电镀行业生产废水治理工程.docx

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电镀行业生产废水治理工程

电镀行业生产废水治理工程

设计指引

深圳市宝安区环境科学研究所

2008年06月

目录

1总则1

2废水来源、水质及分类2

2.1电镀主要功能2

2.2电镀废水的来源2

2.3电镀废水的水质2

2.4电镀废水的分类2

3工艺设计4

3.1前处理废水处理工艺设计4

3.2含氰废水处理工艺设计5

3.3含六价铬废水处理工艺设计5

3.4焦铜废水处理工艺设计6

3.5化学镀镍废水处理工艺设计7

3.6化学镀铜废水处理工艺设计8

3.7综合废水处理工艺设计9

4回用水处理11

4.1一般规定11

4.2典型的回用水处理系统工艺流程11

4.3工艺控制参数及设备配置11

5构筑物及设备配置13

5.1一般规定13

5.2构筑物设计参数及设备配置13

6仪表及自动控制17

6.1常用仪表17

6.2废水处理站的电气设计18

6.3自动控制设计18

7污泥处理20

7.1一般规定20

7.2污泥浓缩20

7.3机械脱水21

8综合设计22

8.1平面布置22

8.2高程布置22

8.3结构设计22

8.4管道设计23

8.5防腐措施23

8.6安全生产24

8.7化验室配置25

主要参考文献27

1总则

1.1为贯彻科学发展观，使我区的电镀废水处理工程设计符合国家和地方的法律、法规、规范及标准的要求，达到防冶污染、保护环境、提高人民健康水平的目的，特制订本设计指南。

1.2本设计指南适用于新建、扩建或改建的电镀废水处理工程。

1.3在选择废水处理工艺时，应贯彻分质分类处理原则，并综合考虑电镀生产工艺、废水排放条件（水质、水量、排放方式和排放标准等）、回用率以及现场环境等因素，经全面经济技术比较后确定。

1.4工程设计应在不断总结科研和工程实践经验的基础上，积极采用经鉴定的、行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。

1.5设计时应最大限度地采用机械化、自动化设备，以降低劳动强度，提高废水处理效率和处理设施运行的稳定性。

1.6构筑物和设备等均应根据其接触介质的性质、浓度和环境要求等具体情况，采用可靠的防腐、防渗、防漏措施。

1.7对于改扩建工程，应充分利用原有设施，加以适当改造，以节省工程投资。

1.8设计时应充分考虑循环经济、清洁生产、以废治废、废水回收利用以及污泥的合理处理。

1.9应采用性能稳定、高效节能设备，以保证工程质量，降低处理成本。

1.10应充分考虑二次污染防治及风险防范措施。

1.11除按本设计指南提出的要求进行设计外，尚须符合国家和地方现有的其它相关技术标准和规范。

2废水来源、水质及分类

2.1电镀主要功能

电镀的主要功能包括提供装饰性保护层、提高镀件表面硬度和耐磨性、提高镀件的导电性、导磁性以及反射性等、防止镀件表面局部渗碳、渗氮及修复零件尺寸等。

2.2电镀废水的来源

电镀废水主要来源于镀件清洗、地面冲洗、吊挂具和极板冲洗等，电镀废液主要来源于废弃槽液更换。

镀件清洗废水是电镀废水中最主要的废水来源之一，占生产废水总排放量的80%以上，各种污染物由镀件表面附着的槽液带入镀件清洗废水中。

车间地面冲洗、挂具冲洗、化验分析等过程中均产生少量废水，应全部收集后排入废水处理站。

2.3电镀废水的水质

电镀工艺种类繁多、工艺复杂，不同企业的电镀废水水质相差较大，但共同特征是均含重金属离子、酸、碱等污染物。

常见的重金属离子污染物包括铬、铜、镍、锌、金、银以及铅等，常见的酸、碱类污染物包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钠等，此外废水中还含有一定量的有机物、氨氮等。

2.4电镀废水的分类

根据深圳市电镀企业的实际情况，按照电镀废水分质分类处理的原则，将电镀车间排出的废水分为前处理废水、含氰废水、含六价铬废水、焦铜废水、化学镀镍废水、化学镀铜废水、综合废水及电镀废液。

2.4.1前处理废水

前处理废水包括镀前准备过程中的脱脂、除油等工序产生的清洗废水，主要污染物为有机物、悬浮物、石油类、磷酸盐以及表面活性剂等。

2.4.2含氰废水

含氰废水来源于氰化镀铜、碱性氰化物镀金、中性和酸性镀金、氰化物镀银、氰化镀铜锡合金、仿金电镀等含氰电镀工序，废水中主要污染物为氰化物、重金属离子（以络合态存在）等。

2.4.3含六价铬废水

含六价铬废水主要来源于镀铬、镀黑铬以及钝化等工序，废水中主要污染物为六价铬、总铬等。

2.4.4焦铜废水

焦铜废水主要来源于焦磷酸盐镀铜、焦磷酸盐镀铜锡合金等电镀工序，废水中主要污染物为铜离子（以络合态存在）、磷酸盐、氨氮及有机物等。

2.4.5化学镀镍废水

典型的化学镀镍工艺以次磷酸盐为还原剂，废水中主要污染物为镍离子（以络合态存在）、磷酸盐（包括次磷酸盐、亚磷酸盐）及有机物。

2.4.6化学镀铜废水

典型的化学镀铜工艺以甲醛为还原剂，废水主要污染物为铜离子（以络合态存在）、有机物。

2.4.7综合废水

除上述六种废水外，其它各类电镀废水统称为综合废水。

综合废水中主要污染物为酸、碱、游离重金属离子、有机物等。

2.4.8电镀废液

电镀废液中含有高浓度的酸、碱、重金属等，电镀废液应委托有资质的危险废物处理单位进行处理处置或综合利用。

3工艺设计

3.1前处理废水处理工艺设计

3.1.1工艺选择

由于待镀工件材质、表面状态、污染物质和生产工艺不同，所产生的前处理废水污染物种类和浓度差别较大，所以应根据车间前处理工艺和拟镀工件的实际情况进行分析，确定合理的前处理废水处理工艺。

3.1.1.1若前处理废水中CODcr浓度低于250mg/L，则该废水可以直接排入综合废水处理系统合并处理。

3.1.1.2若前处理废水中CODcr浓度高于800mg/L，应设计生化处理系统。

除前处理废水外，电镀车间其它工序产生的含有较高浓度CODcr废水（如经预处理后的化学镀镍废水、化学镀铜废水、焦铜废水等）也应一并纳入该生化处理系统。

3.1.1.3若前处理废水中CODcr浓度介于250mg/L～800mg/L，则需根据前处理废水占总废水量的百分比，及混凝沉淀或气浮的CODcr去除率，确定是否增加生化处理工艺。

3.1.1.4若前处理废水中石油类含量大于50mg/L，需隔油预处理；若废水中的石油类以乳化油形式存在，则需进行破乳预处理，破乳可采用酸化破乳、混凝剂破乳或电解破乳。

3.1.2前处理废水典型处理工艺流程

水量较大，石油类和COD浓度较高的前处理废水一般采用图3.1.2所示的处理工艺流程，该工艺选用水解酸化+接触氧化的生化处理工艺，但也根据实际情况选用其它生化处理工艺。

酸/碱PACPAM

pH↓↓↓

前处理废水→隔油池→调节池→pH调整池→快混池→慢混池

↓

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池←沉淀池/气浮机

↓

排放←生化沉淀池←接触氧化池←水解酸化池←pH回调池←酸

图3.1.2前处理废水典型处理工艺流程

3.1.3主要工艺控制参数

3.1.3.1pH调整池内控制pH值10-10.5。

3.1.3.2pH回调池内控制pH值7.0-8.0。

3.1.3.3水解酸化池内控制溶解氧小于0.3mg/L。

3.1.3.4接触氧化池内控制溶解氧在2.0-4.0mg/L之间。

3.2含氰废水处理工艺设计

3.2.1工艺选择

含氰废水的处理方法包括碱性氯化法、臭氧氧化法、离子交换法、电解法等，根据深圳电镀企业的实际情况，一般采用两级碱性氯化法处理工艺。

该处理方法具有稳定、可靠，易于实现自动控制的特点，碱性氯化法所采用的氧化剂一般为漂白水、漂白粉等。

3.2.2反应机理

两级碱性氯化法破氰反应的化学方程式如下：

CN-+OCl-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2+N2+6Cl-+2H2O

3.2.3工艺流程图

水量较大的含氰废水一般采用连续处理方式，工艺流程见图3.2.3。

若水量较少，则可采用间歇式的氧化破氰方式。

碱＋氧化剂酸＋氧化剂

pH↓ORPpH↓ORP

含氰废水→调节池→一级氧化池→中间水池→二级氧化池→综合废水调节池

图3.2.3含氰废水典型处理工艺流程

3.2.4主要工艺控制参数

3.2.4.1一级氧化池内控制pH值为10-11、ORP值为300-350mV。

3.2.4.2二级氧化池内控制pH值为7-8，ORP值为600-650mV。

3.3含六价铬废水处理工艺设计

3.3.1工艺选择

含六价铬废水的处理方法包括化学还原法、离子交换法、电解法等，根据深圳电镀企业的实际情况，一般采用化学还原法处理工艺。

3.3.2反应机理

在酸性条件下还原剂将六价铬还原成三价铬，还原剂可采用硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。

六价铬的还原反应方程式如下：

2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+8H2O

H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2（SO4）3+3Na2SO4+4H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

3.3.3工艺流程图

水量较大一般采用连续处理方式，工艺流程见图3.3.3。

若水量较少，则可采用间歇式还原方式。

酸+还原剂

pH↓ORP

含铬废水→调节池→还原池→综合废水调节池

图3.3.3含六价铬废水典型处理工艺流程

3.3.4主要工艺控制参数

还原池内控制pH值为2-3，ORP值为250-300mV。

3.4焦铜废水处理工艺设计

3.4.1工艺选择

焦铜废水的处理方法包括钙盐沉淀法、硫化物沉淀法、酸性水解法等，根据深圳电镀企业的实际情况，一般采用钙盐沉淀法处理工艺。

3.4.2反应机理

焦铜废水的破络反应方程式如下：

P2O74-+2Ca2＋→Ca2P2O7

焦铜废水的化学混凝反应方程式如下：

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

3.4.3工艺流程图

水量较大的焦铜废水一般采用图3.4.3所示的处理工艺流程，本工艺流程选用水解酸化+接触氧化的生化处理工艺，但也可根据实际情况选用其它生化处理工艺。

水量较小的焦铜废水可经物化预处理后并入综合废水处理系统。

石灰PACPAM酸

pH↓↓↓↓

焦铜废水→调节池→pH调整池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池

↓↓

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池生化处理系统

↓

排放

图3.4.3焦铜废水典型处理工艺流程

3.4.4主要工艺控制参数

3.4.4.1pH调整池内控制pH值10-11。

3.4.4.2pH回调池内控制pH值7.0-8.5。

3.5化学镀镍废水处理工艺设计

3.5.1工艺选择

化学镀镍废水一般采用酸性氧化＋钙盐沉淀法的二级预处理工艺。

3.5.2反应机理

第一级在酸性条件下通过氧化剂将次、亚磷酸盐氧化成正磷酸盐，第二级加入石灰，在碱性条件下正磷酸盐生成磷酸钙沉淀物，重金属镍离子形成氢氧化镍的沉淀物得到去除。

氧化剂采用浓度为10%以上的漂水，其反应方程式如下：

NaH2PO2+ClO－→PO33－+NaCl＋2H＋

PO33－+ClO－→PO43－＋Cl-

10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca10（OH）2（PO4）6↓

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

3.5.3工艺流程图

水量较大的化学镀镍废水一般采用图3.5.3所示的处理工艺流程，本工艺流程选用水解酸化+接触氧化的生化处理工艺，但也可根据实际情况选用其它生化处理工艺。

水量较小的化学镀镍废水可物化预处理后并入综合废水处理系统。

酸+氧化剂石灰PACPAM

pH↓pH↓↓↓

化学镀镍废水→调节池→氧化池→pH调整池→快混池→慢混池

↓

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池←沉淀池

↓

酸→pH回调池

↓

生化剩余污泥进污泥浓缩池←生化处理系统

↓

排放

图3.5.3化学镀镍废水典型处理工艺流程

3.5.4主要工艺控制参数

3.5.4.1氧化池内控制pH值2-3、ORP值450-500mV。

3.5.4.2pH调整池内控制pH值10-11。

3.5.4.3pH回调池内控制pH值7.0-8.5。

3.6化学镀铜废水处理工艺设计

3.6.1工艺选择

化学镀铜废水一般采用硫化物沉淀法。

3.6.2反应机理

化学镀铜废水反应的化学方程式如下：

Cu2++S2-→CuS↓

3.6.3工艺流程图

水量较大的化学镀铜废水一般采用图3.6.3所示的处理工艺流程，本工艺流程选用水解酸化+接触氧化的生化处理工艺，但也可根据实际情况选用其它生化处理工艺。

水量较小的化学镀铜废水可经物化预处理后并入综合废水处理系统。

碱+硫化物硫酸亚铁PAM酸

pH↓ORP↓↓↓

化学镀铜废水→调节池→破络池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池

↓↓

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池生化处理系统

↓

排放

图3.6.3化学镀铜废水典型处理工艺流程

3.6.4主要工艺控制参数

3.6.4.1pH调整池内控制pH值10-10.5，ORP值控制100-150mV。

3.6.4.2pH回调池内控制pH值7.0-8.5。

3.7综合废水处理工艺设计

3.7.1工艺选择

综合废水可采用氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、膜处理法、离子交换法等处理工艺，一般采用氢氧化物沉淀法或硫化物沉淀法。

3.7.2反应机理

氢氧化物沉淀法的主要反应化学方程式如下：

Cu2++2OH-→Cu（OH）2↓

Ni2++2OH-→Ni（OH）2↓

Zn2++2OH-→Zn（OH）2↓

硫化物沉淀法的主要化学反应方程式如下：

Cu2++S2-→CuS↓

Ni2++S2-→NiS↓

Zn2++S2-→ZnS↓

3.7.3工艺流程图

综合废水一般采用图3.7.3所示的处理工艺流程，该工艺流程选用氢氧化物沉淀法，但也可根据实际情况选用其它的处理工艺。

综合废水经处理达标后可进入回用水处理系统（或排放），回用水处理系统产生的浓水可经独立处理系统处理后达标排放，也可将浓水排入生化处理系统或综合废水调节池作进一步处理。

碱PACPAM酸

↓pH↓↓↓

综合废水→调节池→pH调整池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池

↓↓

泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池回用水处理系统

（或排放）

图3.7.3综合废水典型处理工艺流程

3.7.4主要工艺控制参数

3.7.4.1pH调整池内控制pH值10-10.5。

3.7.4.2pH回调池内控制pH值7.0-8.0。

4回用水处理

4.1一般规定

4.1.1为发展循环经济，节约生产用水，降低生产成本，减少排污量，应设计回用水处理系统，并达到一定的回用率。

4.1.2电镀企业应优先考虑采用槽边回用处理工艺，槽边回用处理工艺包括膜法、离子交换法等。

4.1.3一般可将处理达标后的综合废水作为回用水处理系统的水源。

4.1.4回用水处理系统的主要工艺过程包括多介质过滤、超滤、反渗透等，应综合考虑进水水质、回用水水质要求、回用率以及经济技术指标等因素确定合理的工艺组合。

4.1.5回用水处理系统产生的淡水需回用于生产线，浓水可经独立处理系统处理后达标排放，也可将浓水排入生化处理系统或综合废水调节池作进一步处理。

4.2典型的回用水处理系统工艺流程

电镀废水回用处理一般采用图4.2所示的工艺流程。

浓水进一步处理

↑

原水→调节池→多介质过滤器→精密过滤器→超滤→反渗透→淡水回用

图4.2典型的回用水处理工艺流程

4.3工艺控制参数及设备配置

4.3.1调节池

用于贮存原水，设计停留时间一般取4-8小时，调节池内配置液位控制仪，过滤泵等设备。

4.3.2多介质过滤器

多介质过滤器的主要作用是去除废水中的微细颗粒、部分有机物和胶体物质，以降低废水的浊度。

常用的过滤介质包括石英砂、无烟煤、活性炭、纤维球等。

多介质过滤器的设计滤速一般采用4.8-24m/h之间。

多介质过滤器主体材料为碳钢、玻璃钢或不锈钢。

4.3.3精密过滤器

精密过滤器主要用于去除水中极微细的颗粒，进一步降低水的浊度。

精密过滤器的设计滤速一般采用40m/h以上，其过滤精度一般为5μm。

过滤介质包括PP纤维滤芯、线绕滤芯等。

过滤器主体常采用不锈钢材料。

4.3.4超滤

超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，用以除去分子量在500以上、106以下的分子，包括高分子有机物、大分子化合物、胶体、病毒等。

超滤是一种高压状态下的筛分截留过程，需配置高压输送泵，应根据进水水质确定合适的膜组件和操作模型。

超滤装置一般由高压泵、压力外壳、设备框架、清洗装置、电控系统等组成。

4.3.5反渗透

反渗透是最精密的液体膜分离技术，它能截留所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过。

利用反渗透技术可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。

电镀废水回用处理系统中所选用的反渗透膜必须具有耐酸碱、抗氧化、耐污染的特点，反渗透装置一般由高压泵、压力外壳、设备框架、清洗装置、电控系统等设备组成。

5构筑物及设备配置

5.1一般规定

5.1.1废水处理站构筑物设计参数应根据废水处理工艺要求进行设计。

5.1.2处理构筑物的设计流量应按提升泵的最大设计流量计算确定。

5.1.3电镀废水处理站的构筑物一般采用钢混结构，池体内壁进行防腐处理，池体外壁作装饰处理。

5.1.4废水处理站的设备首先应满足工艺设计参数的要求，所选用的设备必须是性量稳定、质量可靠的国内优秀品牌产品，也可选用国外同类名牌产品。

5.2构筑物设计参数及设备配置

5.2.1隔油池

5.2.1.1设计参数

电镀废水处理站的石油类污染物较少，一般采用普通平流隔油池，普通平流

隔油池的设计参数如下：

池深：

1.5-2.0m

池内流速：

2-5mm/s

停留时间：

1.5-2.0h

5.2.1.2主要配置设备

隔油池上部设集油管或刮油机，废油回收交废物处理站，进水端一般采用穿孔墙进水，出水采用溢流堰。

5.2.2调节池

5.2.2.1设计参数

池深：

一般为3.0-5.0m

停留时间：

8-10h

调节池有效容积计算时应一并考虑滤池反冲洗水、污泥浓缩池上清液、脱水机滤滤液收集所需的容积。

5.2.2.2主要配置设备

应根据调节池内废水水质的差异，优化设置机械、水力或空气搅拌装置。

安装提升泵和液位计等水泵控制装置。

若废水中悬浮物较多，应设沉淀物和浮渣清理装置。

5.2.3破络池、pH调整池、快混池和慢混池

5.2.3.1设计参数

池深：

一般为1.5-3.0m

停留时间：

每格反应池的停留时间一般不少于15min

5.2.3.2主要设备配置

主要配置加药泵、机械搅拌机，破络池和pH调整池配置pH/ORP自动控制仪表。

5.2.4氧化池

5.2.4.1设计参数

含氰废水的氧化池一般分成三格，分别为一级氧化池、中间水池和二级氧化池，对于化学镀镍废水的氧化池可分成两格。

氧化池设计参数如下：

有效水深：

一般采用1.5-2.5m

停留时间：

含氰废水处理一级氧化池和二级氧化池停留时间一般不少于30min，中间水池停留时间为10-20min；化学镀镍废水氧化处理停留时间一般不少于2小时。

5.2.4.2主要设备配置

氧化池内主要配置加药泵、机械搅拌机、pH/ORP自动控制仪表。

5.2.5还原池

5.2.5.1设计参数

有效水深：

一般采用1.5-2.5m

停留时间：

一般不少于30min

5.2.5.2主要设备配置

还原池内主要配置加药泵、机械搅拌机、pH/ORP自动控制仪表。

5.2.6沉淀池

5.2.6.1斜管沉淀池的设计参数

水力表面负荷：

0.3-0.5m3/m2.h

总高度：

4-5m

斜管高度：

1.0m

污泥斗高度：

1.0-1.5m

斜管倾角：

60°

斜管高度：

1000mm

出水堰负荷：

2-5m3/m.h

5.2.6.2斜管沉淀池一般采用升流式异向流结构，污泥斗倾角小于60°，池内主要配置斜管、排泥泵，斜管冲洗装置等。

5.2.6.3辐流沉淀池的设计参数

水力表面负荷：

0.25-0.35m3/m2.h

总高度：

5.0-6.0m

有效高度：

3.0-4.0m

污泥斗高度：

1.0-1.5m

斜管倾角：

60°

出水堰负荷：

2-5m3/m.h

5.2.6.4辐流沉淀池一般用于较大型的废水处理站，可采用中心进水周边出水、周边进水中心出水等形式，主要配置进水装置、出水装置、刮泥机、排泥泵等。

5.2.6.5竖流沉淀池的设计参数

水力表面负荷：

0.2-0.3m3/m2.h

直径：

4.0-8.0m，不宜大于8.0m

中心管内流速：

10-15mm/s

总高度：

5.0-6.0m

有效高度：

3.0-4.0m

污泥斗高度：

1.0-1.5m

出水堰负荷：

2-5m3/m.h

5.2.6.6竖流沉淀池可采用圆形或正方形结构，主要配置中心进水管、喇叭口、反射板、排泥泵等。

5.2.7污泥浓缩池

5.2.7.1连续式重力污泥浓缩池的设计参数

有效水深：

4.0-5.0m

污泥固体负荷：

30-60kg/m2.d

5.2.7.2连续式重力污泥浓缩池一般采用辐流式结构，池内主要配置刮泥机、进水装置、出水堰、排泥泵等。

5.2.7.3间歇式重力污泥浓缩池的设计参数

有效池深：

3.0-3.5（m）

浓缩停留时间：

一般采用12-24小时

5.2.7.4间歇式重力污泥浓缩池主要配置污泥斗和排泥泵，污泥斗倾角小于60°。

5.2.8pH回调池

5.2.8.1设计参数

有效水深：

一般采用1.5-2.5（m）

停留时间：

一般分成两格，每格停留时间一般不少于8分钟。

5.2.8.2主要设备配置

pH回调池内主要配置搅拌机、加药泵以及pH控制仪表。

5.2.9水解酸化池

5.2.9.1设计参数

有效水深：

一般采用5.0-6.0m

容积负荷：

0.8-1.2KgCOD/m3.d

填料高度：

3.0-3.5m

5.2.9.2主要设备配置

水解酸化池内主要配置生物填料、支架以及搅拌装置等。

5.2.10接触氧化池

5.2.10.1设计参数

有效水深：

一般采用5.0-6.0m

容积负荷：

0.8-1.2KgCOD/m3.d

填料高度：

3.0-3.5m

5.2.10.2主要设备配置

接触氧化池内主要配置生物填料、支架、曝气装置、鼓风机等。

5.2.11排放堰

5.2.11.1设计参数

有效水深：

一般采用0.5-0.8m

结构尺寸按照标准规范进行设计。

5.2.11.2主要设备配置

排放堰内主要配置超声波流量计、pH在线监测仪表、COD在线监测仪表。

6仪表及自动控制

6.1常用仪表

电镀废水处理站常用控制仪表有温度、压力、液位、流量等热工量仪表和pH值、ORP值、COD