电镀工业废水净化处理工程及优化升级设计方案书毕业论文设计.docx
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电镀工业废水净化处理工程及优化升级设计方案书毕业论文设计
***市***五金制品有限公司
电镀工业废水净化处理工程及优化升级设计方案
一概述
深圳市***五金制品有限公司位于深圳市宝安区西乡街道步钟屋工业区，该地区工业污水排放执行广东省地方标准二级标准（DB44/26-2001）。
该厂主要是从事五金塑胶制品的制作加工的生产厂家，在其生产过程中须对产品的外壳及部分五金部件进行电镀、酸洗等处理。
因此在生产过程中有含有酸、碱、铜离子、镍离子、六价铬离子及氰化物的废水外排。
该废水直接排入环境，将会对当地环境造成严重的污染。
受深圳市***五金制品有限公司的委托，我公司通过对该厂的实地考察，在初步了解工厂的废水的前提下，对其生产废水的处理提出以下治理方案。
同时,根据深圳市环保局2008年4月7日颁发的《关于开展污染减排和优化升级整治工作的通知》（深环{2008}105号）以及颁发的《深圳市重污染行业废水治理优质工程建设管理指引》相关规定，为配合上级部门的指导精神和工作，我公司对该项目以优化升级的标准进行设计和建造。
二设计依据、原则
1设计依据
1、深圳市***五金制品有限公司委托；
2、《给排水设计手册》规范;
3、《室外排水设计规范》（GBJ14-87）;
4、《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）;
5、《钢结构设计规范》（GBJ17-88）;
6、电气自动化设计规范。
7、《中华人民共和国环境保护法》
8、《深圳市电镀行业生产废水治理工程设计指引》GB7231-2003
9、《固定式工业防护栏杆安全技术条件》GB4053.3-93
10、《深圳市重污染行业减排和优化升级工作方案》；
11、《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》
12、厂方提供的生产工艺废水种类及数量，浓度范围，废水处理场地等资料；
13、废水处理后达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准容许浓度；
14、给排水工程建设有关规范；
15、根据我们所完成的同类型废水工程实际参数和经验；
16、《水污染防治手册》
17、《环境工程手册》
18、《电镀废水治理手册》
19、《重污染行业废水处理设施优化升级验收标准》
2设计原则
1、工艺流程具有合理性、先进性、优越性和可靠性
2、工程具有投资省、工期短、运行费用低、操作管理方便以及处理效果稳定等特点
3、出水达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准容许浓度；
4、回用水采用国内先进而成熟的电镀废水处理工艺和“RO”回用技术，运行稳定可靠，操作简便；
5、认真执行国家经济建设方针、政策和国家现行的技术标准、规范,遵守国家法律、法规；
6、贯彻上级部门及有关单位对工程的批示、意见和要求；
7、根据我国实际情况,制定合理的工艺路线，力求投资省，操作管理简单，运行费用低和避免产生二次污染；
8、结合业主及单位及当地的发展需要,因地制宜优化发展。
9、严格执行深圳市环保局的重污染行业减排和优化升级工作方案进行设计施工。
三工程设计的范围
1、承担污水处理站的工艺设计，内容包括：
污水处理站的工艺流程，平面布置，污水处理站所需的构筑物、建筑物以及相应的工艺设施，设备选型、配电。
2、本设计不包括污水站内的道路、围墙、通信、消防、绿化及污水站外的给排水。
调节池之前和排水井之后的管道及有关的设施由厂家自行负责。
3、污水处理过程中所产生的污泥可按环保局的有关规定处理。
4、污水站所需的电力，直接从厂里引接，电力电压为380/220伏。
5、废水处理站的所有工艺管道和线路，并且对各废水收集管的颜色区分；
6、废水处理站从调节池开始直至处理后达标废水排入下水道为止的废水处理工艺过程及“RO”回用系统参数的制定；
7、PLC自控系统。
四水量及水质
1水量
据厂家介绍，工厂的生产废水的排放量为每天300吨左右。
根据该类行业的水质情况及厂方提供资料确定，同时结合电镀行业污水处理方法将其废水分为三类。
估算各段的排放水量分别如下：
①含氰化物碱铜废水：
50吨/天
②含铬废水：
50吨/天
③综合废水：
200吨/天，水中含酸、碱的废水以及含锌、镍、铜等重金属离子的废水
设计处理水量300吨/天，每天运行20小时，即处理量为：
15m3/h。
2水质
根据环保监测部门的同类行业废水的监测分析报告及我公司就该行业的原料、配方、配比等进行综合分析确定该厂原水水质指标如下：
单位：
mg/L
污染物
pH（无量纲）
总铜
SS
总锌
CODcr
总镍
总铬
六价铬
氰化物
浓度
5-7
<10
200-500
<300
<300
<10
<10
<5
<10
五设计排放标准
废水排放执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表2标准容许浓度；
指标如下：
单位：
mg/L
污染物
pH（无量纲）
总铜
SS
总锌
CODcr
总镍
总铬
六价铬
氰化物
浓度
6-9
≤0.5
≤90
≤2.0
≤100
≤1.0
≤1.5
≤0.5
≤0.3
注：
回用生产用水，环保局暂无执行标准，由厂方根据生产用水水质要求自订，一般用电导率来表示综合指标，深圳地区的自来水电导率一般在100-160us/cm之间。
我司的“RO”技术可处理到电导率为≤60us/cm。
六工艺流程的比较和选择
从工厂的生产工艺中可以看出，所排废水含有主要污染物有：
pH值、总锌、总铜、总镍、六价铬、SS、CODcr及氰化物。
结合现行此类废水处理的几类方法进行分析比较，本方案选择分类氧化、还原再分级化学混凝、沉淀、过滤的处理工艺。
该套工艺处理此类废水较成熟，实际运行、处理效果良好。
1处理工艺流程框图
见附图
（二）
2工艺流程说明
2.1工艺流程选择
我国目前电镀行业废水的处理，广泛采用的主要有以下种:
化学沉淀法、氧化还原法,离子交换法、生物处理,电解法、蒸发回收法和反渗透法，后五种方法一次性投资成本高，能源消耗大，很难形成系统的处理能力，而化学沉淀法和氧化还原法是处理大多数重金属废水的标准方法。
化学沉淀法就是向废水中投加化学沉淀剂，使之与废水中欲除去的污染物（重金属离子）发生直接反应，形成难溶的固体物而分离除去的方法，其工艺主要包括下列三部份：
（1）投加化学沉淀剂，发生化学反应，形成难溶的化学物质使污染物（重金属离子）呈沉淀析出；
（2）由于场地的限制，本方案采用将一级沉淀出水氧化后在进行絮凝、沉降、浮选、过滤离心吸附等方法将沉淀从溶液中分离出来
（3）本工程根据厂家的生产废水特征，采用化学反应+混凝沉淀+RO回用技术处理方法。
2.2工艺流程及原理简介
一、工艺流程：
具体的工艺流程见附后的废水处理工艺流程图。
二、废水处理工艺及原理。
1、含氰废水处理工艺及原理
首先将含CN-废水与其它废水进行分流，排入含氰废水调节池，然后将含CN-废水用泵泵入氧化池进行三级氧化，用pH、ORP测控仪控制碱、氧化剂及酸、氧化剂的投入量，反应的同时进行搅拌，氰化物完全氧化后，与酸铜废水一起处理。
破氰采用碱性氯化法，碱性氯化法破氰分为两个阶段，第一个阶段是将氰氧化成氰酸盐，称为“不完全氧化法”，反应式如下：
CN-+ClO-+H2O->CNCI+2OH-
CNCI+2ClO-->CNO-+Cl-+H2O
反应的pH值控制在10.5-11.0左右，反应时间为10-15min，ORP值为300-350mv。
第二阶段是将生成的氰酸盐进一步氧化成二氧化碳和氮，称为“完全氧化”，反应式如下：
2CNO-+3CLO-+H2O->CO2H2O+N2+3Cl-+2OH-
2CNO-+3CL2+4OH-->2CO2+N2+6Cl-+2O2H
反应的pH值控制在7.0-7.5左右，反应时间为10-15min，ORP值为600mv。
2、含铬废水处理工艺及原理
首先将含铬废水排入废水调节池，然后进入还原反应池进行还原破铬反应。
反应式如下：
2Cr6++3SO32-->2Cr3++3SO42-
反应后的出水进入沉淀池，上清液流入综合调节池。
3、酸、碱废水及含镍、铜废水的处理工艺及原理
在生产过程中排放的酸、碱废水和含镍、铜废水直接排入综合调节池，与预处理后的含铬废水、含氰废水一同进行后续处理。
4综合废水处理工艺及原理
将上述三股废水排入综合废水调节池。
采用化学处理沉淀法。
是利用加石灰调整废水pH值到中性，再用片碱将pH值调到11-12之间，再加硫酸亚铁或PAC和PAM，使Cu2+、Ni2+、Cr3+等金属离子形成氢氧化物沉淀除去。
先将酸、碱废水与其他经过预处理的两股废水集中混合均匀，将其排入综合废水调节池，然后用泵泵入混凝池一起进行处理，用pH测控仪控制碱液或石灰的投加量，整个过程采用机械搅拌。
为确保污水中的有机污染物的达标率，并接合该厂的场地实情，本方案确定采用二级沉淀，即第一级沉淀后，上清液在进行一级化学氧化后，再进行一级混凝沉淀，二级沉淀的出水经PH调整后，经过滤外排或回用。
5、RO膜法回用处理系统
首先利用泵将源水池的水泵入多介质过滤器去除大粒径的杂质颗粒、胶体和悬浮物，然后进入活性碳过滤器除去水溶性COD及亲水性色度和有机物，出水进入超滤系统彻底滤除水中细菌、铁锈、胶体、大分子有机物等物质，最后进入反渗透膜处理出水排至回用水储水池待回用。
回用系统排出的浓缩液排回至综合污水池后，提升至生化池进行生化处理，然后进入斜管沉淀池，出水达标排放，或回流至综合调节池，污泥排入污泥浓缩池待脱水后外运。
七主要构筑物及设备的设计参数
所有土建由甲方自建
八工程预算
单位：
万元人民币
序号
项目内容
规格及材料名称
单位
数量
单价
合计
一
土建部分
1
池壁防腐
四涂二布
M2
0.010
二
设备部分
39.85
1
破
铬
系
统
提升泵
Q=10m3/h，H=10M，耐蚀，一用一备
台
2
0.35
0.70
pH计
进口
套
1
0.40
0.40
加药泵、箱
200L/h
套
4
0.20
0.80
搅拌机
一体
台
2
0.35
0.70
ORP计
进口
台
1
0.40
0.40
流量计
LZS型
个
1
0.25
0.25
2
破
氰
系
统
提升泵
Q=10m3/h，H=10M，耐蚀,一备一用
台
2
0.35
0.70
加药泵、箱
200L/h
套
6
0.20
1.20
pH计
进口
个
2
0.40
0.80
搅拌机
一体
台
3
0.35
1.05
流量计
LZS型
个
1
0.25
0.25
ORP计
进口
个
2
0.40
0.80
3
综合
废水系统
生物填料
M2
36
0.02
0.72
综合池提升泵
40m3/h,H=10M，耐蚀，一备一用
台
2
0.45
0.90
加药泵、箱
200L/H
套
6
0.20
1.20
PH计
进口
台
2
0.40
0.80
搅拌机
一体
台
3
0.35
1.05
流量计
LZS型
个
1
0.25
0.25
4
应急污水综合反应系统
提升泵
40m3/h,H=10M，耐蚀，一备一用
台
2
0.45
0.90
加药泵、箱
200L/H
套
4
0.20
0.80
PH计
进口
台
2
0.40
0.80
搅拌机
一体
台
3
0.35
1.05
流量计
LZS型
个
1
0.25
0.25
5
一级混凝池搅拌
一体
台
3
0.35
1.05
6
二级混凝池搅拌
一体
台
2
0.35
0.70
7
一二级斜管
Φ50
M2
55
0.02
1.10
8
污泥泵
20m3/h
台
1
0.58
0.58
9
反冲洗泵
Q=30m3/h
台
1
0.45
0.45
10
板框压滤机
过滤面积50m2
台
2
4.20
8.40
11
污泥螺杆泵
10m3/h
台
2
0.45
0.90
12
管道、配件及护栏
3.00
3.00
13
电控部分
含照明电器
2.50
2.50
14
雨棚
4.00
4.00
15
液位开关
个
10
0.04
0.40
三
其它
24.31
1
设计费
×5%
1.99
2
调试费
二×5%
1.99
3
安装费
二×10%
3.98
4
环保评审、监理费
2.50
5
采样费
1.20
工程总价
51.52
总价：
伍拾壹万伍仟贰佰元整
注:
以上费用不含超波流量计。
九自控系统
深圳市***五金制品有限公司生产废水治理工程自动控制系统根据各部分的功能要求，综合考虑了整个系统的安全、实用、可靠、准确和先进性，并把系统的实用性和可靠性放在首位。
1主要控制设备
生产废水处理站主体处理工艺采用“破氰+破铬+混凝+沉淀+氧化+混凝+沉淀+过滤”工艺，从工艺流程上可分为调节池、反应池、混凝池、絮凝池、斜管沉淀池、pH回调池、中间水池、过滤系统以及辅助系统，如污泥收集处理等子系统。
废水处理站各处理子系统中设有各种监测仪表，包括流量计、pH在线监测仪、ORP在线监测仪、液位控制器等仪表，对整个废水处理站过程进行连续在线监控，并执行报警、诊断和预处理事故的功能。
2自动控制系统
本操作系统自动化程度高，其中主要有以下几点：
（1）提升泵的自动控制：
1）各调节池内设置液位控制开关，控制提升泵的开启，当水位到达高水位时，则启动提升泵将水泵入下一单元，当水位到达最低水位时，则关闭提升泵，并设置最高水位报警装置，以提示操作人员。
2）中间水池内提升泵可根据需要手动控制，并设置液位开关，在最低水位时能自动关闭潜水泵，防止空转。
同时，此提升泵也由过滤系统的压力控制，当系统压力超过一定界限时，则对应的反冲洗阀门开启，进行反冲洗。
（2）加药系统的控制
1）破氰池1、破氰池2、破氰池3、还原池、中和反应池、pH回调池中设置pH在线监测仪，当pH值超出设定范围，则启动相应的电磁阀进行加药（酸或碱）。
2）破氰池1、破氰池2、破氰池3、还原池中还设置ORP在线监测仪，当ORP值超出设定范围时，则启动相应的电磁阀进行加药（破络剂）。
3）混凝剂、絮凝剂电磁阀为定量装置，随调节池提升泵动作。
4）各系统的搅拌机随提升泵联动，则搅拌机开启即此系统开启。
5）过滤系统的控制
过滤系统设置压力表，控制过滤系统的反冲洗。
以上控制为现场的一级控制,在优化要求中,PLC程控有说明
十废水站总体设计
1废水处理站平面布置
废水处理站平面布置依据废水处理工艺流程的功能要求、废水来向及水、电就近的原则，在建设方规划的场地内进行布置。
为操作管理方便，构筑物设通道或平台，以便值班人员的巡视和化验人员的取样分析。
在废水处理站四周设置道路，以便施工进料、设备进场、污泥的运输等。
为充分解决用地，本废水处理站设计为双层结构，底层为废水处理构筑物，调节池采用地下结构，地上为设备操作平台。
废水处理站建成后，建设方应对废水处理站进行绿化、美化。
站区内绿化采用点线结合方式，沿构筑物周围种植草坪、灌木等；延道路两侧栽培树木，使废水处理站树立良好的环保形象。
建设方可根据需要考虑在废水处理站周围设围墙或护栏，以加强站区内的统一管理。
2供电
处理站内动力配线采用YJV-1KV交联聚乙烯铜芯电缆穿钢管敷设；照明配线采用导线穿PVC塑料管敷设。
处理设施根据不同照度值要求设计，并分别采用混光灯和工厂灯。
3给排水
本工程的所有生产、生活、绿化水均接厂家提供的给水接口。
生产废水经废水处理设施处理达标后，排入市政排水管网。
雨水采用管沟收集排入市政排水管网。
站区内的其它废水如冲洗废水等全部排入废水综合调节池，与废水合并处理后，排入市政排水管网。
管道材料：
排水管管径小于Φ200的采用排水铸铁管或PVC管，管径大于Φ200的采用砼排水管或排水沟。
废水处理站外围的给排水由建设方负责。
4劳动安全保护
本项目自动控制水平高，操作人员可在中央控制柜对各设备发出控制指令，值班人员只需偶尔到现场巡视。
电机与被驱动设备的连接部分加防护罩，以免发生伤人事故。
电器设备完全按水电设备接地保护规程进行设计，高压开关柜手柄设有电气联锁，以防误操作。
中央控制柜设置信号系统，当主要设备发生故障时，能通过指示灯提醒操作人员。
废水处理构筑物上人行道均设置双侧或单侧栏杆，材料为不锈钢，刷防腐漆，并配有照明灯，以保证行人安全。
十一工程经济技术指标
1工程总投资概算
见工程预算表。
2运行成本估算
1．电耗
本废水处理设施的运行成本主要为电费和药剂费用，其中耗电主要如下：
综合废水提升泵：
2.2Kw×16h×0.8=28.16Kwh
含氰废水提升泵：
0.75Kw×16h×0.8=9.6Kwh
含铬废水提升泵：
0.75Kw×16h×0.8=9.6Kwh
搅拌机：
1.5Kw×4个×16h×0.8+3.0Kw×2个×16h×0.8=153.6Kwh
压滤机：
2.8Kw×2h×0.8=4.48Kwh
污泥泵：
1.2Kw×2h×0.8×2=3.84Kwh
反冲洗泵：
1.5Kw×1h×0.8=1.2Kwh
则每日总电耗为210.48Kwh，电费以0.8元/KWh计，
则每日用电成本为：
168.38元。
2．药剂费用
根据经验值确定本废水处理系统PAC、PAM用量为：
PAC：
0.1Kg/吨水×600吨=60Kg（1元/Kg）
PAM：
0.01Kg/吨水×600吨=6Kg（20元/Kg）
H2SO4：
0.003Kg/吨水×600吨=1.8（1.2元/Kg）
NaOH：
0.05Kg/吨水×600吨=30Kg（3元/Kg）
则日药剂费用约为60×1+6×20+1.8×1.2+30×3元=273元
3．污泥处理费用
每天产生的干污泥数量约为2吨，积存到50吨后外运处置。
4、人工费用
本废水处理站设三班操作，设管理人员1名（由品保部主管兼职），技术操作工人1人，工资按1200元/月·人，则每日人工费用为1200/30=40元。
5、总运行费用
总运行费用=电费+药费+人工费=168.38+273+40=481.38元
即3.80元/吨水
3平面布置
废水处理站占地面积约为240m2，其中地上约120m2，平面布置如附图
（一）所示。
4工期
合同签定并预付款到帐之日起计，机电器材的订购及土建设施的施工等需55天，设备安装25天，总工期为80天。
时间
项目
30天
60天
90天
120天
方案设计
施工图设计
土建施工
设备采购、制造
工艺管道等安装
环保竣工验收
废水调试
工程验收
以上方案为污水处理的工程及报价说明，以下是根据深圳市环保局2008年4月7日颁发的《关于开展污染减排和优化升级整治工作的通知》（深环{2008}105号）以及颁发的《深圳市重污染行业废水治理优质工程建设管理指引》相关规定，对该项目同时达标优化升级工程方案
从第十二章起，是优化工程报价。
具体由厂家自定或看环保局有没有硬性要求。
第十二章优化工程的土建和设备设计
12.1基本原则
1、满足使用功能要求，在满足工艺流程流畅的条件下使废水处理设备和构造物的布置紧凑合理、操作方便，并且规划整齐。
2、合理布局，力求与厂区周围环境协调统一。
3、充分结合利用地形、地质及水文等条件，选择合理的结构类型和基础处理，力求经济合理。
4、考虑到已建的废水处理站的位置在现有厂区内，应合理地确定设计地面形式和设计标高，减少对周围建筑物和道路的影响，在开挖地面时做好支护。
5、做好场地平整、排水处理。
6、土建地基设计暂按每平方10吨承受力考虑。
7、构造物和设备玻璃钢防腐。
12.2设计要点
1、废水收集管道
从车间源头到废水处理设施调节池，所有同类型的废水用相同颜色的管道连接，便于检查、检测和维护（颜色设置见表1）。
废水收集管道走地下则采用明管明沟，管沟盖板的设置便于检修。
如采用架空管道，架空管道则设置管架，牢固固定。
管道布置应整齐、清晰，在明显位置标明废水种类、走向颜色设置见表1。
表1废水管道色标
介质名称
管道颜色
含氰废水
紫色
综合废水
咖啡色
含铬废水
蓝色
废酸水
橙色
回用水
灰色
污泥（泥水）
黑色
其他
颜色自定
2、废水调节池
废水调节池必须做好防腐、防渗措施，并定期检查、维护。
鼓励采用槽罐贮存，双层防渗处理，并配备泄漏废水的转移泵。
废水调节池池体顶部外沿或地下废水调节池地面边框应设置与收集管道颜色一致的彩色条（参见表1），宽约20厘米。
3、废水处理单元
1）每一处理单元在该单元的显眼位置设立标示牌。
标示牌采用蓝底白字，长30cm×宽20cm，标示单元名称、尺寸、容积、设计负荷、主要控制条件等参数。
2）处理单元池体顶部外沿应设置约40厘米宽的色带，颜色说明见表2。
表2污水处理设施的色带说明
处理设施
选用颜色
氰水反应池
紫色
综合水反应池
咖啡色
有机废水反应池
蓝色
pH调节、混凝、沉淀池
褐色
生化池
绿色
回调、排放池、回用水中间池
灰色
污泥池
黑色
应急池
红色
注：
其他处理单元可自定，同类型处理单元应选色一致。
4、总排口
1）按规范设置总排口，悬挂统一的环保标志牌，安装在线监控装置等。
2）在线监测设施应有相关部门的调校报告，能正常、稳定运行。
3）在厂区外设置厂外观察井。
观察井应设置在全厂雨、污水管汇入市政干管前，设立标志牌，标志牌黄底黑字（长40cm宽30cm）。
观察井井盖应能方便打开，便于检查采样。
井底应至少低于出水口下沿10∽15cm。
5、配药、加药系统
1）药槽采用塑料箱或塑料桶，每个在醒目处悬挂标明药剂品称、化学特征、浓度、容积等的标志牌，标志牌黄底黑字，长30cm×宽20cm。
2）加酸管道用橙色管，加碱管道用蓝色管，其它管道颜色自定，同类型药剂管道颜色应一致。
3）药剂贮存地点、设施、容器应悬挂醒目的警示标志牌（尺寸为30cm×20cm），满足防扬散、防雨淋、防曝晒、防腐蚀、防泄漏等要求。
4）采用自动加药系统。
自动系统可切换成手动控制。
6、设备
1）设备选型采用质量优良的产品，尽量选用环保节能的产品。
2）连续运行的水泵安装一用一备，PH探头、ORP探头、加药泵等主要设备均
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