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