《环境工程原理》课程设计--活性炭吸附含铬电镀废水的吸附塔设计.doc

《环境工程原理》课程设计 设计题目活性炭吸附含铬电镀废水的吸附塔设计 设 计 者 日 期 班 级 2008级环境监测与治理技术 指 导 老 师 日 期 中国工程物理研究院工学院 设计任务书 一、设计题目 活性炭吸附含铬废水的吸附塔设计 二、设计任务及操作条件 处理水量 Q=200m3/h 原水COD平均 120㎎/L 出水COD小于30㎎/L 活性炭吸附量q=(0.12～0.2)gCOD/g炭 活性炭与水接触时间 10～30min 污水在塔中下降流速 5～10m/h 反冲洗水线速度 28～32m/h 反冲洗时间 4～10min 冲洗间隔时间 72～144h 炭层冲洗膨胀率 30﹪～50﹪ 水利输水管道流速 0.75～1.5m/s 水力输炭水量与炭量体积比例 10:1 三、设计内容 设计方案的确定及流程说明 吸附塔的面积、塔径、高度、容积、活性炭质量、再生周期等计算 吸附塔附属结构的选型和设计 吸附塔工艺流程图 吸附塔计算图 设计说明 参考文献 目 录 一、设计方案的确定及流程说明 1 二、工艺计算与主要设备计算 1 三、吸附塔附属结构的选型和设计 3 四、处理污水工艺流程图 5 五、吸附塔计算图(附后） 6 六、吸附塔设计说明 6 七、参考文献 8 一、设计方案的确定及流程说明 含铬电镀废水含有重金属离子Cr6+ ,它有剧毒，不能直接排放，排放的污水不符合排放标准。根据《设计任务书》所给条件，Q=200m3/h,水量较大，再考虑经济与实用性，该设计选用二塔并联降流式固定床吸附塔，二塔吸附，一塔再生。 固定床吸附是常用的污水处理方法，它的流程中吸附与脱附是分开的，结构简单，操作比较容易，造价低，而移动床流程中吸附与脱附在同一设备中，技术、结构复杂，操作困难。固定床根据水流方向有升流式和降流式。降流式固定床中，水流自上而下流动，流速较快，与填料接触时间短，填料不易堵塞，出水水质达排放标准，但水对填料磨损较大，吸附后水头损失较大，特别是处理含悬浮物较多的污水时，为防止炭层堵塞，先将污水经过砂滤柱进行过滤处理，并对床层定期进行反冲洗，有时还需在吸附层上部设表面冲洗设备；在升流式固定床中，水流自下而上流动，流速缓慢，水与填料接触时间较长，压头损失较小，当水头损失增大后，可适当提高进水流速，使充填层稍有膨胀，达到自清的目的，但进水波动较大，吸附层表面设冲洗装置易流失吸附剂，处理效果也不太好。因污水具有腐蚀性，所以工艺流程中的各个部件、附属配件均应选用防腐性好的材料进行工艺。 二、工艺计算与主要设备计算 1、设计参数选择 ① 处理水量 Q=200m3/h ② 活性炭的吸附量 q=0.15gCOD/g炭 ③ 污水在塔中下降流速 V0=8m/s ④ 接触时间 t=30min ⑤ 炭层密度 ρ=0.5t/m3 ⑥ 原水COD平均浓度 C0=120mg/L ⑦ 出水COD小于30mg/L ⑧ 反冲洗水线速度 V1=30m/h ⑨ 反冲洗时间 t1=7min ⑩ 冲洗间隔时间 t2=100h 2、设计计算 吸附塔的面积、塔径、高度、容积、活性炭质量、再生周期等计算 ⑴ 吸附塔面积A A===25m2 采用二塔并联降流式固定床，则 n=2 则每个塔的面积A A===12.5m2 ⑵ 吸附塔直径D D===3.99m 取4m ⑶ 吸附塔炭层高度h h==8×30/60=4m ⑷ 每个吸附塔炭层体积V V==12.5×4=50m3 ⑸ 每塔活性炭质量M M=ρ=0.5×50=25t ⑹ 每塔每天应处理水量Q1 Q1==100×24=2400t ⑺ 每个吸附塔每天应吸附COD值W W==216kg/d ⑻ 活性炭再生周期T T==17.36d 取17d 三、吸附塔附属结构的选型和设计 填料 要求：填料是吸附塔处理污水的关键，污水具有腐蚀性，则要求填料具有防腐性，且填料应具有吸附性能好（吸附量大、比表面积大、孔隙率高等),化学性质稳定（不与污水反应），能经受水浸、水冲、高温、高压作用，不易破碎，而且还要价格便宜，来源广泛。 选型：采用新化x-16炭，它符合填料的基本要求，它的比表面积979m2/g,孔体积0.63m3/g,强度大于90%，堆积密度小于等于500g/L，采用柱状粒子，冲刷强度较颗粒大，直径3～3.5mm，长3～8mm。 支撑装置 要求： 支撑装置安装在填料下，用来支撑填料层及其所持的液体的质量 ，因此它要有足够高的机械强度，同时为了保证填料塔