电镀综合废水处理工程设计方案教案资料.docx

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电镀综合废水处理工程设计方案教案资料

电镀综合废水处理工程设计方案

山东华龙机械有限公司

400m3/d电镀综合废水处理工程

设

计

方

案

二零一三年二月

附图：

废水处理工艺流程图

废水处理区总平面布置图

第一章　总论

1.1　项目概况

山东华龙机械有限公司位于山东省临沂市经济开发区，主要从事汽摩配件及五金锁具类配件等电镀。

由于电镀生产过程中，将排放一定量的含有多种致癌、致畸、致突变、剧毒等物质的废水，因此，必须认真处理，并尽量回收利用，以减少或消除其对环境的污染。

为贯彻落实国家环境保护方针政策，加强环境污染防治，严格执行“三同时”的要求，该公司特委托我公司进行生产废水处理工程设计方案的编制。

电镀工艺品种繁多，产生的电镀废水中含有的污染物也不一定相同，须综合处理的电镀废水将含有多项镀种产生的污水。

常用镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀锡、镀金和镀银。

无论那种镀种和镀件，电镀工艺大体相同，乡镇企业常用氰化电镀工艺。

产生的电镀废水分为以下几种：

1、镀件清洗水：

占电镀废水的80%以上。

废水中大部分污染物质是由镀件表面的附着液在清洗时带入的。

其污染物质主要为重金属离子，如：

Ni2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+等。

其PH值一般为4—6，呈酸性。

2、镀液过滤和废镀液：

产生的污水中含有高浓度的污染物质，主要有：

Cr6+、CN-、废酸、废碱、光亮剂、洗涤剂、表面活性剂等，大部分为有害物质和剧毒物质。

3、电镀车间的“跑、冒、滴、漏”产生的低浓度污染水。

上述描述中，1、3统称为含铬废水，2统称为含氰废水。

因企业实际情况限制，两种电镀废水不可能分开排放至污水处理站。

企业排放的废水总称为电镀综合废水，将直接排放至废水处理站内进行统一处理。

该废水污染成分复杂，处理环境各不相同，是非常难以处理的一种工业污染废水。

1.2　设计依据

1、业主提供的有关水质、水量资料及处理要求；

2、《电镀废水治理设计规范》（GBJ136-90）；

3、《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）；

4、《中华人民共和国环境保护法》；

5、《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）；

6、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

8、《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；

9、其它行业标准及相关设计规范。

1.3　设计范围

本工程设计范围为污水处理工程区块（从调节池至排放口之间）的设备、建构筑物、电气、仪表、管道及安装等。

1、废水集中处理区进水、排水、供水于废水处理区块外1m处与建设单位交接。

供电在配电柜进电总线处交接。

2、给排水范围：

废水由甲方接入污水处理调节池，排水由乙方接至计量排放口。

自来水由甲方接入废水处理区。

3、消防、绿化、道路、自来水及照明系统由建设单位另行委托统一负责实施。

1.4　设计原则

1、贯彻执行国家现行的经济建设方针、政策，结合实际情况，充分利用现有的设施（设备）、水、电供应以及管理、技术、维修与运输等条件，合理选定方案，降低工程造价，减少建设投资，降低运行费用；

2、本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过实践考验的先进成熟的新工艺、新技术、新设备，发挥整体技术优势，提高技术含量，完善节能措施；

3、选用国内外先进、可靠、高效、成熟的设备，性能可靠、稳定的控制系统。

4、因地制宜提高土地利用率，总平面布置做到合理、紧凑、美化环境并与其周围景观相协调；

5、尽量采用先进的工艺技术，配套成熟的控制技术，减少工人的劳动强度，使污水处理工程操作管理方便，易维修；

6、妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥，避免造成二次污染。

1.5设计水量、水质及出水标准

1.5.1　设计水量

各工艺水量的确定：

根据电镀生产废水的特点及处理工艺要求，拟将废水分为六大类：

含氰废水（W1）、焦磷酸废水（W2）、含镍废水（W3）、综合废水（W4）、含铬废水（W5）、除油除蜡废水（W6）等。

1、含氰废水（W1）主要来自于氰化镀银及预镀铜后的清洗废水。

预计日产生含氰废水约30m3/d。

主要污染因子为：

pH、总氰化物、总铜、总银、CODCr等；

2、焦磷酸废水（W2）主要来自于电镀枪色及化学沉镍后的清洗废水。

预计日产生焦磷酸废水约20m3/d。

主要污染因子为：

pH、总磷、总镍、CODCr等；

3、含镍废水（W3）主要来自于预镀镍、半光亮镍、光亮镍后的清洗废水，预计日产生含镍清洗废水20m3/d。

主要污染因子为：

pH、总镍、CODCr等；

4、综合废水（W4）主要来自于酸性镀铜、酸性、活化等后的清洗废水。

预计日产生酸铜废水约50m3/d。

主要污染因子为：

pH、总铜、CODCr等；

5、含铬废水（W5）主要来自于镀铬、钝化、粗化、还原后续清洗等工序废水，预计日产生含铬清洗水量约90m3/d。

主要污染因子为：

pH、Cr6+、总铬等；

6、除油除蜡废水（W6）主要来自于除油和碱洗工序的清洗废水，预计日产生除油除蜡清洗水量约90m3/d。

主要污染因子为：

pH、CODCr、总铁等；

总水量的确定：

根据上述分析，生产废水产生量Q=Σ（W1+W2+…W6）=300m3/d。

考虑到水量变化以及设计裕度（取Kz=1.33），设计处理日处理能力为Qmax=400m3/da，废水处理与生产同步，采用8小时单班制，则设计最大时处理能力为qe=50m3/h。

1.5.2　设计进水水质

根据同类企业的情况，预计本方案进水质情况如表1-1

表：

1-1进水水质单位：

mg/l（pH除外）

污染物

含氰废水

（W1）

焦磷酸水

（W2）

含镍废水

（W3）

综合废水

（W4）

含铬废水

（W5）

除油除蜡废水

（W6）

COD

150～200

120～180

100～150

120～150

350～500

Cr6+

≤0.5

≤300

≤0.5

氰化物

≤200

≤0.5

Cu2+

≤200

≤120

≤2

≤200

≤10

≤0.5

Ni2+

≤0.5

≤70

≤300

≤50

≤10

≤0.5

Zn2+

≤50

≤0.5

≤30

≤1

≤2

石油类

≤1

≤10

10～12

4.5～6.5

4.5～6

3～5

2.5～3.5

6～8

1.5.3　出水标准

本项目废水经处理后排放灵江，根据有关规定，该企业的废水处理后执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）。

（原环评要求执行GB8978-1996《污水综合排放标准》，现实行新的行业标准），具体指标如表1-2：

表1-2电镀行业水污染物排放限值单位：

mg/l

污染物项目

标准限值

第一类污染物

总铬

1.0

六价铬

0.2

总镍

0.5

第二类污染物

总铜

0.5

总锌

1.5

总铁

3.0

pH值

6~9

CODcr

氨氮

总氮

总磷

1.0

石油类

3.0

总氰化物

0.3

第二章　工艺设计

2.1工艺选择

2.1.1含氰废水（W1）

含氰废水中的氰离子（CN-）能与镍、铜、铁过渡金属元素形成稳定的配位化合物（即常说的络合物），阻止了金属离子与氢氧根（OH-）的结合，因此，欲将其沉淀去除，必须先破环其络合状态。

目前，较为经济成熟的工艺为碱性氧化破氰，适宜采用的氧化剂为次氯酸钠，可将氰根（CN-）氧化为二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。

CN-+OCl-+H2OCNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+Cl2CO2+N2+6Cl-+2H2O

考虑到部分络合物异常稳定（如：

铁氰化物等），含氰废水水量较小，本方案采用一次破氰、间歇反应的处理方式，停留时间为1天，可避免生产负荷冲击。

破氰后的废水与综合废水合并处理。

W1的处理工艺流程为：

碱+氧化剂

2.1.2焦磷酸废水（W2）

焦磷酸废水中主要含有焦磷酸、化学镍等，常用的化学沉淀法很难将铜、镍离子去除。

采用酸性氧化的方法，先将废水调节到酸性，再投加强氧化剂将焦磷酸氧化为正磷酸，络合物被破坏，使金属离子游离出来。

其反应原理为：

P2O74-+ClO-2PO42-+Cl-

W2与W1一样，采用间歇反应的处理方式，停留时间为1天，氧化后的废水与W4合并处理。

W2的处理工艺流程为：

酸＋氧化剂

2.1.3含镍废水（W3）

含镍废水在车间内单独收集，并通过槽边回收装置进行回收，副产品外卖，水循环利用。

当回收系统废水需要外排时，可与综合废水（W4）合并。

W3支线的处理工艺流程为：

2.1.4综合废水（W4）

综合废水中含有大量的金属离子，在不含六价铬、氰化物及络合性物质的情况下，采用中和沉淀易使金属离子达标，但一旦有氰化物或络合物混入综合废水中，金属离子就很难达标，因此，清污分流以及W1、W2、W3各股废水的预处理都非常关键。

W4出水与W5合并，作用有二：

一是综合废水（W4）沉淀的pH较高，可中和含铬废水（W5）的酸性；二是含铬废水（W5）对综合废水（W4）部分离子起稀释和二次混凝沉淀作用。

Mn+＋nOH-=M（OH）n↓

W4的处理工艺流程为：

综合废水

（W4）

调节池4

中和池1

絮凝反应池1

沉淀池1

去中和池2

W1、W2、W3碱PACPAM

2.1.5含铬废水（W5）

含铬废水中主要含有Cr6+、Cr3+等离子，Cr6+必须先还原（药剂可选用焦亚硫酸钠）为Cr3+，然后中和沉淀而从水中去除。

其反应机理为：

2Cr2O72-+3S2O52-+10H+4Cr3++6SO42-+5H2O

Cr3+＋3OH-=Cr（OH）3↓

W5支线的处理工艺流程为：

含铬废水

（W5）

调节池5

还原池

中和池2

絮凝反应池2

沉淀池2

pH回调池

去排放口

酸+还原剂

2.1.6除油除蜡废水（W6）

该企业除油除蜡工艺涉及到化学除油、电解除油以及超声波除油三种方式，但除油溶液的基本成分大致相同，均为碱、磷酸盐以及表面活性剂等，因此，废水中石油类物质、CODcr和磷酸盐含量较高，对排放水中相应指标的贡献值较大，需单独收集处理，以便能有效控制CODcr及磷的含量。

W6的处理工艺流程为：

碱、铁盐PAC、PAM

注：

以上所有支线流程仅为废水流向，沉淀池的污泥池进入污泥浓缩池浓缩后经压滤机压滤成滤饼，安全处置（流程中已省略）

2.1.7CODcr的去除

由于电镀废水生化性很差，真实B/C值不足0.2，采用生化法很难去除。

在本方案中，清污分流后CODcr含量较高的是除油除蜡废水（W6），其余废水CODcr值较低，对W6采用物化的方法将CODcr降至200mg/l以下再与其他废水混合，混合后的废水CODcr在150mg/l左右，采用臭氧氧化+吸附的方式可确保CODcr达标。

2.2工艺流程图

注：

为废水流向，为污泥流向

2.3工艺流程说明

1、含氰废水（W1）自车间自流入反应调节池1,在碱性条件下（pH≥10.5）加入NaCLO氧化，采用间歇处理的方式：

进水－反应－排水，总停留时间为1天，可有效去除氰化配合物，处理后的废水与W2、W3、W4合并处理；

2、焦磷酸废水（W2）自车间自流入反应调节池2,在酸性条件下（pH3～3.5）加入NaCLO氧化，采用间歇处理的方式：

进水－反应－排水，总停留时间为1天，可有效去除焦磷酸、化学镍等络合物，处理后的废水与W1、W3、W4合并处理；

3、含镍废水（W3）在车间通过槽边回收装置进行回收，出水可回用于清洗槽，回收的副产品可产生较高的经济效益。

回收系统外排水与W1、W2、W4合并处理；

4、综合废水（W4）自车间自流入调节池4,经泵提升与来自W1、W2、W3预处理后废水混合进入中和池1，加碱搅拌调节PH值至10.5～11，然后进入絮凝反应池1,加入PAC、PAM，絮凝反应后进入沉淀池1，出水进入中和池2，与含铬废水合并处理；

5、含铬废水（W5）自车间自流入调节池5，用提升泵泵入还原池，加入焦亚硫酸钠还原六价铬，然后与来自W4的废水一起流入中和池2，调节pH8.5～9.0，然后经絮凝反应池2和沉淀池2，出水进入中间水池；

6、除油除蜡废水（W6）自车间自流入调节池6，用提升泵泵入中和池3，加入碱和铁盐，搅拌调节PH值至8.5～9，然后进入絮凝反应池3，加入PAM，混凝反应后进入沉淀3，出水与来自W5的废水一起进入中间水池；

7、中间水池废水经水泵提升后进入氧化塔，通入臭氧接触反应，使有机物矿化分解为二氧化碳或者降解为小分子物质，再经过活性碳吸附过滤，出水经pH调整后排放。

本处理系统的污泥经污泥浓缩池浓缩后，用压滤机制成滤饼，交有关部门安全处置。

2.4预期处理效果

预计处理过程中污染物削减情况如表2-1

表2-1预期污染物削减表

废水及处理工艺

水量

Ni2+

Cu2+

Cr6+

CN-

COD

t/d

mg/l

mg/L

含氰废水（W1）

200

180

反应调节池1

200

0.5

焦磷酸废水（W2）

120

150

反应调节池2

120

含镍废水（W3）

300

120

回收系统

120

综合废水（W4）

0.2

0.5

150

中和池1（W1/W2/W3/W4）

100

29.7

84.0

0.2

0.5

115

沉淀池1

100

0.2

0.9

0.2

0.4

115

含铬废水（W5）

300

还原池

0.1

200

中和池2（W4/W5）

190

0.2

0.47

0.1

0.2

157

沉淀池2

190

0.2

0.47

0.1

0.2

120

除油除蜡废水（W6）

500

沉淀池3

200

中间水池

280

0.2

0.3

0.1

0.2

160

氧化+吸附

280

0.2

0.3

0.1

0.2

排放池

280

0.2

0.3

0.1

0.2

含氰废水（W1）中氧化破氰工艺对CN-的去除率按99.75％计，同时CODcr的去除率按55.6%计；

焦磷酸废水（W2）在酸洗条件下经24h氧化破络后，对焦磷酸、化学镍等络合物的去除率按99.5%计，氧化剂同时降低约46.7%的CODcr；

含镍废水（W3）经槽边回收装置回收，对Ni2+去除率按99.3%计；

综合废水（W4）与W1、W2、W3相互混合稀释，经中和沉淀，对Ni2+、Cu2+去除率按99.3%、98.9%计，CODcr的去除率按23.3%计；

含铬废水（W5）采用焦亚硫酸钠还原，对Cr6+的去除率按99.97%计，同时由于焦亚硫酸钠的过量投加，CODcr升高到200mg/l左右；W4与W5混合后，CODcr有所稀释，降至157mg/l，再经中和沉淀，去除率按23.6%计；

除油除蜡废水（W6）含有大量的油类及表面活性剂，经混凝沉淀，CODcr去除率按60%计；

臭氧氧化+活性碳吸附，对CODcr的去除率按62.5%计；

根据对同类废水的试验研究及工程实践，上述各处理单元要达到上述预期的处理效率是可行的。

第三章　废水处理站工程设计

3.1　主要建、构筑物工艺设计及设备选型

本工程主要建、构筑物包括：

调节池、中和池、混凝反应池、沉淀池、污泥浓缩池、综合机房等；主要设备包括：

污水提升泵、搅拌机、风机、加药系统、臭氧发生器、污泥脱水设备等。

3.1.1调节池1

设计参数：

设计水量：

qh＝5m3/h

停留时间：

HRT=13.5h

有效容积：

V＝67.5m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝3.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

50UHB-ZK-20-20/4流量：

Q＝20m3/h

扬程：

H＝20m功率：

N=4.0kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.PH计

数量：

1套

4．ORP仪表

数量：

1套

3.1.2反应调节池2

设计参数：

设计水量：

qh＝3.325m3/h

停留时间：

HRT=20h

有效容积：

V＝67.5m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝3.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

32UHB-ZK-15-15/2.2流量：

Q＝15m3/h

扬程：

H＝15m功率：

N=2.2kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.PH计

数量：

1套

4．ORP仪表

数量：

1套

3.1.3调节池4

设计参数：

设计水量：

qh＝8.125m3/h

停留时间：

HRT=11h

有效容积：

V＝90m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝4.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

50UHB-ZH-20-20/4流量：

Q＝20m3/h

扬程：

H＝20m功率：

N=4.0kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.1.4中和池1

设计参数：

设计水量：

qh＝40m3/h

停留时间：

HRT=3.4h

有效容积：

V＝135m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝6.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

50UHB-ZK-20-20/4流量：

Q＝20m3/h

扬程：

H＝20m功率：

N=4.0kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.PH计

数量：

1套

3.1.5絮凝反应池1

设计参数：

设计水量：

qh＝20m3/h（按水泵流量）

停留时间：

HRT=18min

有效容积：

V＝6m3

有效水深：

H=2.0m

外形尺寸：

L×B×H＝1.5×2.0×2.5m（共2格）

结构形式：

钢制防腐，与沉淀池合并。

配套设备：

1.搅拌机

功率：

N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制

数量：

2台

3.1.6沉淀池1

设计参数：

设计水量：

qh＝20m3/h

表面负荷：

q=0.667m3/m2.h

停留时间：

HRT＝3h

有效容积：

V＝60m3

外形尺寸：

L×B×H＝5.0×6.0×3.5m

结构形式：

钢制，内壁作防腐处理。

配套设备：

1.斜管填料

规格：

孔径50mm，长1m

数量：

30m3

3.1.7调节池5

设计参数：

设计水量：

qh＝15m3/h

停留时间：

HRT=7.5h

有效容积：

V＝112.5m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝5.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

50UHB-ZK-20-20/4流量：

Q＝20m3/h

扬程：

H＝20m功率：

N=4.0kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.1.8还原池

设计参数：

设计水量：

qh＝20m3/h

停留时间：

HRT=18min

有效容积：

V＝6m3

有效水深：

H=2.0m

外形尺寸：

L×B×H＝1.5×2.0×2.5m（共2格）

结构形式：

钢制防腐。

配套设备：

1.搅拌机

功率：

N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制

数量：

2台

2.PH计

数量：

1套

3.ORP仪表

数量：

1套

3.1.9中和池2

设计参数：

设计水量：

qh＝40m3/h（按水泵最大组合流量）

停留时间：

HRT=3.4h

有效容积：

V＝135m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝6.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

65UHB-ZH-40-15流量：

Q＝40m3/h

扬程：

H＝15m功率：

N=5.5kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位计

数量：

1套

3.pH仪表

数量：

1套

3.1.10絮凝反应池2

设计参数：

设计水量：

qh＝40m3/h

停留时间：

HRT=23min

有效容积：

V＝15.6m3

有效水深：

H=2.5m

外形尺寸：

L×B×H＝2.5×2.5×3.0m（共2格）

结构形式：

钢制防腐，与沉淀池合并。

配套设备：

1.搅拌机

功率：

N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制

数量：

2台

3.1.11沉淀池2

设计参数：

设计水量：

qh＝40m3/h

表面负荷：

q=0.80m3/m2.h

停留时间：

HRT＝2.5h

有效容积：

V＝100m3

外形尺寸：

L×B×H＝5.0×10.0×3.5m

结构形式：

钢制防腐。

配套设备：

1.斜管填料

规格：

孔径50mm，长1m

数量：

50m3

3.1.12调节池6

设计参数：

设计水量：

qh＝15m3/h

停留时间：

HRT=7.5h

有效容积：

V＝112.5m3

有效水深：

H=2.5m

土建外形尺寸：

L×B×H＝5.0×9.0×3.0m

结构形式：

地下钢砼,内壁作防腐处理。

配套设备：

1.提升泵

型号：

50UHB-ZK-20-20/4流量：

Q＝20m3/h

扬程：

H＝20m功率：

N=4.0kw

数量：

二台（一用一备）

2.液位控制器

数量：

二台（与水泵联动）

3.1.13中和池3、絮凝池3

设计水量：

qh＝20m3/h（按水泵流量）

停留时间：

HRT=18min

有效容积：

V＝6m3

有效水深：

H=2.0m

外形尺寸：

L×B×H＝1.5×2.0×2.5m（共2格）

结构形式：

钢制防腐，与沉淀池合并。

配套设备：

1.搅拌机

功率：

N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制

数量：

2台

2.pH仪表

数量：

1套

3.1.14沉淀池3

设计参数：

设计水量：

qh＝20m3/h

表面负荷：

q=0.667m3/m2.h

停留时间：

HRT＝3h

有效容积：

V＝60m3

外形尺寸：

L×B×H＝5.0×6.0×3.5m

结构形式：

钢制，内壁作防腐处理。

配套设备：

1.斜管填料

规格：

孔径50mm，长1m

数量：

30m3

3.1.15中间水池

设计参数：

设计水量：

qh＝60m3/h（按最大进水流量）

停留时间：

HRT＝1.5h

有效容积：

V＝90m3

有效水深：

H=2.5m

外形

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