作者以系统工艺设计为研究对象, 介绍了含重金属废水处理的几种方法, 对其原理、优缺点进行了评述, 并提出了处理含重金属废水时应遵循的原则。对从事相关工作的同行有参考价值和借鉴意义。

关键词：重金属废水,处理,工艺

参考文献

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篇4：有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

关键词：重金属；城市污水；处理；去除机理；工艺

引言：随着我国现代工业化和城市化建设的不断推进，城市的生产生活用水需求量越来越大。同时，城市的工业废水和生活污水的排放量也越来越大，很多重金属及其他有害污染物也随着污水的排放进入水环境中，导致城市污水中的重金属等有害物质越来越多。重金属与其他污染物不同，城市污水中的重金属具有加强的隐蔽性，同时还具有长期性、不可逆转性、生物积累性等特点。从目前的情况来看，城市污水中的重金属主要来源于城市工业区的化工厂、有色金属加工厂等，同时人们日常使用的颜料、油漆、烟草及特殊医药等都含有重金属，因而在城市污水中常含有一定量的重金属，随着污水的大量排放，对当地的地下水造成严重的污染，同时也将对人体健康造成极大的危害。因此，对城市污水中的重金属进行处理是非常有必要，本文就针对当前城市重金属污水概况进行简单介绍，并对重金属在城市污水处理中的去除机理与工艺进行了简单的探讨。

1.城市重金属污水概况

近年来，我国对环境污染的治理力度不断加大，有关环境污染的管理制度及法律规范不断完善，并按照相关规定严格实施。对于城市工业废水和城市生活污水的排放标准做了严格的要求，同时在污水处理技术上也不断采用更加有效的方法与工艺，使得我国在城市污水中的重金属污染得到了一定的控制。虽然在整体治理上城市污水的重金属含量已达到过国家标准，但是对于一部分工业生产技术较为落后的城市，其排放的污水中重金属含量远远超过国家规定的排放标准，对当地居民的生产生活带来了极大的危害。根据相关资料显示，当前城市大量镀锌管道的使用导致我国大部分城市污水中zn的含量较高：cr和cu在城市污水中的含量与当地工业类型有关，在不同的城市，其在污水中的含量差异较大；城市污水中的cd含量普遍很低，这主要是因为cd对人体危害极大，国家对其有着更加严格的排放标准。当前我国城市污水处理厂对重金属的出去起到了一定的作用，但是不同污水处理厂在重金属的去除机理与工艺上存在较大的差异，污水处理厂的重金属去除率为14%-95%，对重金属的去除差异较大，通常zn、cu的去除率较大，而对于Pb、cd的去除率都较低。

2.重金属在城市污水处理中的去除机理与工艺

目前，我国对污水中重金属处理方法主要有：化学处理法、物理化学处理法及生物化学处理法三大方法，通过采用这三大方法能够有效去除污水中的重金属。

2.1化学法。所谓化学法，就是利用相关的化学反应使污水中的重金属离子形成一种不溶于水的重金属化合物，并结合相应的沉淀、分离、过滤等措施去除污水中的重金属。常见的化学处理法有以下几种：（1）铁氧化法，该方法主要是在污水中计入一定量的铁盐，使污水中的各种重金属离子与其发生氧化反应形成不溶于水的铁氧体粒子，经沉淀处理便可把污水中的重金属离子去除掉。铁氧化法不仅能够去除多种重金属离子，而且不会对处理的水体造成二次污染，其处理方法简单，该方法最大的缺点就是速度慢，所需的处理时间较长。（2）中和沉淀法，该方法主要是通过在污水中加入碱中和剂，中和剂可以重金属离子发生反应生成低溶解度的碳酸盐或氢化物等，再经过沉淀处理便可以使污水中的重金属离子得到去除。中和沉淀法虽操作简单，但是其沉淀处理时沉渣量较大、含水率高，且该方法会对水体造成较为严重的二次污染。（3）钡盐沉淀法，该方法主要是针对污水中的cr离子，在污水中加入钡盐，可使其与cr离子发生反应生成可沉淀物铬酸钡。目前常用的钡盐主要有Baco。和BacI两种，这两种钡盐各有优缺点，若采用Bacl钡盐，反应速度快，但是处理后的水中C1离子含量较高，不利于回收，而采用Baco；钡盐，其反应速度较慢，但是其处理可进行回收利用。

2.2物理化学法。在污水重金属污染的处理中，常用的物理化学法主要有以下几种：（1）离子交换法，该方法是通过无污染的离子与污水中重金属离子交换反应，以达到去除重金属的目的。离子的交换反应需要在液相电解质和固相离子交换剂间进行。使用该方法可对大容量污水进行处理，还可以对反应后的重金属进行回收利用，同时，该方法不会对水体造成二次污染，但是离子交换反应的周期比较长，所需的费用也較高。（2）吸附法，吸附法是利用具有一定活性表面的吸附剂对污水中的重金属离子，目前常用的重金属吸附剂有活性炭以及浮石、蛇纹石、硅藻土等新兴吸附剂。对于吸附法，可溶液调解为碱性，由此可使重金属离子形成溶解度低的金属氢氧化物，从而提高重金属的吸附性能。（3）膜分离法，该方法利用一定的外界压力，使污水通过特殊的半透膜，将重金属离子等污染物截留而使水分子透过，以达到净化污水的目的。

2.3生物化学法。生物化学法主要是针对传统化学法和物理化学法存在的一些问题，通过植物或微生物的吸收、絮凝、积累等作用，以更加高效、更低的成本去除污水中的重金属。近年来，由于生物化学法具有材料丰富、成本低、效果良好等优点，在污水重金属污染去除工艺中备受关注。目前常用的生物化学法有：（1）生物絮凝法，该方法主要是利用微生物以及其代谢物对污水中的重金属进行絮凝沉淀的处理方法。除污所需的絮凝剂是由就是微生物自身或其代谢的产物，且经研究发现，大多数微生物都具有一定的絮凝功能，其中霉菌、酵母菌、放线菌、细菌等都是当前絮凝效果较好的微生物，仅需较少的成本就可以获得大量的微生物。（2）生物吸附法，该方法主要是借助一定的化学作用利用生物吸附重金属离子，以此除去污水中的重金属离子。

3.结论与展望

随着城市化的不断推进，不同城市的重金属污染情况也各不相同，因此，我们应根据实际情况选取更加合理的处理方法，处理不同种类的重金属污染。随着我国生物技术的不断发展，生物污水处理的机理与工艺具有极大的发展潜力。

篇5：污水处理厂工艺设计

3.1污水处理构筑物设计计算 3.1.1中格栅

3.1.1.1设计参数：

3设计流量Q=60000m/d 栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=1.0m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=25mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°

333单位栅渣量ω1=0.06m栅渣/10m污水

3.1.1.2设计计算

（1）设过栅流速v=1.0m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽B12Qmax20.91.01.34m 栅前水深hB121.3420.67m

v2（2）栅条间隙数nQmaxehvsin20.9sin600.0250.671.055.6(取n=58)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025×58=2m（4）进水渠道渐宽部分长度L1角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则h1kh0kv22gsin32.42(0.010.0254BB12tan121.342tan200.9m（其中α1为进水渠展开

L120.45m)31229.81sin600.094m

（0.08~0.15）

4/3其中ε=β（s/e）

h0：计算水头损失

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=4.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+4.3=4.97m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.094+4.3=5.06m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=0.9+0.45+0.5+1.0+1.1*4.97/tan60°=6m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=

3600000.061000

3=3.6m/d>0.2m/d 所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：

图2 中格栅设计简图

3.1.1.1设计参数：

3设计流量Q=60000m/d 栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°

333单位栅渣量ω1=0.06m栅渣/10m污水

3.1.1.2设计计算

（1）设过栅流速v=0.8m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽B12Qmax20.90.81.5m 栅前水深hB121.520.75m

v2（2）栅条间隙数nQmaxehvsin20.9sin600.010.750.8139.6(取n=140)设计两组格栅，每组格栅间隙数n=70条

（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（70-1）+0.01×70=1.39m 所以总槽宽为B=1.39×2+0.15＝2.93m（考虑中间隔墙厚0.15m）

L1BB12tan12.930.752tan202.99m3m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则h1kh0kv22gsin32.42(0.010.014L121.5m)30.81229.81sin600.21m

其中ε=β（s/e）

h0：计算水头损失

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.75+0.3=1.05m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=1.05+0.21+0.3=1.26m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=3+1.5+0.5+1.0+1.1*1.05/tan60°=6.67m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=

34/3

600000.0810003

=4.8m/d>0.2m/d 所以宜采用机械格栅清渣 3.1.2污水提升泵房

本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。

在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。泵房剖面图如图2所示。

图3 污水提升泵房设计简图

3.1.2.1设计概述

选择水池与机器间合建式的方形泵站，用6台泵（2台备用），每台水泵设计流量：Q=1390L/s，泵房工程结构按远期流量设计

采用AAO工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、缺氧池、曝气池、二沉池及计量堰，最后由出水管道排入受纳水体。

各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。

3.1.2.2集水间计算

选择水池与机器间合建的半地下式方形泵站，用6台泵（2台备用）每台泵流量为：Q0=1390/4=347.5L/s 集水间容积，相当与1台泵5分钟容量

3W=0.35560＝105m

2有效水深采用h=2m，则集水池面积为F＝105/2＝52.5m 3.1.2.3水泵总扬程估算

（1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之前的高差为：

21.8(13.910.60.12.0)9.4m

（2）出水管线水头损失

每台泵单用一根出水管，共流量为Q0=1390/4=347.5L/s选用管径为600mm的铸铁管，查表得v=1.66m,1000i=5.75m，设管总厂为30m，局部损失占沿程的30％，则总损失为：

30(10.3)5.7510000.20m

（3）泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m（4）水头总扬程为H21.8-13.90.21.51.010.3m取11m 3.1.2.4校核总扬程

泵站平面布置后对水泵总扬程进行校核计算（1）吸水管路的水头损失 每根吸水管的流量为350L/s，每根吸水管管径为600mm，流速v=1.66m/s，只管长度为1.65m。

沿

1.655.751000i0.01m

直管部分长度1.65m，进口闸阀一个（0.609）Dg600350偏心管一个（0.2）局部损失

2（0.5+0.609）1.66/2g+0.24.88/2g=0.41m 吸水管路总损失为：0.01+0.41＝0.42m（2）出水管路的水头损失：管路总长度取25m，渐扩管1个（0.609）90度弯头四个（1.01）

沿程损失 255.75/1000i＝0.14m

22局部损失（0.3+0.609+41.01）1.7/2g+0.24.88/2g＝0.94m 出水管路总损失为 0.14+0.94＝1.08m（3）水泵所需总扬程为

21.8-13.9+1.5+0.42+1.08＝10.9m。

取11m。采用6台长沙水泵厂制造的56LKSB-10立式斜流泵，两台备用。该泵单台提升流量340L/s，扬程11.3m，转速370r/min，功率500kW

2污水泵房设计占地面积120m（12*10）高10m,地下埋深5米。

3.1.3、沉砂池

采用平流式沉砂池 3.1.3.1 设计参数

设计流量：Q=1157L/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=40s 3.1.3.2设计计算

（1）沉砂池长度： L=vt=0.25×40=10.0m（2）水流断面积：

22A=Qmax/v=1.39/0.25=5.56m 取5.6m。（3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=3.5m>0.6m，池总宽B=2b=7m（4）有效水深：

h2=A/B=5.6/7=0.8m（介于0.25～1m之间）

（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

V1Q1TX2K1015110523521.2102.5m

3（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）

353其中X1：城市污水沉砂量3m/10m，K：污水流量总变化系数1.2（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽a1=2m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：

a2hdtan60a120.5tan6022..6m

沉砂斗容积：

Vhd6(2a22aa12a1)20.56(22.6222.6222)2.66m（略大于

23V1=2.6m3，符合要求）

（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为L2L2a210.021.123.9m

则沉泥区高度为

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×3.9=0.734m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.73=1.46m（8）进水渐宽部分长度: L1BB12tan2073.52tan205.4m

（9）出水渐窄部分长度: L3=L1=5.4m（10）校核最小流量时的流速：

最小流量即平均日流量：Q平均日=Q/K=1390/1.2=1157L/s 则vmin=Q平均日/A=1.157/5.6=0.21>0.15m/s，符合要求（11）计算草图如下：

进水出水

图3平流式沉沙池设计计算草图

图4 平流式沉砂池计算草图3.1.4、初沉池

3.1.4.1．设计概述

3本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。则每座设计进水量：Q=25000m/d采用周边传动刮泥机。

3232表面负荷：qb范围为1.5-3.0m/ m.h，取q=2/mh 水力停留时间（沉淀时间）：T=2h 3.1.4.2．设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：AQ2qb10000022241042m

2（2）沉淀池直径：D4A410423.1436m16m

有效水深为：h1=qbT=2.02=4m Dh1302.512（介于6～12）

（3）贮泥斗容积：

本污水处理厂设计服务人口数为80万人。贮泥时间采用Tw=4h，初沉池污泥区所需存泥容积：

VwSNT1000n0.50801044100022433.33m

3设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则： h2=(R-r)×0.05=(18-1)×0.05=0.85m 锥体部分容积为：

V13h(R2Rrr)2130.85(1821811)96.9m333.33m3（4）

二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4=4+0.85+0.4+0.3=5.55m 则池边总高度为

h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m（5）校核堰负荷：

径深比

Dh1h53040.46.8

介于6-12之间，符合要求。堰负荷

QnD11573.143625.12L/(s.m)2L/(s.m)

要设双边进水的集水槽。

（6）辐流式初沉池计算草图如下：

出水进水排泥图6 辐流式沉淀池出水55004700进水850

图4 幅流式初沉池设计计算草图

3.1.5、厌氧池

3.1.5.1.设计参数

3设计流量：最大日平均时流量Q=1.39m=1390L/s 水力停留时间：T=1h 3.1.5.2.设计计算

（1）厌氧池容积：

3V= Q′T=1.39×1×3600=5004m

（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则厌氧池面积：

2A=V/h=5004/4.5=1112m

池宽取50m，则池长L=F/B=1112/50=22.24。取23m。设双廊道式厌氧池。

考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。3.1.6、缺氧池计算

3.1.6.1.设计参数

3设计流量：最大日平均时流量Q=1.39m=1390L/s 水力停留时间：T=1h 3.1.6.2.设计计算

（1）缺氧池容积： V=Q′T=1.39×1×3600=5004m

（2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则缺氧池面积：

2A=V/h=5004/4.5=1112m

池宽取50m，则池长L=F/B=1112/50=22.24。取23m。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

33.1.7、曝气池设计计算

本设计采用传统推流式曝气池。3.1.7.1、污水处理程度的计算

取原污水BOD5值（S0）为250mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为： S＝250（1-25％）＝187.5mg/L 计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5（1.42bXCe）=7.1XCe计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09； X---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4 得BOD5＝7.10.090.420＝5.1mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L 去除率＝187.514.9187.50.92

3.1.7.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定

曝气池按BOD污泥负荷率确定

拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.25BOD5/(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核公式：

Ns=k2Sef

MLVSSMLSSK2值取0.0200,Se=14.9mg/L,=0.92,f=代入各值，Ns0..75

0.020014.90.750.920.242BOD5/(kgMLSS·kg)计算结果确证，Ns取0.25是适宜的。

(2)确定混合液污泥浓度（X）

*11根据已确定的Ns值，查图得相应的SVI值为120-140，取值140 根据式 X=106SVIR1Rr

X----曝气池混合液污泥浓度 R----污泥回流比

取r=1.2,R=100％，代入得： X=106SVIR1Rr＝10614011.2114286mg/L 取4300mg/L。

(3)确定曝气池容积，由公式VV100000187.50.25430017500m

3QSNsX代入各值得：

根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。

106rSVIr1061401.28571.4mg/L X

按污泥龄进行计算，则曝气池容积为：

VQCY(SSe)XV(1Kdc)105140.5(187.514.9)4300(10.0714)0.7518900m

3其中

3Q----曝气池设计流量（m/s）

c----设计污泥龄（d）高负荷0.2-2.5，中5-15，低20-30 Xr---混合液挥发性悬浮固体平均浓度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4300mg/L

3根据以上计算，取曝气池容积V=18000m（4）确定曝气池各部位尺寸 名义水力停留时间

tmvQ18000241054.32h 实际水力停留时间

tsv(1R)Q1800024(11)103

52.16h 设两组曝气池，每组容积为18000/2＝9000m池深H=4.5m,则每组面积 F=9000/4.5＝2000m池宽取B=8m，则B/H=8/4.5=1.8，介于1-2之间，符合要求。池长 L=F/B=2000/8=250m 设五廊道式曝气池，则每廊道长： L1＝L/5=250/5=50m 取超高0.5m，则池总高为 H=4.5+0.5＝5.0m 3.1.7.3、曝气系统的计算与设计 本设计采用鼓风曝气系统（1）、需气量计算 每日去除的BOD值：

BOD5100000（87.520)10001.6810kg/d

4理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.86g.一般认为，BOD5/TKN比*11值大于4-6时，认为碳源充足。

原污水中BOD5含量为150-250mg/L，总氮含量为45-55mg/L,取BOD5为200mg/L，氮为50mg/L,则碳氮比为4，认为碳源充足。

+-AAO法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH3-N),1.14g/(gNO2-N),分解1gCOD--*12需NO2-N0.58g或需NO3-N0.35g。

+-++因处理NH4-N需氧量大于NO2-N，需氧量计算均按NH4-N计算。原水中NH3-N含量为+35-45 mg/L，出水NH4-N含量为25mg/L。

+平均每日去除NOD值，取原水NH4-N含量为40 mg/L，则：

NOD＝100000（4025）＝1500kg/L

1000100000（4525）＝2000kg/L

1000日最大去除NOD值：

NOD＝日平均需氧量：

7O2=BOD+COD=2×1.68×1000+4.57×1500×1000=4.0455×10㎏/d 4取4.1×10㎏/d，即1710㎏/h。日最大需氧量：

7O2max=BOD+COD=2×1.2×1.68×1000+4.57×2000×1000=4.946×10㎏/d 即2060㎏/h。

最大时需氧量与平均时需氧量之比：

O2(max)O2206017101.2

3.1.7.4、供气量的计算

本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.2米，计算温度定为30摄氏度。

*14选用Wm-180型网状膜空气扩散装置。

其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5㎡，动力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表*得: 水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L.(1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）：

3Pb＝P+9.8×10H

5其中：P---大气压力 1.013×10Pa H---空气扩散装置的安装深度，m 533Pb＝1.013×10Pa+9.8×10×4.2=1.425×10Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：

Ot21(1EA)7921(1EA0)0 其中，EA---空气扩散装置的氧转移效率，一般6％-12％ 对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12％，代入得：

Ot21(10.12)7921(10.12)0018.43%

（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即：

Csb(T)CS(Pb2.026105Ot42)

其中，CS---大气压力下，氧的饱和度mg/L 得Csb(30)7.63(1.425102.026105518.4342)7.63(0.70340.4388)8.71mg/L（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即：

R0RCS(20)T-20[CSB(T)-C]1.024

取值а＝0.85，β＝0.95，C=1.875,ρ=1.0;代入各值，得：

R01.7109.170.85[0.951.08.71-1.875]1.02430-202236.9kg/h 取2250kg/h。

相应的最大时需氧量为：

R0(max)20609.170.85[0.951.08.71-1.875]1.02430-202694.kg/h 取2700kg/h。

（5）曝气池的平均时供氧量: GSR0A0.3E10022500.3121006.2510m/h

43（6）曝气池最大时供氧量：

GS(max)

3RmaxA0.3E10027000.3121007.510m43/h

（7）每m污水供气量：

6.251010000042415m空气/ m污水

333.1.7.5、空气管系统计算

选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。

按曝气池平面图铺设空气管。空气管计算见图见图5。在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：

362500501250m3/h

曝气池总平面面积为4000m。

3每个空气扩散装置的服务面积按0.49m计，则所需空气扩散装置的总数为：

40000.499000508164个

为安全计，本设计采用9000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装置数目为：

180个

6250090006.95m3每个空气扩散装置的配气量为：/h

将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图进行计算。根据表4计算，得空气管道系统的总压力损失为：

(h1h2)61.609.8603.68Pa

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5880+603.68＝6483.68Pa 为安全计，设计取值9.8kPa。

空气扩散装置安装在距曝气池底0.3米处，因此，鼓风机所需压力为：

P(4.50.31.0)9.850.96kPa

鼓风机供气量：

最大时供气量：7.1×10m/h，平均时供气量：6.25×10 m/h。

根据所需压力和供气量，决定采用RG-400型鼓风机8台，5用3备，根据以上数据设计鼓风机房。

3.1.7.6、回流污泥泵房

取回流比R=1,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为

Q0*1

343

43115712578.5L/s

选用螺旋泵的型号为LXB-1000。据此设计回流污泥泵房。

3.1.8、二沉池

3.1.8.1．设计概述

3本设计中采用中央进水幅流式沉淀池六座。则每座设计进水量：Q=25000m/d采用周边传动刮泥机。

3232表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m/ m.h，取q=1/mh 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h 3.1.8.2．设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：AQ4qb1000001624694m

2（2）沉淀池直径：D4A46943.1430m16m

有效水深为：h1=qbT=1.02.5=2.5m<4m Dh1302.512（介于6～12）

（3）贮泥斗容积：

为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

Vw2Tw(1R)QR(12R)n22(11)11571(12)6514m

3设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：

h4 (R-r)×0.05=(15-1)×0.05=0.7m 锥体部分容积为：

V13h(R2Rrr)2130.7(1521511)56.23m3

另需一段柱体装泥，设其高为h3，则：

h351456.231520.65m

（4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h5=0.4m，超高为h2=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4+h5=2.5+0.3+0.65+0.7+0.4=4.55m 则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h5=2.5+0.3+0.65+0.4=3.85m（5）校核堰负荷： 径深比

Dh1h5Dh1h3h5302.50.4302.50.650.410.34

8.45

均在6-12之间，符合要求。堰负荷

QnD11573.143062.05L/(s.m)2.9L/(s.m)

符合要求，单边进水即可。

（6）辐流式二沉池计算草图如下：

出水进水排泥

图6 辐流式沉淀池出水45503850进水700650

图6 幅流式二沉池设计计算简图

3.1.9计量堰设计计算

本设计采用巴氏计量槽,主要部分尺寸：

L10.5b1.2(m)

L2=0.6m L3=0.9m B1=1.2b+0.48(m)B2=b+0.3(m)应设计在渠道直线段上，直线段长度不小于渠道宽度的8-10倍，计量槽上游直线段不小于渠宽2-3倍，下游不小于4-5倍，喉宽b一般采用上游渠道水面宽的1/2-1/3。

当W＝0.25-0.3时，HH10.70为自由流，大于为潜没流，矩形堰流量公式为QM0bH(2gH)1/2

*16其中m0取0.45，H为渠顶水深，b为堰宽，Q为流量。查表得； Q＝1389L/s 则 H1=0.70m,b=1m 则 L10.5b1.2(m)=0.5×1+1.2=1.7m L2=0.6m L3=0.9m B1=1.2b+0.48(m)=1.2×1+0.48=1.68m B2=b+0.3(m)=1.3m 取H2=0.45m，则HH10.450.70.640.7为自由流。

计算简图如图7：

图7 巴氏计量堰设计计算简图

3.2 污泥处理部分构筑物计算 3.2.1污泥浓缩池设计计算：

污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图8所示：

图8 污泥浓缩池设计简图

3.2.1.1浓缩污泥量的计算

XY(SaSe)QKdVXV

其中，X— 每日增长（排放）的挥发性污泥量（VSS），㎏/d； Q(Sa-Se)— 每日的有机污染物降解量，㎏/d；

Y— 污泥产率，生活污水0.5-0.65，城市污水0.4-0.5； VXV----曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量，㎏，XV=MLVSS； Kd——衰减系数，生活污水0.05-0.1，城市污水0.07左右

4343取Y＝0.5，Kd＝0.07，Sa＝187.5mg/L，Se＝20mg/L,Q=12.01×10m/d，V=2×10m,则:

XV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225㎏/L XY(SaSe)QKdVX0.5187.520100043V41050.072103.225

0.3910m/d剩余污泥量：QSXfXr

1RRXfXrXrX111390043008600mg/L

QS0.758.6

3604.65m3/d

采用间歇式排泥，剩余污泥量为604.65m/d，含水率P1＝99.2％，污泥浓度为8.6㎏/ 3m；浓缩后的污泥浓度为31.2g/L，含水率P2＝97％。3.2.1.2浓缩池各部分尺寸计算

（1）浓缩池的直径

采用两个圆形间歇式污泥浓缩池。有效水深h2取2m，浓缩时间取16h。则浓缩池面积

ATQ24H16604.65242201.42m3

则其污泥固体负荷为：

MQCA604.658600201.4225.8kg/md

3浓缩池污泥负荷取20-30之间，故以上设计符合要求。采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为：

A0＝201.42/2＝100.71㎡

则污泥池直径：

D4A04100.713.1411.33m

取D=12m。（2）、浓缩污泥体积的计算

VQ(1P1)1P2604.65(199.2%)197%

3161.24m/d

3则排泥斗所需体积为161.24×16/24＝107.5m（3）、排泥斗计算，如图，其上口半径r2D26m

其下口半径为0.5，污泥斗倾角取45度，则其高h1=2.5m。则污泥斗容积

V13h1(r1r1r2r2)184.7m>107.5m

2233（4）、浓缩池高度计算：

H=h1+h2+h3=2.5+2+0.3=4.8m 排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D＝100mm铸铁管。浓缩池后设储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池污泥333400m/d，来自浓缩池污泥161.24 m/d。总污泥量取600 m/d。设计污泥停留时间为16小时，池深取3m，超高0.3m，缓冲层高度0.3m。直径6.5m。

3.2.2 储泥灌与污泥脱水机房设计计算

采用带式压滤机将污泥脱水。选用两台

机房按照污泥流程分为前后两部分，前部分为投配池，用泵将絮凝剂加入污泥。后面部分选用7D—75型皮带运输机两台，带宽800毫米。采用带式压滤机将污泥脱水，设计选用两台带式压滤机，则每台处理污泥流量为：

Q60024212.5m3/h

选用DY—2000型带式压滤机两台，工作参数如下： 滤带有效宽度2000毫米； 滤带运行速度0.4-4m/min 进料污泥含水率95-98％，滤饼含水率70-80％ 产泥量50-500kg/h·㎡ 用电功率2.2kW 重量5.5吨

篇6：污水处理工艺

普通]制浆造纸废水生物技术处理及其研究进展

（时间:2008-5-8 9:15:37 共有 人次浏览）

制浆造纸产生的废水若不经处理直接排放，将会造成严重的水体污染事件。实践表明，仅仅 依靠单段或单级处理不能达标排放，如单级混凝工艺只能去除45％-55％的CODcr，在此基础上，利用生物技术处理废水的特点在混凝处理后再增加生物处理的工艺也就应运而生。

文章主要介绍了生物技术在制浆造纸废水处理中的应用，希望能够引起造纸行业及其他相关行业对生物技术关注和重视，使造纸工业能够在防治水污染的同时，走可持续发展道路。1好氧生物处理法

好氧生物处理法是在氧参与的条件下，利用好氧微生物降解污染物质的方法。对于污染物浓度较低的废水一般采用好氧生物处理。1.1活性污泥法

活性污泥法自20世纪初开始应用以来，已成为世界各国应用最为广泛的一种二级生物处理工艺。活性污泥法净化废水主要是依靠好氧的能形成絮凝物的菌胶团属为主，在有氧条件下有效地把有机化合物氧化，生成CO2、H2O和细胞物质，这些细胞物质再用沉淀的方法从悬浮液中分离出来，一部分回用，剩余部分则加以处理。最早使用的活性污泥法称作普通曝气池法，亦称传统法。随着现代造纸工业的迅速发展，废水中难降解有机物的种类和数量不断增加，如存在耐水量和水质变化的冲击力小，运行不够稳定；曝气池中生物浓度低，曝气时间长，氧气利用率不高；构筑物占地面积大，基建费用高；易产生污泥膨胀，且污泥产量大等问题。为适应废水处理发展的要求，许多研究工作者对传统活性污泥法进行了大量的改进和强化，高效内循环生物反应器就是其中的一种，在造纸废水处理方面效果明显。此反应器将活性污泥法和硫化床结合起来，运用了高速射流曝气、物相强化传递、素流剪切等技术。因此其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短。

FB硫化床是从流动床和改进的活性污泥工艺演变而来的，是一种改良的活性污泥工艺，有研究表明采用FB硫化床对原有的污水处理厂进行改造后，排放负荷CODcr降到4kg/t成品浆。

陕西科技大学杨卿等人研究了HCR处理碱法麦草浆中段废水，结果表明，在水里停留时间为55min时，CODcr去除率达到85％，BOD5去除率达到80％。在试验过程中当进水BOD5在3 10-360mg/L的范围内波动时，去除率稳定在75％-85％。某纸厂废水采用HCR艺处理，其中BOD5和CODcr的去除率均在80％以上，悬浮物去除率和脱色率均在95％以上，与传统活性污泥法相比，HCR工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、沉淀池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面具有明显优势。

加拿大的几个工厂成功运用SBR艺处理制浆造纸废水，运行数据表明，所有系统BOD5去除率都能达90％以上，所有系统都能满足TSS的排放要求。有研究者采用混凝-SBR-吸附法处理制浆造纸废水，结果表明，采用-SBR-艺处理混凝后的制浆造纸废水，在生物处理时间为10h的情况下，可使CODcr总去除率达到94％以上。C.Q.Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥法技术，研究开发了一种更为理想的污水处理技术--MSBR法。MSBR采用单池多格式化，既不需要初沉池和二沉地，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行，通过生产应用证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠。易于实现计算机控制的污水处理工艺。广西钦州竹国有限公司采用氧化沟结合水解工艺处理造纸废水，实践表明，该工艺处理效果良好，CODcr去除率达95％以上。1、2生物膜法

与活性污泥法不同，生物膜法的微生物处于固着生长状态，是利用附着于填料表面上的生物粘膜氧化分解废水中的有机污染物质，从而使废水得到净化。生物膜法具有泥龄长、硝化效果好、管理简单、无污泥膨胀、剩余污泥量少、耐冲击负荷和耐毒性等优点，因此得到越来越广泛应用。近年来，序批式生物膜反应器（SBBR）在污水和工业废水处理中的应用，引起了国内外广大学者、专家的研究兴趣，并取得了不少成果。汕头职业技术学院的陈壁波等人采用SBBR处理制浆中段废水，研究结果表明，中段废水经SBBR生化处理后，CODcr、BOD5去除率均达到75％以上，AOX去除率也达到55％以上。制浆中段废水经生化-混凝处理后，CODcr、BOD5、色度、TSS和AOX去除率均达到90％左右，可达标排放。四川理工学院的李文俊等采用混凝—MBBR法对某厂造纸中段废水进行了处理，结果表明，在水里停留时间8 h，曝气气水比为4：l，CODcr容积负荷为2.7kg／（m3·d）时，经强化混凝—MBBR法处理的废水CODcr和SS的去除率分别可达92.l％和93.3％。目前，许多地方环保部门对造纸企业制定了更严格的废水排放标准，其CODcr要求在100mg／L以下，实践证明仅通过物化处理的废水往往达不到排放标准，其主要原因是废水中存在可溶性的COD，而生化处理可有效去除可溶性的CODcr。华南理工大学万金泉等人研制开发了一体化废水处理技术，其技术主要是采用混凝沉淀与吸附过滤相结合的方法，在特效废水处理器中对废水进行处理，再经接触氧化二级处理，在6h的曝气时间下最终COD cr。可以达到50mg／L。用该一体化反应器处理硫酸盐浆含氯漂白废水，当水里停留时间15h时，CODcr、BOD5、AOX、有毒物质去除率分别为88.l％、81.0％、98.4％、92.0％。2厌氧生物处理法

厌氧生物处理法是在没有氧参与的条件下，通过厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的厌氧分解，完成代谢过程。随着各种高效新型厌氧处理装置的发展，厌氧生物处理法不仅可以用于高浓和中浓有机废水的处理，而且也适用于低浓有机废水的处理。其与好氧生物法相比，不需曝气，只需少量或不需补充营养物；产生的污泥量少，污泥稳定，易于脱水；反应器负荷高，体积小，占地少；规模灵活，操作方便。对于操作控制较为复杂且安全措施要求严格的废水处理，厌氧法常作为好氧处理前的处理，以达到更好的处理效果。

清华大学徐华等人通过对草浆中段废水混凝沉淀—厌氧—好氧生物处理组合工艺的试验研究得出，当FeSO4和PAM投加量分别为30mg／L和10mg／L时，COD和SS去除率分别为40％和95％；垂直折流板式厌氧污泥床在负荷为3.1-4.3kgCOD-（m3·d）时，COD去除率约为55％；接触氧化池负荷为l.5-2kgCOD（m3·d）时，COD去除率为50％，可以使出水达到国家排放标准。以UASB（上流式厌氧污泥床）为代表的新一代高负荷厌氧处理技术已广泛应用于各国制浆造纸废水处理工艺中。荷兰Papierfabried Roermond造纸厂，是以废纸为原料生产挂面纸板和瓦楞原纸的工厂，该厂对废水采用厌氧—好氧处理，在进水CODcr为3g／L时，通过UASB处理后，CODcr去除率为75％，为后续好氧处理的效果和稳定性奠定了基础。

20世纪90年代由荷兰帕克公司开发的专利技术内循环厌氧反应器(IC反应器)，成为厌氧新技术的佼佼者。IC反应器的负荷相当于UASB的2-3倍，反应器高度是UASB的3倍多，因此具有占地少、体积小、效率高的特点，因而在废水处理中可取代UASB作为厌氧处理系统的关键设备。福建南纸股份有限公司引进荷兰帕克公司先进的厌氧技术进行厌氧—好氧处理高浓制浆混合废水，结果表明，该生产线具有自动化程度高、人员少、占地面积小、电耗低、处理效果好、处理成本低、工艺运行稳定等特点。Youngseob Yu等人实验表明，在高温制浆废水中，加人葡萄糖强化酸化水解木素的嗜温菌和嗜高温菌是可行的可提高厌氧处理的效率。3利用特种微生物处理法

利用特种微生物对制浆造纸废液进行净化处理是一个颇具前途的研究方向。已有研究表明，白腐菌是现阶段对木素及其衍生物降解最具潜力的菌株。王宏勋等人报道了产酸白腐菌的产酸性能与降解作用同时存在，去除黑液COD的能力与其自身的产酸效能紧密相连，因此产酸白腐菌在碱性黑液中可以发挥产酸与降解双重功能，可用于造纸黑液的生物处理。R．Nagarathna等利用Ceriporiopsis subvermispora CZ--3对牛皮纸浆废水进行脱氯研究，发现添加1g的葡糖糖，在温度30℃-35℃及PH值4.0~4.5，48h，降低45％的COD，降解木素62％，分解32％的AOX及36％的EOX。Messner将白腐菌P．chrysosporium BKM-1767固定在滴滤器的多孔泡沫载体上（MY－COPOR工艺），停留时间6~12h，其AOX去除率、COD去除率及脱色率分别达到80％、40％及87％。4人工湿地处理技术

所谓人工湿地（constructed wetland）是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据人们的需要人为设计与建造的湿地。其处理造纸废水机理为，利用基质一微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水资源化和无害化。

江苏射阳双灯造纸厂建造的人工湿地是以芦苇湿地植物和射阳丰富的滩涂资源为主体建造起来的。该厂废水经厂内生化预处理后，流入滩涂湿地生态处理场，对芦苇田进行灌溉，并充分利用芦苇湿地植物的生命活动代谢作用、地表系统自然净化功能、土地吸收和吸附作用，对厂内生化预处理后的废水进行深度处理，使之达到造纸废水排放标准，同时芦苇又可作为造纸原料，从而实现了污染物在系统内净化。5结语