河南海乐电子PCB废水处理工程.docx
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河南海乐电子PCB废水处理工程
河南海乐电子科技有限公司
2000m3/dPCB生产废水处理工程
（初步技术方案）
第一章概述
1.1河南海乐电子PCB生产废水处理工程概况
河南海乐电子科技有限公司是由北京应天海乐科技发展有限公司投资的一家主要生产PCB线路板和LED显示屏的大型项目，该项目位于河南商丘柘城县产业集聚区，占地215亩。
一期以生产双面板为主，是集团公司LED配套项目。
该项目现在正在加紧建设，预计2010年12份试产，预计生产规模40万平方英尺/月。
PCB废水排放量预计达2000m3/d，其中远期预留1000m3/d处理能力，污水处理站按总处理2000m3/d规划建设。
工程名称：
河南海乐电子科技有限公司20003/dPCB生产废水处理工程
工程规模：
污水处理站污水处理总规模2000m3/d
第二章设计依据
2.1编制依据
《中华人民共和国水污染防治法》1996.5修正；
《深圳市线路板行业生产废水治理工程设计指引》；
《广东省地方标准水污染物排放限值》（DB44/26-2001）；
《总图制图标准》（GB/T50103－2001）；
《工业企业总平面设计规范》（GB50187－93）；
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
《泵站设计规范》（GB/T50265－97）
《化工管道设计规范》（HGJ8－87）
《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235－97）
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236－98）
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275－98）
《化工机器安装工程施工及验收规范》（通用规定）（HGJ203－83）
《化工机器安装工程施工及验收规范》（化工泵）（HGJ207－83）
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923－88）
《化工设备、管道外防腐设计规定》（HGJ34－90）
《化工设备、管道防腐工程施工及验收规范》（HGJ229－91）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
《供配电系统设计规范》（GB5002-95）；
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）；
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97；
2.2设计原则
（1）认真贯彻执行国家关于环境保护的政策和基本建设法规，符合国家和地方有关法规、规范及标准。
（2）将清洁生产、污染源管理、污水达标处理、总量控制几个方面有机结合，提出预处理、集中达标处理的水污染防治设计系统。
（3）针对该公司废水特点，选用技术先进可靠、工艺成熟问退、处理效率高、运行成本低的处理工艺，确保出水达到排放标准。
（4）工艺设备尽量选用质量可靠、维修简便、能耗低的设备，尽可能降低处理系统运行费用。
（5）污水处理站内废水处理工艺流程顺畅、出水自留排放，设施布局合理、紧凑、美观并节约用地。
（6）采用较为先进的自动控制系统，提高自控水平，减轻劳动强度，方便运行管理。
2.3设计规模及范围
2.3.1设计规模
河南海乐电子有限公司PCB生产一期预计产水量1000m3/d，预留1000m3/d处理能力，本污水处理站设计水量2000m3/d。
废水分质预处理系统以2000m3/d废水处理需要，土建及设备等一次建成。
综合废水处理系统土建构筑物、管道、电气系统以2000m3/d废水处理需要一次建成，设备部分以1000m3/d废水处理需要配置。
二期只需增设部分设备即可达到2000m3/d处理能力。
2.3.2设计范围
（1）废水处理站废水处理工艺流程、工艺设备选型、工艺设备布置；
（2）废水处理站的工艺设备动力配线（分配箱至工艺设备之间）；
（3）废水处理站的工艺管线；
（4）废水处理站从收集池至处理后达标外排废水间的处理工艺参数的制定。
第三章废水来源及污染物分析
3.1废水来源
根据河南海乐电子科技有限公司提供的相关资料，根据PCB的生产工艺，各工序产生的废水可分为磨板废水、电镀废水、一般清洗废水、油墨废水、一般有机废水、络合废水等。
3.2污染因子分析
根据同行业生产废水情况，现对PCB生产过程中产生的各类生产废水的水量及污染物进行预估，详见表1。
表1PCB生产废水分类及污染因子
名称
比率
（%）
pH
Cu
（mg/L）
CODCr
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
Ni
（mg/L）
磨板废水
15~25
7.6
2.5
<20
<20
——
——
电镀废水
15~20
5
40
<50
<50
——
——
一般清洗废水
30~45
2~4
40
<100
<50
<5
<0.50
油墨废水
<3
8~12
<20
8000~15000
~1000
<10
——
一般有机废水
3~8
5~9
<5
500~1500
300
——
——
络合废水
3~10
5~11
35
80~100
~100
——
——
注：
生产过程中另有化学镀镍废水、高铜废液、高锰酸钾废液、浓酸废液、等小水量的废水产生。
未经处理的PCB生产废水含有大量的有毒有害污染物，不但污染江河湖泊，而且严重污染地下水资源。
结合表1可知PCB生产废水中的污染物主要有两大类：
（1）PCB废水中含有大量的Cu2+、Ni2+、Sn2+/Sn4+等金属离子，含量变化较大，浓度高，成分复杂，形态不一，既有固体悬浮金属颗粒，也有游离态非络合金属离子，同时还有络合态的络合金属离子。
（2）PCB废水中还含有大量有机物，体现在混合废水CODCr可高达1000mg/L。
生产线排放的各种报废浓缸液及浓缸水洗水含有大量表面活性剂、油墨、绿油、有机分散剂、除油剂等高浓度的有机化合物。
3.3执行标准
废水经处理后应达到广东省地方标准（DB44/26-2001）之第二时段一级标准，见表2。
表2出水执行标准
污染项目
pH
Cu
（mg/L）
CODCr
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
Ni
（mg/L）
排放标准
6~9
≤0.5
≤90
≤60
≤10
≤1.0
第四章工艺系统设计
4.1工艺流程图
4.2工艺说明
4.2.1设计水量及运行规模
表3设计水量及运行规模
比率
（%）
预计产水量
土建设计规模
（m3/h）
运行设备规模
（m3/h）
备注
（m3/d）
（m3/h）
络合废水
8
160
6.7
6.7
6.7
单独预处理后进入综合废水处理系统
有机废水
10
200
8.4
8.4
8.4
单独预处理后进入综合废水处理系统
高铜废液
0.8
16
0.7
4
4
单独预处理后进入综合废水处理系统；间歇运行
化学镀镍废水
0.5
10
0.4
3
3
高锰酸钾废液用于其预氧化阶段；间歇运行
磨板废水
20
400
16.7
3.3
40
磨板废水进行在线回用后有20%排入综合废水处理系统
一般清洗废水
38.7
774
32.3
32.3
387
直接进入综合废水处理系统
电镀废水
22
440
18.3
18.3
220
直接进入综合废水处理系统
综合废水
84
1680
70
70
840
4.2.2工艺简介
通过对PCB生产废水污染因子的分析可知，PCB生产废水成分复杂，污染物种类多且污染物总含量较高，为达到环保要求，建议根据生产线的排水水质特点进行分质分类以有针对性地处理。
目前对PCB废水中重金属离子的去除主要有生物法、铁屑过滤法、铁炭过滤法（也有称微电解法、内电解法、多元媒法、铁炭原电池法）、电解法、离子交换法。
这些方法存在以下问题：
●生物法不成功，属炒作；有广东江门、番禺的失败案例
●电解法能耗高、消耗钢板，处理成本高
●离子交换法适用于低浓度废水，投资高
●铁屑过滤法反映速率不能控制，滤料易结垢，效果差，且铁屑价格上涨
●化学法效果稳定，处理成本适中
综合以上分析，本工艺主将PCB废水分别收集到不同的废水贮池内，主要采用化学法对水中重金属污染物进行处理，并对部分废水进行回用处理。
具体工艺如下：
Ø络合废水处理系统
PCB废水分类中常将各种络合废水混合到一起收集以进行集中处理，废水含有高浓度的铜氨络离子、EDTA-Cu、柠檬酸、酒石酸及铜螯合物等。
络合废水必须先行破除络合物才能将铜沉淀去除。
混合后的络合废水原水pH为5~11，由泵泵入pH调节槽，加碱调节pH值至7.0~9.0，由pH计控制加碱量，在碱性条件下，废水与硫化钠反应，生成硫化物沉淀，由于硫化物沉淀比较细小，因此投依次投加FeSO4、PAM共沉淀，沉淀上清液通过中间池进入生化反应系统。
海乐公司PCB生产过程中微蚀刻缸用药为过硫酸钠（NPS），故微蚀废液不含氨氮，缸后水洗水中尽管含有少量氨，但总体来讲，PCB废水的氨含量大大降低，即使不单独处理氨，总出水氨氮含量也不会超标。
Ø有机废水处理系统
油墨废水与一般有机废水单独收集后，进入酸析槽，由pH在线仪控制投加酸液，酸析池内pH控制在2~3，废水中有机物在酸性条件下析出浮于水面，出水依次加碱调节pH值，加PAC进行混凝反应，经气浮池去除水中混凝反应生成物，出水进入生化系统。
酸析后投加混凝剂主要去除废水中的铜等重金属，以保证后续生化系统的稳定运行。
Ø磨板废水处理系统
磨板废水主要来自机械磨板机和刷光机酸洗后水洗水，除含有大量的机械性磨料及铜粉外，还含有少量的溶解性Cu2+，污染物含量少，水质较好，最利于废水的循环回用。
可在磨板生产线旁安装铜粉过滤机，水洗水经铜粉过滤机（由业主根据生产情况自行配置）过滤后可回用于水洗缸，适当补充一些新鲜水，也要定期排放一些水洗水至排入综合废水调节池。
在特殊情况下不回用时排入综合废水处理系统。
Ø综合废水处理系统
综合废水指综合调节池中的废水，包括了一般清洗废水、电镀废水、磨板废水及各类废水单独收集及预处理后废水、其他各种不回收的废液；其中磨板废水经线上循环使用后，预计有20%磨板废水排入综合废水处理系统。
综合废水的处理主要考虑铜、悬浮物的去除，该系统中综合废水的处理采用氢氧化物沉淀法。
由提升泵将混和匀质后的废水提升至pH调节池，控制pH值在10~11之间，同时向废水中加入PAC、PAM，废水中的铜、镍等重金属离子以及部分胶体类有机物形成絮体，在斜管沉淀池沉淀后污泥排入污泥池。
沉淀上清液经pH回调后，由泵打入砂滤塔，废水中的悬浮物质被截留而去除，进一步去除铜、COD、SS。
砂滤塔运行一定周期后，截留悬浮物不断积累，需要进行反冲洗，反冲洗排水进入综合调节池再处理。
Ø其他废液处理
要单独处理的高铜废液铜浓度相对较高，且pH值一般很低（pH<1），直接排入一般清洗废水中会对铜的浓度和pH值产生较大影响，不利于一般清洗废水处理系统的稳定。
高铜废液单独收集后，添加碱液、PAC/PAM等混凝剂和助凝剂，经袋式过滤器过滤后进入综合废水调节池进行深度处理，含铜污泥可回收。
化学镀镍废水采用以废治废的方法，将高锰酸钾废液与化学镀镍废水混合，高锰酸钾是强氧化剂，可将水中亚磷酸盐氧化成正磷酸盐，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物沉淀物得到去除，经袋式过滤器过滤后，含镍污泥可回收。
含氰废水产生量很小可与络合废水混合处理。
PCB生产线用到酸的地方较多，用碱的单元不多。
浓度大于3%的单纯废酸/碱液可分别收集，用于废水处理。
废酸收集后主要用于PCB有机废水预处理的“酸析”单元，废碱收集主要用于综合废水或络合废水处理“调pH”单元；废酸/碱废液以废治废，降低运行成本。
Ø污泥处理系统
PCB废水中含有大量重金属和有机物，采用“物化+生化”处理会产生污泥，该工艺主要有含铜污泥、含镍污泥和有机污泥。
含铜污泥含有大量的铜和极少量的Ni、Pd、Ag等金属，此类污泥可由专业厂家回收冶炼铜。
有机污泥是油墨废水和络合废水生化处理产生的污泥，其中含有少量的铜等重金属，但回收价值较小，一般有机污泥随同工业垃圾一同处置。
4.3工艺特点
本工艺具有以下特点：
●以清污分流、分别收集预处理的原则对各种水质针对性处理，降低综合废水处理系统的污染物负荷。
●该处理系统以化学沉淀法为主，系统运行稳定可靠。
●将络合废水、有机废水预处理后进行生化处理进一步去除COD，降低生化投资。
●小水量废水经收集后可间歇运行，从而降低系统运行成本。
●对废酸液、废碱液、高锰酸钾废液等分别收集用于废水处理系统，不仅节省药剂费且可达到以废治废的目的。
●对金属物质可有效进行回收，且可对80%磨板废水进行回用。
4.4主要构筑物及设备
4.4.1主要构筑物一览表
表4构筑物一览表
序号
名称
数量/座
工艺尺寸/m
L×B×H
停留时间/h
结构
A
络合废水处理系统
1
收集池（络）
1
3×4×5
8
钢砼防腐
2
反应池（络）
1
3×0.9×3
0.85
钢砼防腐
3
斜管沉淀池
1
3×1.7×5
1.15
钢砼防腐
B
有机废水处理系统
1
收集池（有机）
1
3×5×5
8
钢砼防腐
2
酸析池
1
3×1.3×3
1
钢砼防腐
3
气浮池
1
3×1.2×3
1
钢砼防腐
4
中间水池
1
3×2×3
1
钢砼防腐
5
水解酸化池
1
8×5.9×5
14
钢砼
6
好氧池
1
6×4.3×5
7.7
钢砼
7
二沉池
1
4×3.4×5
4
钢砼
8
有机物污泥池
1
3×2.9×4
钢砼
C
高铜废液处理系统
1
收集池（铜）
1
2×2.3×4
24
钢砼防腐
2
反应池（铜）
1
2×0.9×3
1
钢砼防腐
D
化学镀镍废水处理系统
1
收集池（镍）
1
2×2.3×4
38
钢砼防腐
2
反应池（镍）
1
2×2.7×3
3.85
钢砼防腐
E
综合废水处理系统
1
综合调节池
1
10×12.5×5
8
钢砼防腐
2
反应池（综合）
1
10×2.6×3
0.85
钢砼防腐
3
斜管沉淀池（综合）
1
6.5×4.8×5.5
0.7
钢砼防腐
4
pH回调池
1
4.9×2.9×3
0.5
钢砼防腐
5
清水池
1
3×4.5×4
0.7
钢砼
6
无机污泥池
1
3×3.6×5
钢砼防腐
F
其他配套设施
1
压滤机房
1
6×7.4
轻钢屋架工业厂房
2
鼓风机房
1
4×5
砖砌
3
储药室
1
4.9×3.5
砖砌
4
溶药池
1
4.9×8×3
5
综合房
1
10×5
砖砌
（含配电室、化验室、值班室）
4.4.2主要设备一览表
表5主要设备一览表
名称
数量
规格/型号
备注
A
络合废水处理系统
提升泵
2台
Q=7m3/h，H=5m
1用1备
液位控制器
1台
0～5m
pH/ORP自动控制仪
1套
含探头、专用电缆
碱液加药装置
1套
成套自动
硫化物加药装置
1套
成套自动
亚铁盐加药装置
1套
成套自动
PAM加药装置
1套
成套自动
减速搅拌机
1台
N=1.5kW
斜管填料及支架
1套
V=11.5m3
斜管冲洗装置
1套
排泥泵
1台
Q=2m3/h
B
有机废水处理系统
提升泵
2台
Q=9m3/h，H=5m
1用1备
液位控制器
1台
0～5m
曝气多孔管
1套
减速搅拌机
1台
N=1.5kW
气浮装置
1套
水解池填料及其支架
1套
V=141m3
好氧池填料及其支架
1套
V=76.8m3
污泥回流泵
1台
Q=16m3/h，H=6m
罗茨鼓风机
2台
Q=300m3/h
1用1备
曝气头
52个
与鼓风曝气机配套
工业在线pH自控仪
2套
含变送器、探头、专用电缆，测定范围0～14
酸液加药装置
1套
成套自动
碱液加药装置
1套
成套自动
与A共用
PAC加药装置
1套
成套自动
PAM加药装置
1套
成套自动
与A共用
排泥泵
1台
Q=5m3/h
螺杆泵
1台
Q=5m3/h
带式压滤机
1台
带宽1m，N=1.5kW
C
高铜废液处理系统
提升泵
1台
Q=4m3/h，H=5m
液位控制器
1台
0~5m
工业在线pH自控仪
1台
含变送器、探头、专用电缆，测定范围0～14
减速搅拌机
1台
N=1.5kW
碱液加药装置
1套
成套自动
PAC加药装置
1套
成套自动
PAM加药装置
1套
成套自动
袋式过滤器
1套
Q=4m3/h
D
化学镀镍废水处理系统
提升泵
1台
Q=3m3/h，H=5m
液位控制器
1台
0~5m
pH/ORP自动控制仪
1台
含探头、专用电缆
工业在线pH自控仪
1台
含变送器、探头、专用电缆，测定范围0～14
曝气多孔管
1套
减速搅拌机
1台
N=1.5kW
碱液加药装置
1套
成套自动
与C共用
PAC加药装置
1套
成套自动
与C共用
PAM加药装置
1套
成套自动
与C共用
袋式过滤器
1套
Q=3m3/h
E
综合废水处理系统
提升泵
2台
Q=40m3/h，H=8m
1用1备；
二期增加1台
电磁流量计
1台
DN120
液位控制器
1台
0~5m
潜水搅拌机
2台
N=1.5kW
二期增加1台
工业在线pH自控仪
2台
含变送器、探头、专用电缆，测定范围0～14
减速搅拌机
3台
N=2~5kW
碱液加药装置
1套
成套自动
酸液加药装置
1套
成套自动
PAC加药装置
1套
成套自动
PAM加药装置
1套
成套自动
斜管填料及支架
1套
V=92m3
斜管冲洗装置
1套
与斜管沉淀池配套
排泥泵
1台
Q=15m3/h
提升泵
2台
Q=40m3/h，H=36m
1用1备；
二期增加1台
多介质过滤器
2台
Φ2.54.8m，玻璃钢材质
1用1备；
二期增加1台
反冲洗水泵
1台
与多介质过滤器配套
反冲洗水收集系统
1套
与多介质过滤器配套
螺杆泵
1台
Q=10m3/h
带式压滤机
1台
带宽1.0m，N=1.5kw
F
其他配套设备
自控设计
1套
PLC编程
管道阀门
1批
阀门、管道等
防腐蚀
曝气管
1批
ABS管
防腐蚀
电气材料
1批
控制柜、桥架、电缆等
第五章总图设计
根据“合理布局，工艺流程有序，布置紧凑，功能分区合理，即有利于生产又方便管理”的站区平面布置原则，同时考虑到地形、地貌、风向等自然条件，结合进出水方向，道路和建筑物朝向并考虑远期发展方便和预留用地完整好用等多方面因素，进行总图各专业管线布置。
5.1高程设计
1）竖向布置原则
满足工艺流程前提下，尽量作到减少土方开挖、回填及外运，以减少基建投资。
布置构、建筑物时，基础最好全部放在原状土层，避免回填土层，尽量少做或不做人工基础，以保证安全运行和节省投资。
根据现场地形特点，兼顾工程地质特点，考虑风向，朝向等因素，争取最佳布置方案。
2）竖向布置设计
（1）设计地面高程
结合污水处理站外规划道路高程，便于雨水排出以及构筑物抗浮设计。
（2）竖向设计
在土方平衡的基础上，尽可能减少构筑物的基础处理、挖填方量和土方外运。
主要构（建）筑物的基础处理、挖填方量和土方外运。
主要构（建）筑物基础尽量放在原状土上，避免回填土层，减少人工基础，保证安全，节约投资。
5.2地下管线及管线综合
管线综合的基本原则是：
污水工艺管道流程顺畅，各种管线的相互平面和垂直间距满足有关地下管线综合的规定，平面布置在保证管线功能的前提下使管线尽可能短；竖向布置在满足最小覆土深度要求的条件下使各种管线埋深尽可能浅；当管线交叉时，原则上压力管道让重力管道，小管道让大管道，高程布置将电力、自控管沟放在最上层，中层是给水管、小口径污水、污泥压力管，最下层是大口径污水污泥管、站内污水管。
5.3站区内道路设计
1）站区道路
为方便污水处理站运行、运输及维护、管理，设主要道路和人行道。
道路分级：
三级道路
一级道路：
3.5米宽，机刨砂岩、砖、水泥砖、干道；
二级道路：
2米宽，砖砾石、小道；
2）绿化
站区内除建（构）筑物及道路、占地外，所有空地均充分绿化，以营造一个优美的绿化环境，站前区空地作重点绿化，点辍站前区整体环境，整个站区主道路两侧栽种绿篱和矮行道树，构筑物间空地种植生长良好的草皮，使污水处理站总的绿化率达到较高水平，以起到美化站区环境，调节小气候，净化空气等作用。
5.4结构设计
5.4.1厂区地质条件
由于本项目目前尚无全面的工程地质勘察报告，建议在施工图设计之前一次完成工程详勘工作，以降低土建投资，保证构筑物的可靠性。
项目用地基本地质条件有待进一步了解。
5.4.2建筑材料及施工要求
a．混凝土强度等级：
贮水构筑物及建筑物地下室：
砼：
C30、抗渗等级S6。
基础垫层：
C10素混凝土。
b．钢筋和钢材：
钢筋：
HPB（φ），fy=210N/mm2；HRB（φ）,fy=300N/mm2
钢材：
A3（三号钢）
c．砌体：
砖砌体：
不低于M5砂浆砌MU7.5砖。
石砌体：
不低于M7.5砂浆砌MU20砖。
d.防水材料：
构筑物及地下室防水：
混凝土自防水和1：
2水泥砂浆抹面。
e.防腐蚀材料：
构筑物及地下室与土壤接触表面：
涂冷底子油一道，热沥青二道。
铁件：
刷防腐漆或采用热镀锌材料；
防酸、碱地面及容器：
根据情况采用防腐涂料、防贴面砖等。
5.5基坑开挖
对于埋置较深的构筑物，基坑应
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