200吨每天含镉废水处理方案Word下载.docx
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根据业主提供资料，每天产生废水量为200吨。
2.2.2出水水质指标
根据废水的水质特性，采用“预处理系统+反渗透系统”回收清洗废水，反渗透浓水经过“化学沉淀+离子交换系统”后回到调节池进行再回收。
系统实现废水零排放。
回用水中镉的含量小于0.01mg/L。
3、工艺原理及方案
3.1预处理系统
废水在进入反渗透系统进行回收利用前必须先进行预处理，预处理系统作为反渗透的前处理，主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。
根据本项目清洗废水的特点，选择“多介质过滤器+活性炭过滤器”系统作为本项目的预处理系统。
预处理系统的主要设备包括，废水提升泵、原水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、砂碳反洗泵、絮凝剂加药装置等。
3.1.1多介质过滤器
多介质过滤是一种先进的微絮凝过滤方式，本公司提供的多介质过滤器含有材质各异的多层过滤介质，完全能滤除不溶于水中的杂质，保证SDI值不大于3，是后级RO的强有力保护屏。
能更好的去除水中的悬浮物或非溶解性粒子（氧化物、浊度、颗粒物等），具有低成本，操作维护、管理方便等特点，特别是在降低原水中的浊度、污染指数等方面具有很好的效果。
该系统设置1台钢衬胶多介质过滤，规格为φ1600×
1500，过滤器内填精制的具有良好的石英砂，滤层高度一般≥1200mm，在正常工作情况时，正常流速8-12m/h，单套产水量为14.8m3/hr。
多介质过滤器全自动运行，反洗周期时间为16-24小时。
反洗以压力参数设备来控制反冲洗周期，当进出水母管上的压力差达到0.7kg/cm2时即停止运行进行反冲洗，通过PLC可编程控制器进行滤器顺序定时反洗、气擦洗、正洗工艺过程。
反洗水可由单独设置的反洗水泵供水控制和调节反洗水流量，反洗水强度应使滤层膨胀15-25%。
反洗时送入压缩空气，擦洗滤料，其强度为18-20升/秒·
米2。
3.1.2活性炭过滤器
活性炭工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。
去色：
可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度。
脱氯可去除因余氯所造成的嗅味。
去除有机物：
可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及BOD与COD等。
去除有机氯：
可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂（如氯气）所产的THMS等“三致”物质。
有分析表明，自来水中“三致物质THMS占去大半，有效的去除对于提高水质量十分关键。
去除氨氮和亚硝酸盐。
活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。
去除剩余氯或氧化剂，保护反渗透的滤膜。
另外，它还可以除臭，去除水中的微量重金属离子，合成洗涤剂及放射性物质等。
为保证系统设备稳定运行、出水水质及出水流量、故障排除、反洗等稳定因素，该系统配置1台钢衬胶活性炭过滤器，规格为φ1400×
1500，过滤器内填精制椰壳型活性炭，在正常工作情况时，正常流速10~15m/h，滤层高度一般为≥1200mm，产水量为14.8m3/hr。
定时启动全自动反洗。
3.2反渗透系统
反渗透系统承担了主要的脱盐任务。
反渗透系统设备包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、化学清洗系统等。
3.2.1阻垢剂加药装置
阻垢剂加药系统在反渗透进水中加入阻垢剂，防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢，堵塞反渗透膜。
从而损坏膜元件的应用特性，因此在进入膜元件之前设置了阻垢剂投加装置。
阻垢剂是一种有机化合物质，除了能在朗格利尔指数（LSI）＝2.6情况下运行之外，还能阻止SO42-的结垢，它的主要作用是相对增加水中结垢物质的溶解性，以防止碳酸钙、硫酸钙等物质对膜的阻碍，同时它也可以降低铁离子堵塞膜的微孔。
本系统推荐使用进口PTP-0100复合阻垢剂，它具有：
1）抑制析出作用。
2）分散作用。
3）晶格扭曲作用。
4）络合作用。
3.2.2保安过滤器
经过前面的石英过滤器、活性炭过滤器之后，原水中大颗粒悬浮物已基本被除去，而一些小颗粒悬浮物、破碎的石英砂和活性炭粉末则没有被除去。
在反渗透前面，再进行一次微滤，去除5μm以上的悬浮物，以保护RO膜不被堵塞。
同时，一些活性炭细沫也被截留在反渗透系统之外。
保安装过滤器进出口设压力指示表，当压差增大到设定值时更换滤芯。
3.2.3高压泵
高压泵的反渗透设备的主要动力设备，高压泵应设置高过热保护，泵前后分别设置低、高压保护开关。
当高压泵进水压力低于设定值后，高压泵停运，以保护高压泵，当高压泵出口压力高于设定值后，高压泵停运，以保护反渗透膜。
3.2.4反渗透装置
反渗透系统主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。
包括：
高压泵、反渗透装置、反渗透清洗系统等。
本工程中，拟采用陶氏公司BW30FR系列抗污染型反渗透膜，单根膜脱盐率可大于99.5%。
预处理系统产水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后成为产品水，通过产水管道进入后续设备；
水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水管排出。
在反渗透装置停运时，自动冲洗3-5分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和反渗透膜得到有效保养。
反渗透膜经过长期运行后，会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成反渗透膜性能下降。
这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复反渗透膜的性能。
化学清洗使用反渗透清洗装置进行，装置包括一台清洗液箱、清洗过滤器、清洗泵以及配套管道、阀门和仪表。
当膜组件受污染时,可以用它进行RO系统的化学清洗。
3.2.5化学清洗装置
反渗透膜在长期运行中，表面会逐渐有进水中存在的各种污染物的沉积而引起膜的污染，这造成系统性能（脱盐率和产水量）的下降，组件进出口压差的升高；
膜的定期清洗是防治膜污染的主要措施之一。
反渗透装置在停运和化学清洗前，都需要进行低压水冲洗；
在运行较长时间后，若压差明显增大，产水量明显下降，则需要进行化学清洗。
清洗剂选用膜专用清洗药剂，绝对无污染、无化学药剂残留；
清洗装置包括清洗水泵、清洗水箱以及清洗用精密过滤器等。
3.3化学沉淀系统
清洗废水经过反渗透系统后，淡水可以进行回用，作为原水进入纯水系统或其它用途。
而反渗透系统的浓水如果直接回到调节池将会导致盐分的累积，最终造成反渗透系统的崩溃。
本项目设置化学沉淀池，将反渗透系统的浓水收集到化学沉淀池，通过投加药剂进行反应沉淀，去除其中的镉离子等。
化学沉淀系统主要包括：
化学反应槽、加药系统、沉淀槽、脱水机等。
3.3.1化学反应沉淀池
通过投加化学药剂后进行混合反应，生成化学沉淀的方法去除反渗透浓水中的镉离子等污染物质，再经过沉淀池进行泥水分离。
本项目设置化学反应槽的尺寸为1m×
2m×
3.5m，拟采取反应时间为75min，沉淀池尺寸为2m×
3.5m，拟采取沉淀负荷为0.8m³
/㎡/h。
3.3.2污泥浓缩池
化学沉淀的污泥如果直接通过板框压滤机进行压滤，由于污泥浓度太低，造成效率板框压滤机的效率降低很多，因此，在压滤之前需进行污泥浓缩，沉淀污泥在污泥浓缩池进行压缩沉淀，上清液回流至调节池，浓缩后污泥则泵至板框压滤机进行脱水，可大大提高板框压滤机的效率，减少人工操作量。
本项目设置污泥浓缩池的尺寸为1m×
1m×
3.5m，采用半地埋式，地下2m，地上1.5m。
3.3.3污泥脱水机
浓缩后的化学沉淀污泥通过隔膜泵抽送至板框压滤机进行脱水处理，板框压滤机的滤渣委托有危废处理资质的单位进行处理，滤液则回流至化学反应沉淀池。
3.4离子交换系统
经过化学反应沉淀的后的废水虽然能达标排放，但是本项目的目标是污水零排放，因此，化学沉淀后的上清液将回流至调节池，为了避免盐分的累积对反渗透系统造成影响，在化学沉淀后的上清液经过离子交换系统，去除其中的盐分后再回流至调节池。
为保证系统设备稳定运行、出水水质及出水流量、故障排除、反洗、跟换树脂等稳定因素，该系统配置4台钢衬胶离子交换器，规格为21寸×
69寸上下开口，过滤器内填大孔强酸阳树脂，在正常工作情况时，正常流速20~50m/h，树脂高度一般为≥1200mm，产水量为4.8m3/hr。
当树脂交换饱和后，可将树脂委外再生，或更换新树脂。
4、工艺流程及说明
4.1工艺流程的确定
通过了解废水来源，对同类行业污水成分、水质特点作理论综合分析，在此基础上，结合以往治理同类行业废水所取得的经验，并考虑废水零排放要求、资金投入等技术经济指标，确定采用“清洗废水——调节池——多介质过滤器——活性炭过滤器——反渗透装置——化学反应沉淀池——离子交换装置——调节池”处理工艺，其中反渗透产水进入纯水系统。
具体工艺流程图如图1所示：
图1含镉废水工艺流程图
4.2工艺流程说明
清洗废水进入调节池，进行水质水量的均匀，当发生生产事故时，可以临时储存在事故池。
然后使用提升泵将水提升至原水箱，再用原水泵泵至多介质过滤器去除颗粒物，经过活性炭过滤器去除胶体等物质，再经过反渗透系统后产水可进入纯水系统或者进行生产回用。
反渗透的浓水由于污染物浓度较高，则进入化学反应沉淀池进行化学反应及絮凝沉淀，沉淀产生的污泥经过污泥浓缩池浓缩后泵至板框压滤机进行脱水，压滤后的滤渣委托有危废处理资质的单位进行处理，压滤液回流至化学反应池。
沉淀池的上清液则进入中间水箱，经过增压泵泵至离子交换器去除水中盐分后回流至调节池，以避免因盐分过高而影响反渗透系统的稳定运行。
离子交换器的废树脂委托有资质的单位进行再生或者处理。
4.3工艺与控制系统的联系
除加药系统需手动配药及污泥处理系统手动操作外，其它部分实现全自动控制运行。
5、工艺设施
5.1调节池
调节池为污水汇集处，由于来自各时的水质、水量均不一样，因此为使处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质，设计调节池，调节池的设计有效容积一般为日处理量的1～2倍。
调节池内设置潜污泵，液位控制，经均量，均质的污水提升至后级处理。
有效容积：
200m3（5m*8m*5.5m）采用地埋式钢砼防腐。
池内设集水坑、爬梯，便于水泵工作及其维护。
5.2多介质过滤器
型号：
数量：
1台
单台产水量：
14.8m3/hr
过滤面积：
2m2/台
过滤流速：
7.4m/h
工作压力：
0.6Mpa
空气压力：
0.2Mpa
主要配置：
罐体：
尺寸：
φ1600×
1500
材质：
钢衬胶
介质：
石英砂：
粒度（0.5-4.0）
介质量：
1200mm
上下布水器：
1套
压力表：
2支；
0-0.7Mpa
5.3活性炭过滤器
1.54m2/台
9.6m/h
φ1400×
活性炭：
粒度（6-12目）
1000mm
200mm
4套
5.4反渗透系统
5.4.1加药系统（阻垢剂）
（1）加药泵
P056
流量：
3.8L/H
压力：
7.2Bar
产地：
Milton-Roy
（2）加药箱
PT-100L
配套附件：
多功能阀，底阀，过滤网，
注药阀，聚乙烯软管，入口管
陶瓷坠等
5.4.2保安过滤器
型号:
14.8m3/h
规格：
φ325×
1000
外壳材质：
不锈钢
滤芯材质:
线绕滤芯
缠绕式滤芯：
40″
精度：
5μm
产地:
纯水一号
配备：
压力表、排气阀、排水口.
5.4.3高压泵
型式：
多级离心泵
15m3/hr
扬程：
120m
转速：
2900转/分
效率：
80%
功率：
11.0kw/380v/50Hz
机架、管道阀门、变频器。
5.4.4一级RO系统
RO产水量：
10m3/hr/套
数量：
回收率：
70-75%
脱盐率：
99.5%
（1）RO膜
BW30系列
单套膜元件数量：
15支
最高工作温度：
45℃
膜元件型式：
卷式反渗透膜
芳香族聚酰胺复合材料
有效膜面积：
400FT2
测试操作压力：
225Psi
最低脱盐率:
美国/海德能
电导率表，
品牌：
.数量：
1块。
（2）RO膜外壳
8040-3W型
膜壳总数量：
5支
3芯装（8英寸膜）
排列方式：
3：
2
2.1MPa
FRP
ROPV/同级品
（3）表面管道、阀门
DN50-DN20
UPVC+不绣钢
5.4.5支架
碳钢喷漆
5.4.6清洗装置
（1）清洗泵
18.0m3/hr
20m
泵壳材质：
机架、管道阀门
NF
（2）清洗箱
PE
1500L
国产
（3）清洗过滤器
PW1-MF-325
SS316
5.5化学反应沉淀池
化学反应池基本尺寸：
1m*2m*3.5m钢砼防腐
沉淀池基本尺寸：
2m*2m*3.5m
5.6板框压滤机
处理量：
2m3/h
有效面积：
8m2
电机功率：
0.75kw
1台
污泥脱水效果：
含水量为70～85%。
5.7离子交换树脂
PW1-MB-21寸*69寸
单套数量：
4台（二用二备）
设计总出力：
4.8m3/hr
单台流量：
4.8m3/h
25m/h
2.1罐体
罐体:
φ21″×
69″
4台
2.2树脂
浙江争光
960L
配套压力表。
电导表，品牌：
.科瑞达，数量：
4块。
5.8电器控制系统说明
除加药系统配药及污泥处理系统外，系统实现全自动程序控制运行。
6、二次污染防治
6.1噪声控制
a、系统设施设计在厂区角落，并处在常年主导风向的下风向，对外界影响小；
b、风机选用低噪声型，本机噪声≤80dB，风机进出口均采用消声器，底座用隔震垫，进出口风管用可挠橡胶软接头等减震降噪措施；
c、确保周围环境噪声：
白天≤60dB，晚上≤50dB。
6.2污泥处理
化学沉淀池污泥经过板框压滤机进行压滤处理后含水率可从98%降至60%左右，污泥的体积减少为原来的二十分之一，可大大减少污泥委外处理的费用。
6.3废树脂的处理
废树脂与化学沉淀的污泥一样，都属于危险废物，业主可根据经济成本选择委外再生或者委外处理，更换新树脂。
6.4防腐
本设计方案中土建构筑物采用钢筋砼结构，主要设备采用碳钢防腐。
设备刷环氧煤沥青。
设备池内管道采用优质UPVC以及不锈钢管道，以确保整体使用寿命达二十年以上。
7、电气控制和生产管理
7.1工程范围
本自动控制系统为污水处理工程工艺所配置，自控专业主要涉及的内容为该污水处理系统中水泵与液位的连锁、加药泵与原水泵的连锁、报警、风机的交替动作、电磁阀的定时工作等。
7.2控制水平
自动与手动结合。
7.3电气控制
采用全自动可编程序控制系统，该系统特点是：
a、设全自动控制及手动控制功能；
b、水泵与风机能在设置时间内自动交替使用；
c、进水泵低水位停止，高水位启动，超警戒水位提供报警信号；
d、设有过流、过载、断相、短路保护，故障自动切换并声光报警；
e、污水处理站24小时运行，控制系统自动化水平较高，只需配备1名兼职人员。
7.4提升泵
调节池内提升水泵符合以下工况，水泵的启动受液位控制。
a、高液位：
报警，同时启动水泵；
b、低液位：
报警，关闭水泵。
7.5污泥泵
污泥泵不定期排泥。
7.6其它
a、各类电气设备均设置电路短路和过载保护装置；
b、动力电源由甲方提供，进入污水处理站动力配电柜。
7.7生产管理
（1）维修
如本污水站在运转过程中发生故障，由于污水处理站必须连续投运的机电设备均有备用，则可启动备用设备，保证设施正常运转，同时对污水处理设施进行检修。
（2）人员编制
污水处理站实行24小时连续运转，由于处理系统自动化程度高，所以只需配备一名管理操作人员，负责定时配药、污泥排放、污泥脱水和日常巡视、操作、维护及运行状况记录等工作。
（3）技术管理
进行污水处理设备的巡视、管理、保养、维修。
如发现设备有不正常或水质不合格现象，及时查明原因，采取措施，保证处理系统的正常运化。
8、工程构筑物、设备分析
8.1污水处理设备占地面积
污水处理主要构筑物及设备尺寸如表1所示：
表1主要构筑物及设备尺寸
构筑物尺寸
序号
名称
尺寸（m）
数量
单位
材质
1
调节池
5m*8m*5.5m
座
地埋式钢砼防腐
化学反应池
1m*2m*3.5m
地上式碳钢防腐
3
沉淀池
地上式钢砼防腐
4
污泥浓缩池
1m*1m*3.5m
半地埋式钢砼防腐
8.2主要设备分项一览表
污水处理主要设备清单如表2所示：
表2主要设备清单
设备清单
规格
污水提升泵
10t/h，H=10m
件
原水箱
V=10m³
PE
台
液位控制器
（0~10mH2O）
个
原水泵
14.8m³
/h，H=40m
5
多介质过滤器
Φ1600*1500，碳钢衬胶
6
气动阀
DN20-65
7
石英砂
优质石英砂
3700
Kg
8
无烟煤
优质无烟煤
400
9
活性炭过滤器
Φ1400*1500，碳钢衬胶
10
11
570
12
活性炭
椰壳活性炭
850
13
保安过滤器
Φ325*1000，不锈钢
套
14
滤芯
40寸*5um，线绕滤芯
支
15
高压泵
15t/h，H=120m，
16
膜壳
8040-3W
17
RO膜
BW30-FR型
18
膜支架
1.2m*4m*2.2m，碳钢防腐
19
RO产水箱
20
化学清洗水箱
V=1500L,PE
21
化学清洗泵
18m³
/h，H=20m
22
化学清洗过滤器
Φ325*1000*13芯，不锈钢
23
搅拌器
搅拌器+减速机
24
溢流堰板
UPVC非标订制，2m长
25
斜板填料
∅50，厚度0.6mm，PP
㎡
26
排泥隔膜泵
1寸
27
抽泥隔膜泵
28
板框压滤机
XMJ4/500
29
中间水箱
V=5m³
，PE
30
31
增压泵
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