宝鸡市鳌海钛业有限公司
 
设
计
方
案
 
 
               目  录
一、工程概况
二、编制依据
三、规范与标准
四、设计原则
五、编制范围
六、设计参数
七、处理工艺原理
八、工艺说明
        九、电解电源及自动化控制：
十、处理成本分析
十一、主要构筑物
十二、人员配备及占地面积
十三、设备投资
附件：平面布置图及工艺流程图

一、工程概况
生活污水.化工污水脱色处理工程要求将污水处理后色度达到客户要求后期脱盐处理色度标准。
二、编制依据
用户提供的水量、水质以及相关要求。
三、规范与标准
3.1 《国标排放二级水质标准》
3.2 城市区域环境噪声标准（GB3096-93）
3.3 室外排水设计规范（GBJ14-87）
四、设计原则
4.1 设计满足环境保护的各项规定，污水经处理后达到排放标准。
4.2 设计中充分考虑二次污染防治，处理设施有密封措施，不会影响周围环境。
4.3 处理系统能自动运行，经常性运行费用低。
4.4 处理设施应具有较大适应性、应急性，可满足水质、水量的变化，并考虑在突发事故状态的各种应急措施。
五、编制范围
设计范围包括自进入调节池起至经处理达标排出止的所有处理设施与构筑物。
处理站外进、出水管道、道路、供电、通讯线路设计不属于本方案范围。

六、设计参数
6.1 污水性质：生活污水，化工污水。
6.2设计水量：1m³/h
6.3 进水水质要求：进水污水为生活污水，PH值应为中性偏酸5-7，为了保证电极、电解槽使用寿命，应保证氟离子含量小于1ppm/L，否则电极会迅速损坏。污水应经过沉淀池及石英砂过滤器去除其中的沉淀杂质，避免电解过程中有机沉淀物附着在电极表面造成电解效率下降，能耗上升。
七、处理工艺原理
化工污水的主要特点是水质的各项指标部不稳定，可电解性好，盐浓度高达到15%，属高色度污水。设计采用电解综合处理工艺，以使污水处理后达到客户要求的色度要求。
1、电解法处理废水的原理
     催化电解法中COD、NH₃–N 的去除，通常都是通过阳极的直接氧化作用和溶液中的间接氧化作用实现的(如图1 所示)。

 
 
 
 
 
 

图1 电化学氧化中污染物的去除机理
Figure 1 Mechanism of pollutant removal by electrochemicaloxidation
阳极直接氧化是由于水分子在阳极表面上放电，产生被吸附的﹒OH，﹒OH 对被吸附在阳极上的有机物亲电进攻，发生如式(1)~(4)所示的氧化反应
阳极：
2H₂O → 2HO﹒ + 2H+ + 2e–  (1)
2NH₃ + 6HO﹒ → N₂ + 6H₂O   (2)
有机物 + HO﹒ → CO₂ + H₂O  (3)
2HO﹒ → H₂O + 12O₂            (4)
间接氧化是在电解过程中，通过电化学反应产生强氧化剂(如ClO–、高价金属离子等)，有机物在溶液中被这些氧化剂所氧化，如式(5)~(9)所示。
阳极：
Cl– → Cl₂ + 2e– (5)
溶液中：
Cl₂ + H₂O → HOCl + H+ + Cl– (6)
HOCl + NH₄+→ NH₂Cl + H₂O + H+ (7)
NHCl₂ + H₂O → NOH + 2H₂ + 2Cl– (8)
NHCl₂ + NOH → N₂ + HOCl + H+ + Cl– (9)
有机物电化学降解过程主要通过以下步骤进行：
首先，H₂O 或OH–通过在阳极上放电，产生物理吸附态的羟基自由基(•OH)：
MOx + H₂O → MOx(﹒OH)+ H+ + e– (10)
吸附态的羟基自由基(﹒OH)与有机物发生电化学
燃烧反应：
R + MOx(﹒OH)→ CO₂ + H⁺ + e– + MOx (11)
     同时，如果吸附态羟基自由基能与氧化物阳极发生快速氧化反应，氧从羟基自由基上迅速转移到氧化物阳极的晶格上而形成高价氧化物MOx + 1，而阳极表面的羟基自由基保持在很低的水平，那么高价金属氧化物与有机物会发生选择性氧化反应，如式(12)和式(13)所示。
MOx(﹒OH)→ MOx + 1 + H+ + e– (12)
R + MOx + 1 → RO + MOx (13)
后者即所谓的电化学转化过程。
    由于化工废水含盐量较高、成分复杂，电解过程中，电极板间易形成污垢，降低了极板导电性，使槽电压升高，电耗增大，处理效果降低，电极板使用寿命缩短。所以在设计上可采用倒极清洗的处理方式。
八、工艺说明
8.1 沉淀池
因来自各时的水质、水量均不一样，污水一般高峰流量为平均处理量的4-6倍，且污水中沉淀物较多，电解过程中会附着在电极表面降低电解效率、能耗上升，为使污水处理系统连续稳定地运行，所以设计一沉淀池。该沉淀池的设计有效容积为平均处理量的5倍，兼顾调节池的作用，内置潜污泵及回流措施，以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。设计调节池有效容积为10m³，采用钢筋混凝土结构。
8.2石英砂过滤器
根据回用水量为10m³/h设计采用一台F1000mm的石英砂过滤器，过滤罐体采用A3钢制成，内外进防腐处理。罐体内装填1.0—1.2mm高强度石英砂滤料，该滤料具有使用寿命长、孔隙率大、过滤周期长、反冲强度低、时间短等优点。
过滤器提升及反冲洗均采用同一台水泵，共设置2台，其中1台备用。水泵的启动及反冲洗由四联电动阀进行自动控制。
8.3电解系统：
该电解系统电解槽为我公司研制设计的针对生活污水降解的专用电解槽，电解效率高，脱色效果好，主要针对污水的电解降解COD、色度。整个污水处理系统由1组，4台单元式电解槽构成，采用流动式电解处理结构，单个电解槽有效电解容积110L，整体有效容积440L，设计流速为33L/min，单体电解时间为3分钟左右，整体电解时间约为9-10分钟，整体流量为1T/h，根据中试的结果计算完全达到降解COD、脱色的目的。而且该电解槽可根据具体的污水含盐量电导率不同来调整进水流量、电解电压、电解电流来尽量降低反应物中产生的游离氯的浓度，减轻后续的脱盐脱氯工序的影响，电解槽设计可自动反清洗，省去大量人工成本。整体设计为自动控制。所有控制均可采用手动/自动控制。
电解系统的核心电极为我公司针对高盐污水设计的复合钌铱铂钛电极，该电极的主要特点为电解效率高，寿命长，可倒极使用，在高盐水电解工况下正常工作寿命可达5年。
 
 
九、电解电源及自动化控制：

电解电源采用一台32KW脉冲直流电解电源，DC40V 800A 水冷降温，保证了设备长期稳定工作。设计可自动手动倒极清洗的控制部分。
十、主要构筑物
10.1 电解槽：4台独立电解槽
电解时间：10min

气水比：10:1
十一、人员配备及占地面积
由于本处理系统采用自动化控制，所以整套污水处理只需配备一名兼职管理工作人员即可。本工程占地面积约为：50m²。