涂装污水处理.docx

资源描述

涂装污水处理.docx

《涂装污水处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《涂装污水处理.docx（82页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

涂装污水处理.docx

涂装污水处理

某

涂装污水处理项目

设

计

技

术

方

案

一、工程概况---------------------------------------------------------3

二、设计依据、规范、范围及原则----------------------------------------3

三、设计水量和水质--------------------------------------------------5

四、药品------------------------------------------------------------7

五、工艺流程及简述--------------------------------------------------10

六、设备或构筑物详细描述--------------------------------------------14

七、电气设备控制----------------------------------------------------42

八、新建构筑物一览表------------------------------------------------44

九、设备清单--------------------------------------------------------45附录一常用破乳工艺综述-------------------------------------------50

附录二化学沉淀---------------------------------------------------53

附录三中和与PH调节---------------------------------------------56

附录四混凝-------------------------------------------------------59

附录五沉淀-------------------------------------------------------66

附录六气浮-------------------------------------------------------72

附录七污泥脱水---------------------------------------------------76

一、工程概况

本污水处理设计方案中处理的污水主要来源于涂装过程中排出的一系列废水，涂装废水的主要特点是：

有机污染物浓度较高，含有重金属离子有机物，其危害性比较大，属于国家严格控制的一类工业污染物，这些污水如不经处理就直接排放，将对周围的生态环境造成严重的影响，并将影响周围居民的身心健康。

根据用户的要求和环保部门的规定，须对该涂装污水进行综合处理，达到或优于国家污水综合排放标准中二类污染物的三级排放标准的要求。

本公司受建设单位委托，对污水处理设施进行方案设计，以供各方决策参考。

二、设计依据、规范、范围及原则

2.1设计依据及规范

（1）建设单位提供的污水水质、水量和要求等基础资料；（基础资料不齐全）

（2）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

（3）《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-92）；

（4）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）；

（5）《室外排水设计规范1997年修订》（GBJ14-1987）；

（6）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-1988）；

（7）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）；

（8）《给水排水设计手册》（1~11册）；

（9）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；

（10）《中华人民共和国水污染防治法》（1984年5月）；

2.2设计范围

1、污水处理站的总体设计包括工艺、土建设计资料、电气设计，不包括废水处理站外污水收集和输送管道。

其中土建由我公司设计资料由甲方负责委托设计院进行设计。

2、污水处理站的工艺设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分，同时避免噪音、臭气等二次污染。

1）污水处理

调查研究污水的水质水量变化情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。

2）污泥处理与处置

污水处理过程中产生的污泥，通过厢式压滤机压滤后，泥饼外运处理。

2.3设计原则

2.3.1本设计方案严格执行有关环境保护各项规定,污水处理首先必须确保各项出水水质指标均达到中华人民共和国污水综合排放三级标准的要求。

2.3.2针对本工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。

2.3.3处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。

2.3.4管理、运行、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。

设备选型采用通用产品，选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高，管理方便、维修维护工作量少，价格适中及售后服务好的产品。

2.3.5在保证处理效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积，减少运行费用。

2.3.6设计美观、布局合理、降低噪声、消除异味及固体废弃物，改善污水站及周围环境，避免二次污染。

三、设计水量和水质

3.1废水

该项目产生的废水主要是车间生产废水。

生活污水直接排入城市污水处理厂。

根据项目可行性研究报告,每天设一班，工作8小时，每年工作251天。

生产废水量为60000t/a。

其中综合废水按24h运行，第二，三班设值班。

生产废水包括预脱脂、脱脂废水、表调、磷化、电泳、喷漆等废液与清洗废水。

（1）预脱脂、脱脂废液

在对组件磷化前要进行预脱脂、脱脂处理，其中预脱脂、脱脂废液产生量为0.97t/d，即360t/a，根据同类企业调查脱脂废液水质情况：

CODcr为5000mg/L，SS1000mg/L，石油类浓度为1000mg/L。

（2）表调、磷化废液

组件喷漆前要进行表调、磷化处理，表调废液260t/a，磷化废液608t/a。

根据同类企业调查表调废水中CODcr为100mg/L，油类浓度为10mg/L，磷酸盐浓度为400mg/L。

（3）电泳废液

电泳废液循环使用，每年废液产生量为10t/a。

根据同类企业调查CODcr为20000mg/L，SS1000mg/L，Pb浓度为750mg/L。

（4）喷漆废水

喷漆用水循环使用，间歇排放，每月一次。

每年废水产生量为450t/a。

根据同类企业调查预测水质情况：

CODcr为3000mg/L，SS1500mg/L。

（5）清洗废水：

在脱脂、磷化、电泳等工艺后需要对组件进行清洗，清洗废水产生量为20t/d计算，即7300t/a。

根据同类企业调查清洗废水水质情况：

CODcr为200mg/L，SS300mg/L，油类浓度为15mg/L，磷酸盐浓度为10mg/L，Zn浓度为20mg/L。

3.2厂区污废水排放情况：

序号

产生部位

废水类型

废水排放特点

排放量

备注

涂装

车间

预脱脂、脱脂废液

1次/2月

60吨/次

360t/a

表调废液

1次/2周

10吨/次

260t/a

磷化废液

一次/3天

5吨/次

418t/a

电泳废液

定期（每六月

排放一次）

5吨/次

10t/a

喷漆废水

1次/4月

150吨/次

450t/a

清洗废水

1次/3天

60吨/次

5020t/a

3.3处理效果（排放标准）

符合国家《综合废水排放标准》（GB8978-1996）最高允许排放浓度三级标准；且优于此排放水质且结合枫泾污水处理厂接纳的排放标准，参考如下：

PH6～9

SS≤400mg/L

BOD5≤300mg/L

CODcr≤300mg/L

石油类≤20mg/L

总磷≤8mg/L

总锌≤5mg/L

四、药品

1、品种

（1）碱

由精石灰[含65%~75%Ca（OH）2]溶解于水制得石灰乳（Ca（OH）2），浓度40%（重量体积比）。

（2）酸

选用工业用20%--30%硫酸。

（3）PAC（聚合氯化铝）

分子式[AL2（OH）nCl6-n]m1≤n≤5,m<10

结构式：

外观：

淡黄色固体或液体。

密度（20℃）>1.19g/cm3；Al2O3含量，10.0%～11.0%；

pH（1%水溶液）：

3.5～5.0；盐基度，50%～70%；

含量，3.5%～4.5%；氨氮<100mg/L；

砷（As）<5mg/L；Fe<0.01mg/L；Cd<2mg/L；

重金属（以Pb计）<100mg/L；Hg<0.02mg/L；

总铬（以Cr计）<10mg/L；Mn<25mg/L。

（4）PAM（聚丙烯酰胺）

结构式：

分子式：

（C3H5NO）n

相对分子质量：

2～6×106

技术要求：

状态

项目

阴离子型

阳离子型

非离子型

液

体

外观

透明状胶体

固含量，%

8～15

离子度，%

10～50（可调）

5～30

溶解性

水中易溶

相对分子质量，104

>700

100～400

<100

游离单体，%

<0.5

固

体

外观

白色粉末

固含量，%

≥90

离子度，%

10～100（可调）

5～30

溶解性

水中易溶

相对分子质量，104

>700

200～500

<100

游离单体，%

<0.5

注：

pH（1%水溶液）；6～8，密度g/cm3：

0.80～0.82

2、用药量：

现场调试时根据样试验数据确定。

五、工艺流程及简述

（1）磷化废水预处理

表调废水一般呈碱性，表调废水与磷化废水一同进行预处理可减少碱的用量。

表调、磷化废液流入磷化废液池，由泵限量提升至磷化废水池。

表调、磷化废水经潜水搅拌机搅拌混合均质后，经磷化废水提升泵提升进入磷化废水反应槽，依次分别向反应槽内投加石灰乳及助凝剂（PAM），经机械搅拌反应，在PH值大于9.5时生成不溶性的磷酸盐，难溶性的金属氢氧化物，然后流入沉淀槽1#进行固液分离。

分离后的污泥通过自流排入到污泥池。

经过预处理，沉淀槽内去除了磷及金属离子后的废水流入PH反调槽，加入酸调节PH7~8.5后自流进入综合废水调节池作进一步处理。

（2）涂装污水预处理（除磷化废水外）

脱脂废液进入脱脂废液池，电泳废液进入电泳废液池，喷漆废水进入喷漆废水池，分别由泵限量提升进入涂装废水调节池。

连续排放的脱脂废水（稀液）、电泳废水（稀液）、清洗废水及脱脂废液、电泳废液、喷漆废水在涂装废水调节池中进行混匀，并由提升泵提升进入PH调节反应槽。

以上废水中含有重金属离子，使用氢氧化物沉淀法，能有效去除Zn、Ni、Pb，使预处理后废水中的Zn、Ni、Pb均较可靠达到排放标准所要求的排放浓度。

向反应器第一格内投加Ca（OH）2，在机械搅拌机搅拌下，将废水的PH值提高至9.5或9.5以上。

PH值提高后的废水流出反应器第一格后，流入反应器第二格，。

向反应器第二格内投加阴离子PAM，在机械搅拌作用下。

废水进行PH调节、絮凝、助凝反应，废水经上述反应后，固体微粒间的相互引力增大，足以克服相互间的斥力，使分散的固体微粒迅速地聚集，形成絮凝体（矾花）。

废水经PH调节、絮凝、助凝反应后，流出反应器，流入沉淀槽2#进行固液分离。

固体进入污泥池。

上清液流入气浮反应设备。

向气浮反应设备中投加一定量的酸、PAC、PAM。

在调节PH7~8.5后进行一系列的絮凝、助凝反应，形成大的絮凝体后进入气浮装置。

废水在气浮装置中，水中絮凝体与气浮溶气水释放的大量微细气泡结合，利用浮力上升，漂浮在水面，形成浮渣。

定时开动刮渣机，将浮渣刮去，使固、液分离，刮出的浮渣流入污泥池。

经过预处理，去除了金属离子及水中其它污染物后的废水汇流流入综合废水调节池作进一步处理。

（3）综合废水处理

磷化预处理后的废水、涂装预处理后的废水排入综合废水调节池，综合废水由泵提升至水解好氧槽。

在水解槽中，发酵细菌将污水中复杂有机物（包括多糖、脂肪、蛋白质等）水解为有机酸、醇类。

在酸化阶段产氢、产乙酸细菌将发酵产物有机酸和醇类代谢为乙酸和氢，使大分子物质降解为小分子物质，使难生化的固体物降解为易生化的可溶性物质，提高了废水的可生化性。

经水解酸化处理的废水进入好氧槽，向废水中输送空气进行曝气。

水中碳水化合物为好氧微生物提供了丰富的营养，加快了好氧微生物的新陈代谢，在其作用下水中有机物得以有效降解。

向好氧槽出水中投加一定量的PAC、PAM，经过一系列的絮凝、助凝反应，形成大的絮凝体（矾花）后，流入斜管沉淀池进行固液分离，沉淀后的污泥排至污泥池。

污泥池上清液流入综合废水调节池进行再处理。

经沉淀后的水可达到合格排放标准，排入城市管网到城市污水厂进行再处理。

（4）污泥处理

沉淀槽1#、2#排泥、斜管沉淀池排泥和气浮装置排渣进入污泥池，将污泥池中的污泥提升至污泥浓缩槽进行污泥浓缩。

再由泵加压进入厢式压滤机进行脱水。

经厢式压滤机脱水后的污泥含水率为35%-40%，泥饼按当地环保行政主管部门要求进行合理处置。

厢式压滤机的污泥脱出液排回至综合废水调节池进行再处理。

六、设备或构筑物详细描述

1、磷化废水预处理

（1）磷化废液池

磷化废液池采用钢筋混凝土结构，由甲方负责施工，主要用于收集和储存表调、磷化废液。

由表调、磷化废液提升泵定量投加至磷化废水池。

※配置：

①液位变送器：

1台；

②磷化废液池提升泵：

SSP-50.4-50（s），Q=0~9m3/h，H=0~7.5m，N=0.55kW，2台（1用1备），上海川源，不锈钢材质。

③电磁流量计：

1台。

④潜水搅拌机：

1台，不锈钢材质。

（2）磷化废水池

磷化废水池采用钢筋混凝土结构，由甲方负责施工，主要用于收集和储存表调、磷化废液、废水。

由磷化废水提升泵定量投加至后续处理设备。

※配置：

①液位变送器：

1台。

②磷化废水池提升泵：

SSP-50.4-50（s），Q=0~9m3/h，H=0~7.5m，N=0.55kW，2台（1用1备），上海川源，不锈钢材质。

③电磁流量计：

1台。

④潜水搅拌机：

1台，不锈钢材质。

（3）磷化废水反应槽

※主材材质及防腐：

Q235，设备内外表面除锈，除锈等级Sa2.0级。

设备内衬玻璃钢防腐，厚度3mm，外壁除锈后刷防锈底漆两度，中间漆一度，面漆两度，面漆颜色待设备安装后另定。

※规格：

2000×1000×2000mm

※配置：

①搅拌机2台，每台N=0.55kw。

②pH在线仪1台。

安装在反应槽第一格出水处。

※投加药品：

分三格。

第一格投加石灰乳,第二格投加PAM。

※功能：

投加药剂，在机械搅拌作用下，表调、磷化废水与药剂进行充分反应。

※原理（反应机理）：

含重金属生产废水预处理

使用氢氧化物沉淀法，能有效去除Zn、Ni、Pb，使预处理后废水中的Zn、Ni、Pb均较可靠地达到排放标准所要求的排放浓度。

许多金属的氢氧化物是难溶于水的，铜、镉、铬、铅等重金属氢氧化物的溶度积一般都很小，因此可采用氢氧化物沉淀法，去除废水中的重金属离子。

常用沉淀剂有石灰、碳酸钠、苛性钠等。

由于此法采用的沉淀剂来源甚广，价格较低，因而在生产实践中应用广泛。

金属离子与OH-离子能否生成难溶的氢氧化物沉淀，取决于溶液中金属离子浓度和OH-离子浓度。

据金属氢氧化物的M（OH）N的沉淀一溶解平衡以及水的离子积Kw=[H+][OH-]，可计算使氢氧物沉淀的pH值：

pH=14-

或

式中

——金属离子浓度；

——溶度积；

——水的离子积。

由上式可见：

同一金属离子，其在水中的剩余浓度，随pH值增高而下降；金属离子浓度相同时，浓度积Ksp越小，沉淀析出的pH值越小。

值得指出的是，上式可以对一定浓度的某种金属离子而言，计算金属氢氧化物沉淀所需的pH值，因为这是理论计算值，不能作为废水处理的依据。

由于实践废水中共存离子体系十分复杂，干扰因素很多，各种金属氢氧化物沉淀的pH值都要比理论值高，最佳pH值最好通过试验确定。

工业废水处理可供参考的金属氢氧化物沉淀析出的pH范围如表2所示。

表2金属氢氧化物沉淀析出最佳pH值范围

金属离子

Fe3+

Al3+

Cr3+

Cu2+

Zn2+

Ni2+

Pb2+

Cd2+

Fe2+

Mn2+

最佳pH值

5～12

5.5～8

8～9

9～10

>9.5

9～9.5

>10.5

5～12

10～14

加碱溶解的pH值

>8.5

10.5

>9.5

>12.5

此外，值得特别注意的是，有些金属氢氧化物属两性化合物，即既可在酸性溶液中溶解，又可在碱性溶液中溶解，因此，只在一定pH值范围才呈不溶性沉淀物，例如Zn（OH）2应控制pH值在9～10范围操作，当pH<9，以Zn2+状态存在；pH>10.5，以[Zn（OH）4]2-状态存在，pH值为9～10时，才以不溶性的Zn（OH）2沉淀存在，pH值不足或过高，均不能得到好的处理效果。

（2）含磷废水预处理

废水中磷有三种存在形态：

有机磷酸盐、聚磷酸盐和正磷酸盐。

磷化废水中的磷以后二种形态存在。

在除磷工艺中，磷的存在形态和溶解度为重要因素，向废水中投加药剂与磷反应形成不溶性磷酸盐，然后通过沉淀，将磷从废水中除去。

投加石灰与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀，按下式反应：

5Ca2++4OH-+HPO2-4Ca5OH（PO4）3+3H2O

理论上克分子比Ca:

P为5:

3，但因磷灰石的构成不同，的摩尔在1.3到2.0间变化。

向水中投加石灰，石灰首先与水中碱度发生反应形成碳酸钙沉淀：

Ca（OH）2+Ca（HCO3）22CaCO3+2H2O

然后过量的钙离子才能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀，因此通常所需的石灰量主要是取决于废水的碱度，不取决于废水中的磷酸盐。

随着PH增高，羟基磷灰石的溶解度急剧下降，从而磷去除率增加，如果PH大于9.5，所有的正磷酸盐都转为不溶性的。

由于磷化废水中还含有金属离子，向废水中投加石灰，调节废水的PH值大于9.5，使金属离子形成氢氧化物。

由于大部分金属氢氧化物溶解度较小，故通过沉淀可将金属离子从废水中除去。

PH调节自动跟踪加药

正确控制废水的PH值，将直接关系到除磷、除重金属效果。

合理设置PH传感器，PH分析仪测量废水的PH值，并将测得值传输给工控机。

工控机将测得值与设定值进行比较，经计算输出对应的调节量信号给石灰乳投加计量泵，控制调节石灰乳投加计量泵的投加量，跟踪废水的PH值，自动变量投加，确保了除磷、除重金属效果，又不致于过量投加，造成浪费。

（4）沉淀槽1#

※主材材质及防腐：

Q235，设备内外表面除锈，除锈等级Sa2.0级。

设备内衬玻璃钢，厚度3mm，外壁除锈后刷防锈底漆两度，中间漆一度，面漆两度，面漆颜色待设备安装后另定。

※功能：

将经反应后的表调、磷化废水进行固、液分离。

※规格：

φ2000×4500（H）

※结构形式：

竖流式沉淀槽，圆形。

※原理：

沉淀是使水中悬浮物（主要是可沉固体污染物）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。

在沉淀过程中能发生凝集或絮凝作用，使浓度低的悬浮颗粒质量增加，沉降速度加快，沉速随深度而增加。

废水由设在池中央的中心管流入，在沉淀区的流动方向是由池的下面向上作竖向流动，从池的顶部周边经溢流堰流出。

池底锥体为贮泥斗，它与水平的倾角45º，排泥采用静水压力。

竖流式沉淀池的直径或边长一般在8m以下，沉淀区的水流上升速度一般采用0.5～1.0mm/s，沉淀时间1～1.5h。

为保证水流自下而上垂直流动，要求池子直径与沉淀区深度之比不大于3:

1。

中心管内水流速应不大于0.03m/s，而当设置反射板时，可取0.1m/s。

竖流式沉淀池的优点是：

排泥容易，不需设机械刮泥设备，占地面积较小。

排泥控制：

沉淀槽及时排泥有利于沉淀槽正常发挥其沉淀澄清功能。

当排泥不及时时，泥斗中的污泥泥位逐渐上升，上升到一定高度时将影响沉淀，使沉淀槽出水SS上升，使沉淀槽不能正常工作。

排泥过量，排出的污泥含水量增大，甚至于排水这样增大了污泥处置负担，也不利于沉淀槽稳定工作。

（5）PH反调槽

※主要材料及防腐：

Q235钢板。

内壁衬耐酸、碱环氧树脂玻璃钢，厚度≥3mm。

外壁二度防锈漆二度面漆，颜色由甲方指定。

※规格：

2000×1000×2000mm

※投加药品：

投加酸。

※配置：

①搅拌机1台，N=0.55kw。

②PH在线仪（传感器）安装在反应器第一格出水处。

※中和机理：

加酸中和处理的目的是中和废水中过量的碱，调整废水的酸、碱度，使中和后的废水呈中性（PH6~9），以确保处理后的废水PH值达到后级处理工艺的要求。

沉淀槽出水PH值≥9.5—10.5，废水中的碱度主要由除磷、除重金属预处理工艺投加石灰乳形成的。

采用投加硫酸中和，反应式为

Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4↓+2H2O

749813636

理论上中和1kgCa（OH）2需耗用1.32kg的H2SO4。

PH在线跟踪调整中和用硫酸的投加量

正确控制中和后的废水PH值，将直接关系到废水处理后排放PH值是否达标达到后级处理工艺的要求。

设置PH传感器，PH分析仪测量废水的PH值，并将测得值传输给工控机，工控机将测得值与设定值进行比较，经计算输出对应的调节量信号给硫酸投加计量泵，控制调节硫酸投加计量泵的投加量，跟踪废水的PH值，自动变量投加，恰到好处地调节废水的PH值至设计的PH值范围内。

2、涂装污水预处理

（1）脱脂废液池

脱脂废液池采用钢筋混凝土结构，由甲方负责施工，主要用于收集和储存脱脂废液。

由脂脂废液提升泵定量投加至涂装废水调节池。

※配置：

①液位变送器：

1台。

②脱脂废液池提升泵：

SSP-50.4-50（s），Q=0~9m3/h，H=0~7.5m，

N=0.55kW，2台（1用1备），上海川源，不锈钢材质。

③电磁流量计：

1台。

④潜水搅拌机：

1台，不锈钢材质。

（2）电泳废液池

电泳废液池采用钢筋混凝土结构，由甲方负责施工，主要用于收集和储存电泳废液。

由电泳废液提升泵定量投加至涂装废水调节池。

※配置：

①液位变送器：

1台。

②电泳废液池提升泵：

SSP-50.4-50（s），Q=0~9m3/h，H=0~7.5m，

N=0.55kW，2台（1用1备），上海川源，不锈钢材质。

③电磁流量计：

1台。

④潜水搅拌机：

1台，不锈钢材质。

（3）喷漆废水池

喷漆废水池采用钢筋混凝土结构，由甲方负责施工，主要用于收集和储存喷漆废水。

由喷漆废水提升泵定量投加至涂装废水调节池。

※配置：

①液位变送器：

1台。

②喷漆废水池提升泵：

SSP-50.4-50（s），Q=0~9m3/h，H=0~7.5m，

N=0.55kW，2台（1用1备），上海川源

展开阅读全文