田 埂
（中核第四研究设计工程有限公司，河北 石家庄 050021）
摘 要：本文基于铀水冶工程中废水的来源及其危害性，以某矿废水处理厂房的设计为例，简要介绍该厂房主要工艺设备的计算和选型。
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关键词 ：含铀废水处理；设备选型计算
中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1000-8772-（2015）05-0222-0
一、案例工程概况
某矿需要设计处理废水量300m3/d（废水密度1.05t/m3）。处理前废水（pH为1.7）主要成分含有Al3+、Fe3+、H+、Mn2+、SO42-等，其中放射性铀浓度3～5mg/L，镭～4Bq/L。要求处理后废水pH～7，铀浓度≤0.3mg/L，镭≤1.1Bq/L。
二、废水处理流程
针对废水成分，采用氯化钡－沉渣碱化－石灰沉淀法。废水中226Ra可与碱土金属（Ca、Ba）的硫酸盐形成共沉淀去除，铀酰离子与Ca2+发生沉淀来去除，酸性废水采用石灰中和。主要工艺为废水经氯化钡除镭、石灰中和、浓密沉降澄清、浓缩底流过滤，合格清液采用槽式排放，检验不合格的则返回重新处理。
三、主要设备选型计算
根据工艺流程要求，以下将介绍废水处理厂房的主要设备选型计算：
（一）废水贮池和槽式排放池
实际生产时，需要考虑废水的间歇产生、流量不均等特点，以及处理不达标废水返回的影响。
1.废水贮池
贮存量：设计2池，方便清污及检修，单池满足1d贮存量。
经济性：可采用拉格朗日乘数法计算贮池规格的经济性极值，计算时需要综合考虑影响贮池造价的征地、主体结构、防腐层、地基处理等因素。由于现阶段我国工程用地较为紧张，一般采用钢筋混凝土结构，经济性高度为3.5m。
贮池边长==9.76m（有效容积率90%）
设计贮池规格：长×宽×高=10m×10m×3.5m；内壁采用衬环氧树脂防腐。
2.槽式排放池
由于废水须检验达标后，才可向环境排放。考虑铀、镭指标分析时间较长，设计为2池，池体规格与工艺废水贮池相同。
（二）废水中和罐
本部分设计需要从两方面考虑：废水与氯化钡、石灰乳充分混合；控制混合强度，促进新生成的沉渣晶体长大。一般采用轴流机械搅拌罐作为中和罐，搅拌强度控制在2级。
设计规格：直径×高=DN2500×2500（有效容积率70%）；罐内壁衬玻璃钢防酸腐蚀。
（三）石灰消化器
设计采用后排式化灰机，主体由筒体、尾部内筛筒（石灰乳粗筛）、排汽收浆罩、支撑装置及传动装置（右传动型）组成。生石灰与水采用回转运动方式混合，未消化灰渣经洗涤后从设备尾端排出。
石灰乳用量：15×25÷1000÷13%=2.88t/h（25m3废水/h）；2.88÷1.09=2.65m+/h（15kg生石灰/m3废水）；设备作业容积：πR2×L×k=π(0.5)2×10×20%=1.57m3；化灰时间：1.57÷2.65×60=36min>30min。
设备技术规格：筒体内径1m，有效长度10m，转速1.75～8rpm，有效容积系数20%；石灰乳生产能力2～5m3/h；灰乳浓度13～15°Be’；设备功率5.5kW。
（四）浓缩机
利用密度差的原理，将比水重的悬浮颗粒从水中去除。设计按溢流中最大颗粒的沉降速度计算浓缩机面积，即：
给入浓缩机固体量：Gd =10.69t/d（pH值由1.7中和至7，浓缩机底流沉渣返回1/4）；浓缩前浆体的液体和固体重量比：R1=32.22；浓缩后浆体的液体和固体重量比：R2=13.72；溢流中最大颗粒的自由沉降速度：u0=0.044mm/s；溢流中允许的最大固体颗粒直径：d=8.5μm；拟截留浆体的密度：ρT =2.76g/cm3；浓缩机有效面积系数，取0.85～0.95，φ12m以上K=0.9；进料波动系数1.05～1.20，本文K1=1.05。
设计2台厢式压滤机，设备型号XAZ50/800×800-U，单台过滤面积F=50m2。
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参考文献：
[1]徐乐昌,张国甫,高洁等.铀矿冶废水的循环利用和处理[J].铀矿冶,2001(29).
（责任编辑：王伟）