铝合金铸造厂废水处理方案.docx
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铝合金铸造厂废水处理方案
某铝合金铸造厂
生产废水处理工程
设
计
方
案
建设单位：
####################
设计单位：
河南清华水务有限公司
编制日期：
二O一五年十月
摘要
本方案为某铝合金铸造厂生产废水处理项目设计方案。
本设计方案采用“酸化--破乳--微电解--混凝沉淀--活性炭过滤”主体工艺。
建筑、结构设计符合国家建设相关标准；工艺流程及各项水质要求符合《污水综合排放标准》GB8978-1996等相关规范和国家标准。
本设计方案所选处理工艺为现有成熟处理工艺，具有技术可靠、运行费用低、运行方式灵活、运行稳定等优点。
本方案为方案设计阶段，具体实施以施工阶段详细图纸为准。
第一章总则
1.1工程概况
本铸造厂废水量每小时4吨。
1.2设计原则
1、严格执行国家和河南省有关环境保护的各项规定，确保各项指标达到国家及河南省有关标准。
2、采用目前国内成熟、实用的处理工艺、稳定可靠。
3、在上述原则下，做到工程投资省，运行费用低，占地面积小等。
4、工程造价合理，设备使用寿命长。
整体规划协调布置，整体外形布置美观。
5、操作管理方便，技术路线简单明了。
6、妥善处置剩余污泥和设备运行噪声，不产生二次污染。
7、安全措施得当，避免隐患。
1.3设计依据及标准
1、提供的水量、水质，场地情况等有关设计原始资料及要求
2、《河南省建设项目环境保护管理条例》
3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
4、《污水综合排放标准》GB8978-1996
5、《室外排水设计规范》GB50014-2006
6、《排水工程设计手册》
7、《混凝土结构设计规范》
8、《建筑设计防火规范》
9、工业企业电气设计标准
10、有关劳动保护规范
11、有关消防规范
1.4编制范围
1、本技术方案包括从处理系统的进水口开始、处理站内的设备、电气、管道、照明、设备基础的设计、购置、安装工程、调试达标。
2、进水口从污水站的水泵吸口开始，动力线从处理处理站配电柜进线开始，排水至处理站服务界区内。
3、区间内的排放沟、管道。
4、处理站内各种构筑物（包括机房、设备基础、管道的铺设）设备的安装调试。
1.5设计目标
（1）处理水量
根据环评文件和技术人员的现场预算。
综合水量在4m3/H，设计水量为4m3/H
（2）处理水质
表1原水水质表
项目
pH
COD
色度
SS
氨氮
浓度
12
240
无
1000
10
（3）处理后标准
经处理后，出水水质必须满足：
《贾鲁河流域水污染物排放标准》（DB41/908-2014）
表2出水水质标准
项目
pH
COD（mg/l）
色度
SS
氨氮
浓度
6-8
50以下
无
30
5以下
（4）工艺流程
综合废水经过汇合之后在厂区车间外的调节池进行污水的水质水量的稳定，在经过水泵的提升作用是废水进入微电解反应池，经过化学反应将水体中的污染物降解，在通过添加混凝剂混凝沉淀，达到固液分离，水自流到中间水池，通过水泵的压力提升作用使水体通过活性炭滤层最终使污水达标的排放或者回用。
工艺流程图见图1：
1.6设计内容
本工程设计处理站内的一切设备构筑物。
1.设备间的平面图纸，管道布置图。
2.处理站操作规程，站内的标牌。
3.处理站常用设备的维修保养规程。
4.处理站内操作工的培训。
第2章项目背景及项目建设必要性
2.1项目背景
中国是一个水资源贫乏的国家，属世界上13个贫水国之一，人均水资源是世界平均水平的1/4。
同时，中国地域广大，水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区，尤其是郑州市人均水资源更低。
海河、淮河、辽河、黄河流域人均水资源量约为中国平均水平的1/5,海河流域包括京津两市人均水资源量仅为中国平均水平的1/7。
随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出。
当前相当部分城市水资源短缺，城市供水范围不断扩大，缺水程度日趋严重。
据统计，中国669个城市中,400个城市常年供水不足，其中有110个城市严重缺水，日缺水量大，年缺水量，由于缺水每年影响工业产值2000多亿元。
在水资源短缺的同时，中国水资源浪费和污染现象十分严重，而对这种短缺与浪费并存的状况，传统思想认为应该行政性提高水价来限制人们的用水量，但是浪费问题从来不是行政性的价格可解决的，因为在考虑浪费问题的时候，不能忽略限制人们行为本身带来的效用损失。
为了减轻环境的负担，实现经济的可持续发展，响应国家的绿色发展规划。
2.2水资源现状
水资源是人类生产生活的最关键资源，可是如今，生态环境遭到严重破坏，水体污染严重，水资源的保护和水污染的治理成为现代社会最关注的问题。
中国是一个干旱缺水严重的国家。
淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。
到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。
日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
2.3项目必要性
2011年1月29日，中共中央、国务院近日印发了《关于加快水利改革发展的决定》。
这是新世纪以来连续第8个中央一号文件。
该文的指导思想就是把水利作为国家基础设施建设的优先领域，把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措，注重科学治水、依法治水，突出加强薄弱环节建设，大力发展民生水利，不断深化水利改革，加快建设节水型社会，促进水利可持续发展，努力走出一条中国特色水利现代化道路。
第三章处理工艺
3.1工艺流程选择
3.1.1主体工艺选择原则
处理流程应根据原水的水质、水量及对水质的要求进行选择。
进行比较时应考虑场地状况、环境要求、投资条件、缺水背景、管理水平等因素，经过综合经济技术比较确定。
1、严格按相关国家环境保护的规定，确保出水各项指标达到或优于设计要求。
2、尽量采用功能可靠、自动化程度高、操作管理简单、运行管理方便、投资少、占地省、上马快的处理工艺技术，以达到降低建设费用和处理成本。
3、结合工程实际条件，谨慎合理选择工程设计方案，并尽量采用技术先进、新材料、新布局，以减少运行费用，确保处理系统长期运行安全可靠、出水稳定、达标有保障。
4、合理解决运行噪声及污泥处理问题，避免二次污染对周围环境造成不良影响。
5、采用机械与自动化操作，以减轻操作人员的强度。
6、确保处理站整体布局合理，兼顾周边环境、绿化及远期规划。
3.1.2常用处理工艺
一体化的污水处理设备主体工艺采用接触氧化法，接触氧化法为传统的生物处理工艺，该工艺的特点具有剩余污泥量小，管理方便，占地面积小，负荷高的特点。
3.2工艺流程说明
3.2.1酸化调节池
综合废水经过管道的汇集流入到酸化调节池内，通过硫酸泵的输送将硫酸添加到废水中，将水体中的乳化液破乳，降低水体的PH，调节水体的水质水量，使后续的处理提供稳定的水源。
3.2.2微电解反应池
催化微电解法是在传统铁碳反应的基础上发展起来的，通过对装置及内部填料的改进，特别是加入催化剂后，产生多重电极，扩大原电池的两极电位差，使更多的有机物得到氧化还原，特别是一些难生化，含有双键、强拉电子基团、偶氮键的物质容易被氧化还原。
结果表明，催化微电解法可改善难降解有机废水的可生化性，反应速度比原有微电解加快30%以上，改善了水质，使废水更适合催化氧化。
催化微电解就其原理而言，主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。
即在酸性及金属催化剂存在的条件下，内部形成无数个微电流反应器,使废水中的有机物在微电流的作用下被还原氧化。
其相关反应如下：
阳极反应
Fe－2eFe2+E0（Fe2+/Fe）=-0.44V
阴极反应
2H++2eH2E0（H2+/H2）=0.00V
当有氧气时
O2+4H++4e2H2OE0（O2）=1.23V
O2+4H2O+4e4OH-E0（O2/OH-）=0.40V
上述反应在酸性和充氧的情况下腐蚀最甚并具有如下被证实了的功能：
由于有机物参与阴极的还原反应，使官能团发生了变化，改变了原有机物的性质，降低了色度，改善了B/C值；
废水的胶体粒子和微小分散污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上使水澄清；阳极新生态的Fe2＋经石灰中和生成Fe（OH）2、Fe（OH）3有极强的吸附能力，使水得以澄清；阳极生成的氢气，具有还原性，能降低废水的毒性增加废水的可氧化性，利于提高后续氧化法处理效应。
在本设计中采用催化微电解出水加入一定量的过氧化氢，使微电解中产生的亚铁离子与过氧化氢组成Fe2＋/H2O2催化氧化体系即Fenton反应，这样使催化微电解法和Fe2＋/H2O2体系协同作用，在室温下反应。
该协同体系对废水的处理过程中，在亚铁的催化下可以产生更多的具有强氧化能力的羟基自由基OH•，对有机物的氧化降解作用增强，与未加入过氧化氢的微电解法相比，COD的去除率提高了近30％。
优点
a、催化剂的加入，反应速率快比原微电解工艺加快30%，节省了占地面积和投资；
b、作用于有机污染物质范围广，如：
含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质；
c、运行成本极低，只消耗少量的单质铁；
d、运行管理方便，铁填料在运行过程中不板结，催化剂损耗小，不中毒，不钝化；
e、具有良好的混凝效果，COD及废水的色度去除率高；
f、该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属；
我公司设计的催化微电解装置在长期运行中始终保持高活性，不需经常“活化”，运行质量稳定、可靠。
该设备应用于泰国现代染料股份有限公司、浙江巍华化工有限公司、青岛恒源化工股份有限公司，等几十家污水处理工程，没有发现“结疤”和“钝化”现象，至今仍高效运行。
3.2.3混凝沉淀池
通过添加混凝剂和助凝剂使污水的悬浮固体颗粒变大，达到泥水分离的目的。
3.2.4活性炭过滤池
通过活性炭的过滤吸附进一步去除水体中的污染物达到达标排放的目的。
3.3工艺特点
本方案采用成熟可靠的处理工艺，处理后的出水水质稳定达标，并且操作方便，具有以下特点：
1.该工艺为传统的工艺，有近百年的历史，工艺简单，主体设备为一台一体化的污水处理设备，使用和维修方便。
2.处理站的设备采用的是自动化的控制设备，操作简单，处理效果好，占地面积小，投资小，运行的电耗低。
3.该处理站具有处理效果好，使用周期长的特点。
第四章处理单元工艺设计参数
4.1酸化调节池
工艺废水酸化调节池：
60方规格：
5×3×4m
总容积60方，有效容积50m3，地下砼结构，内壁防腐处理。
污水提升泵:
型号：
40FZB-4-23流量：
4m3/h
扬程：
23m功率：
2.2KW
数量：
2（一用一备）厂
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