工业区电镀中心1500m3d废水处理项目设计工程方案.docx

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工业区电镀中心1500m3d废水处理项目设计工程方案

工业区电镀中心

1500m3/d废水处理项目设计

工程方案

第一章概述1

1.1项目名称、地点1

1.3编制依据1

1.4电镀中心概况1

1.5废水处理工程概况2

1.6方案编制目的3

1.7执行标准4

1.8设计指导思想4

1.9设计范围和设计原则4

第二章废水处理工程设计规模及进水水质6

2.1工业区废水分流方案6

2.2分流后的设计水量、水质7

第三章方案设计8

3.1工艺设计8

3.2总图及高程设计17

3.3土建设计17

3.4电气设计17

3.5仪表及自控设计20

3.6给排水设计21

3.7职工安全卫生及消防设计22

3.8废水处理厂环境保护23

第四章预计处理效果24

第五章投资估算25

5.1投资估算说明25

5.2土建投资25

5.3机电设备、材料及安装投资26

5.4电气工程投资27

5.5仪表及自控工程投资27

5.6其它费用28

第六章主要技术经济指标分析29

6.1废水处理厂定员29

6.2主要技术指标29

6.3主要经济指标29

第七章深度处理（回用）工程31

第八章关于其它问题的说明32

8.1关于总图设计32

8.2关于土建方案设计32

附件1项目计划进度表33

第一章概述

1.1项目名称、地点

1.1.1项目名称：

某电镀中心1500m3/d废水处理项目。

1.1.2项目地点：

某开发区。

1.3编制依据

1.3.1JBJ16-2000，J61-2000，《机械工业环境保护设计规范》，国家机械工业局。

1.3.2GB8978-1996《污水综合排放标准》。

1.3.3CJJ31-89《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》。

1.3.4GBJ14-87《室外排水设计规范》。

1.3.5国家其它有关设计标准、规范。

1.3.6某秀水园电镀中心提供的相关资料。

1.4电镀中心概况

某某电镀中心位于某经济开发区，是某市电镀行业协会常务理事单位，至2006年上半年，共完成工程项目18余个，累计投入资金2000余万元。

电镀中心集中了境内的10余家电镀或拥有电镀车间的企业，主要以汽车摩托车配件、五金件、铝制品等工件的表面处理为主，企业集中而基础设施包括废水处理中心等则由工业区管委会负责建设。

中心内企业在生产过程中排放的电镀废水含有大量的重金属离子，不达标排放将会对水体造成污染，危害人体健康。

为保护环境，响应国家循环经济发展要求，实现生产可持续发展的，应某电镀中心委托，某浙大卧龙科技有限公司对某某电镀中心电镀废水治理及中水回用工程进行方案设计。

力争将某电镀中心建设成山东省内首个废水稳定达标排放，处理成本低廉并完成电镀园区废水中水回用的优秀环保型园区。

1.5废水处理工程概况

1.5.1工业区电镀企业产品结构及生产工艺概述

根据前期调查结果，工业区内电镀企业包含了镀镍、铜、锌、铬、锡、银、金及复合镀，并且镀材既有钢铁件、合金钢件、铜、铝及铝合金，也有塑料，因此拥有各种前后处理工序。

电镀工序操作方式主要为手工镀，少量为滚镀、挂镀等自动镀（特别是电子行业镀件镀金和镀银生产线）。

电镀生产工艺综合流程归纳如图1.5-1。

各种镀件预处理、镀层生产和镀后处理中所需消耗的化工原料主要有盐酸、硫酸、硝酸、铬酸、铬酐、磷酸、液碱、氰化钠（钾）、纯碱、草酸及其它重金属盐、助剂等，因此排放的废水含有各种重金属离子、油、无机盐类和PO43-及表面活性剂等。

1.5.2废水处理规模及废水类别

废水处理项目在现有近500m3/d处理设施得基础上计划再新增用地6000平方米左右。

根据工业区总体规划，项目投产后日最高排废水1500立方米，区内企业到位需2-3年时间，根据工业区总体规划要求，废水处理厂最终规模为1500m3/d，包括含CN-废水200m3/d、其它废水1300m3/d（含铬废水由于区内企业废水管网分流较困难，故只能混排）。

图1.5-1电镀生产工艺综合流程

1.6方案编制目的

该园区生产过程排放的废水中含有大量的重金属离子、油、无机盐类和PO43-及表面活性剂等，如直接外排将会对纳污水体造成很大的污染。

根据《建设项目环境保护管理条例》，需严格执行“三同时”制度，为此工业区管理处组织此次方案招标活动，委托有关投标单位编制废水处理厂项目的设计方案。

本单位将根据建设单位排放废水的实际情况，结合同类废水的处理经验，编制本项目工程技术设计方案，供建设单位、环保部门以及其它有关专家、领导审查。

如中标，则以此文件作为项目施工图设计的依据。

1.7执行标准

根据要求，本设计采用的废水排放标准为GB8978-96《污水综合排放标准》表4中的一级标准（1998年1月1日后建设的单位），具体指标如表1.7-1。

表1.7-1GB8978-96《污水综合排放标准》单位：

除pH外为mg/L

项目

pH

Cr6+

总Cr

总氰化合物

总Cu

总Ni

总Zn

石油类

标准值

6-9

0.5

1.5

0.5

0.5

1.0

2.0

10

1.8设计指导思想

1.8.1根据电镀工业区产品结构情况，合理分质分流预处理，以利于控制和操作管理，减少区内管网建设费用。

1.8.2充分考虑区内废水纳入方便和处理后废水的外排顺畅，布局上服从工业区总体规划。

1.8.3根据电镀废水的理化特征，考虑部分构筑物的必要防腐处理。

1.8.4工艺技术先进，流程科学合理，操作方便，控制自动化程度高，处理效果稳定。

1.8.5充分考虑作为独立废水集中处理项目的建设特点，按规范配套考虑其辅助设施的建设。

1.8.6方案设计充分体现工业区的有关具体规定和要求。

1.9设计范围和设计原则

1.9.1设计范围

本项目设计范围为：

废水处理厂围墙以内即自调节池起至规范化废水总排放井内的工艺、总图、构筑物及附属建筑物、电气、仪表、自控和污染源在线监控、废水处理厂内的给排水、消防、原辅材料仓储、安全卫生和环境保护等设计，以及废水处理过程中产生污泥脱水系统设计。

不包括道路、绿化、围墙和设计范围以外的废水管网及其它构筑物设计。

1.9.2设计原则

本废水处理工程设计原则是：

（1）充分认识到区内电镀企业的复杂性和废水排放的不稳定性，调节池有效调节时间较一般城镇污水处理为长。

（2）调节池进水管与全工业区排水管顶（底）标高相街接。

（3）系统设计基本实行电气联锁控制、反应条件由电脑自动在线监控；并对总排口流量、pH等主要控制指标实行在线监控。

主要控制装置及检测仪表（器）选用进口优质产品，确保系统稳定达标。

（4）主要机电设备选用优质、低能耗的进口和国产设备，尽最大可能地减少维修费用。

污泥脱水机械及污泥输送考虑一定的机械化，以减少劳动强度和保障废水处理厂的整洁。

（5）充分考虑到废水处理厂的给排水，消防等规范要求。

（6）与工业区的发展速度相结合，除调节池、规范化标准排放口外，均设计为二套并联系统，以利于操作管理、检修与降低运行成本。

第二章废水处理工程设计规模及进水水质

2.1工业区废水分流方案

2.1.1含CN一废水

由于其氧化处理时反应条件较苛刻，一步氧化较难达标排放，而含CN一废水全部混入其它污水中后pH＜3，因此严格控制反应条件时，则不但药剂用量大幅增加，也不利于操作控制；故该股废水宜分流治之。

2.1.2含Cr6+废水和其它综合废水

含Cr6+废水主要来源于镀铬或镀黑铬及钝化过程，镀（黑）铬废水与钝化废水混合后其pH一般为3-6，以FeSO4.7H2O、NaHSO3或焦亚硫酸钠作还原剂处理时反应条件为pH=1-3，如单独处理须投加较多量的酸，但这样又会增加后续综合废水处理时碱的投加量，增加运行费用。

而综合废水在含Cr6+废水混入后pH大部分时间内在2-3之间，偶尔会超过3，只需适量补充酸即可满足Cr6+还原反应条件；实践表明，该股废水与综合废水混合处理并以焦亚硫酸钠作还原剂时可基本不需投加酸，只需适当延长反应时间。

因此，作为工业区集中废水处理，含Cr6+废水不宜分流处理，而与其它综合废水混合处理不仅简化了操作，减少加药量，节省了运行费用，而且使工业区废水管网建设费用大为降低。

因此，工业区应将废水按含氰废水及综合废水分流要求进行管网规划和建设，使之分别纳入废水处理站。

2.2分流后的设计水量、水质

2.2.1含CN一废水

设计水量Q=200m3/d（10m3/h）

进水水质：

pH7.5-10

CN一≤50mg/l（实际最高为50-100mg/l）

2.2.3其它废水

设计水量Q=1300m3/d（65m3/h）

进水水质：

pH2-3

Cr6+≤100mg/L

总Zn≤100mg/L

总Cu≤50mg/L

总Ni≤200mg/L

油≤20mg/L

第三章方案设计

3.1工艺设计

3.1.1工艺流程的确定

综合以往的实践经验，本项目规模的电镀废水不宜采用电化学工艺，且废水水质较常规单个企业产生的废水复杂，因此也不宜采用离子交换或膜分离等非常规工艺，只能采用化学法处理工艺。

含Cr6+废水以焦亚硫酸钠作还原剂时反应pH条件为1-3，故含CN-废水预处理后应在其它综合废水在Cr6+还原后混入。

本方案根据上述设计原则和进出水水质指标要求，结合废水处理场地的周围环境状况，同时在对同类型企业废水处理的实际运行成功经验的基础上，经多方案比较，推荐本工艺。

工艺流程具体如下：

H2SO4

停留池

远期考虑部分回用或进入回用处理设施

3.1.2工艺流程简介

含CN一废水采取单独集污，首先进入含CN一废水隔油调节池，池前端设置隔油池，经隔去浮油后进入调节池，均化水质、水量后由泵提升至一级反应池，泵前投加（湿投）NaOH和NaClO，控制pH为10.5-11，经一级氧化破氰后二次投加H2SO4和NaClO，控制pH为7-8，并分别控制O.R.P（氧化还原电极电位）300-320mV和600-650mV，二级氧化破氰后氰已达标的废水进入综合废水处理单元中的配水池，2级反应池为机械搅拌。

具体反应式如下：

CN-+ClO-+H2OCNCl+2OH-pH=10.5-11

CNCl+2OH-CNO-+Cl-+H2OpH=10.5-11

2CNO-+ClO-+2OH-2CO2+N2+Cl-+H2OpH=7-8

其它废水经工业区废水管网收集入进入隔油综合调节池，池前端设置隔油池，经隔去浮油后进入调节池，均化水质、水量后由泵提升先至还原反应池，泵前投加焦亚硫酸钠，在pH1-3条件下（控制O.R.P300-350mV）Cr6+被还原为Cr3+。

具体反应式如下：

2Cr2O76+＋10H+＋3S2O52-4Cr3+＋6SO42-＋5H2OpH=2-3

由于考虑到工业园电镀中心存在分流不清等客观可能，因此还原反应池出水应先进入二级破氰池，再次对其他综合废水进行破氰处理，确保混合废水总氰达标排放，破氰后的废水进入配水池，在配水池中在水力搅拌作用下与含CN一废水（pH7-8）充分混合后，再经投加PAC、NaOH和PAM（湿投），并在沉淀池2中投加金属捕集剂，控制pH=8-9及pH=11-11.5，使各种重金属污染物形成氢氧化物在中和混凝反应沉淀池1和中混凝反应沉淀池2沉淀分离（表3.1-1为部分金属氢氧化物沉淀的pH值，表3.1-2为部分金属离子浓度与pH值的关系）。

表3.1-1金属氢氧化物沉淀的PH值

氢氧化物

pH

开始沉淀

沉淀完全（残留离子浓度≤10-5mol/L）

沉淀

开始溶解

沉淀

完全溶解

离子初始浓度1mol/L

离子初始浓度0.01mol/L

Cr（OH）3

3.8

4.9

6.8

12

14

Cu（OH）2

4.2

5.2

6.7

-

-

Ni（OH）2

6.7

7.7

9.5

-

-

Zn（OH）2

5.4

6.4

8.0

10.5

12-13

表3.1-2部分金属离子浓度与pH值的关系

金属离子

金属氢氧化物

溶度积

排放浓度mg/l

参考ph值

Cr3+

Cr（OH）3

1.0×10-30

0.5

5.7

Cu2+

Cu（OH）2

5.6×10-20

1.0

6.8

Ni2+

Ni（OH）2

2×10-16

0.1

9.0

Zn2+

Zn（OH）2

5×10-17

5.0

7.9

以上二表是指单一金属离子存在时达到表中所示排放浓度时的ph值。

当废水中含有多种金属离子时，由于中和产生共沉作用，某些在高ph值下沉淀的金属离子被在低ph值下生成的金属氢氧化物吸附而共沉，也能在较低ph条件下达到最低浓度，所以综合废水中和混凝反应ph值控制为8-9和11-11.5，为使总铜能确保达标，沉淀池2中投加金属捕集剂，反应沉淀池采取实时pH自控。

沉淀池出水进入ph回调池，通过加酸调回中性，回调池出水则进入滤池/清水池，进一步去除SS，并为远期回用处理做准备，最后通过规范化排放口计量达标排放。

沉淀污泥定期由泵排向污泥浓缩池，经浓缩后的污泥泵至污泥槽并经适当调理后由脱水机械脱水成干泥饼后外运综合利用或作无害化处置。

滤液与上清液回综合废水调节池。

3.1.3工艺流程特点

（1）各主要反应单元采用pH或O.R.P自控，主要仪器仪表采用先进可靠的进口产品，总排放口安装主要污染物参数在线监控装置，整套设施由计算机总控制和监控，系统先进，运行稳定，管理方便。

（2）处理系统设计具有适应性强，检修方便，运行灵活可靠等特点。

（3）充分考虑了混合废水由于存在氰化物分流不清的问题，工艺中特别设置了混合废水在还原六价铬后在着手破氰处理，确保总排口总氰和总铜的稳定达标。

3.1.3主要处理单元介绍

（1）格栅井：

用于拦截污水中的块状固体，防止管路和水泵堵塞。

（2）隔油池：

用于拦截隔去污水中的浮油。

（3）调节池：

调节废水的水量、均化其水质，并兼作提升泵的吸水池。

（4）污水提升泵：

用于废水提升。

（5）破氰反应池：

含氰废水中CN-得以彻底氧化。

（6）还原反应池：

用于废水中Cr6+还原。

（7）混凝反应沉淀池1：

用于大部分重金属的沉淀去除及总Zn、总Cr达标。

（8）混凝反应沉淀池2：

用于其它重金属离子如总Ni、总Cu及氰化物的达标。

（9）污泥泵：

用于沉淀池提升污泥至污泥浓缩池。

（10）污泥浓缩脱水系统：

对处于流体状态的剩余污泥进行浓缩与脱水处理，使其成为可堆放、便于运输的干污泥。

（11）规范化排放口：

用于总排放口pH与流量在线监控和数据采集传输。

3.1.4主要建、构筑物和设备设计与选型参数

（1）格栅井

设格栅、格网各2道，材质PP。

（2）隔油调节池

A、含CN-废水隔油调节池

利用已建调节池分隔。

形式：

地下钢砼结构，环氧玻璃钢防腐；

有效调节时间：

HRT＝26h；

基本尺寸：

5m×8m×6.0m；

进水管底标高：

-0.60m；

有效水深：

5.1m；

有效容积：

204m3；

池前端隔油池基本尺寸：

2m×4m。

B、综合废水隔油调节池

利用已建调节池；

形式：

地下钢砼结构，环氧玻璃钢防腐；

有效调节时间：

HRT＝12h；

基本尺寸：

15m×8m×6m；

进水管底标高：

-0.60m；

有效水深：

5.10m；

有效容积：

612m3；

池前端隔油池基本尺寸：

2m×4m。

（3）污水提升泵

选用ICP60-50-125A化工泵2台，1开1备，材质衬搪玻璃，单机规格Q=15-25m3/h，H=15-20m，N=2.2kw；用于含氰废水的提升。

选用ICP100-80-125型化工泵2台，1开1备，单机规格Q=50-70m3/h，H=15-20m，N=7.5KW，材质为衬F46。

用于综合废水的提升。

（4）破氰反应池1

新建，与还原反应池及配水池合建；

形式：

地上式钢砼结构，环氧玻璃钢防腐；

基本尺寸：

2m×4m×2.5m，分2格，

配搅拌机：

0.55KW，2台；

有效容积：

16m3；

总反应时间：

96min；

仪表：

O.R.P及pH自控仪表各2套。

（5）还原反应池

新建，与破氰反应池及配水池合建；

形式：

地上式钢砼结构，环氧玻璃钢防腐；

基本尺寸：

4m×4m×2.5m；

配搅拌机：

0.75KW，1台；

有效容积：

32m3；

总反应时间：

30min；

仪表：

O.R.P及pH自控仪表各1套。

（6）破氰反应池2

新建，与破氰反应池1及配水池合建；

形式：

地上式钢砼结构，环氧玻璃钢防腐；

基本尺寸：

3m×6m×2.5m；

配搅拌机：

0.55KW，2台；

有效容积：

36m3；

总反应时间：

40min；

仪表：

O.R.P及pH自控仪表各2套。

（7）配水池

新建，与破氰反应池1及配水池合建；

形式：

地下式钢砼结构；

基本尺寸：

7m×6m×4.0m；

配水下搅拌机：

0.85KW，1台；

有效容积：

168m3；

总停留时间：

3h；

（8）提升泵

选用ICP100-80-125型化工泵2台，1开1备，单机规格Q=50-70m3/h，H=15-20m，N=7.5KW，材质为衬F46。

用于配水池废水的提升。

（9）中和反应沉淀池1

新建；

形式：

地上式钢砼结构；

基本尺寸：

￠12m×4.5m；

配搅拌机：

0.55KW，2台；

配全桥式周边传动刮泥机：

0.55KW×2，1台；

沉淀负荷：

0.55m3/m2.h。

污泥输送泵：

G50-2，5.5KW，2台，1开1备，材质SS304。

（10）中和反应沉淀池2

新建；

形式：

半地上式钢砼结构；

基本尺寸：

￠12m×4.5m；

配搅拌机：

0.55KW，2台；

配全桥式周边传动刮泥机：

0.55KW×2，1台；

沉淀负荷：

0.55m3/m2.h。

污泥输送泵：

G50-2，5.5KW，2台，1开1备，材质SS304。

（11）pH回调池

新建，与过滤池、清水池合建；

形式：

半地上式钢砼结构；

基本尺寸：

10m×3m×5.0m；

配搅拌机：

0.37KW，2台；

停留时间：

2.5h。

有效容积：

135m3。

仪表：

pH自控仪表1套。

（12）过滤池

新建，与回调池、清水池合建；

形式：

半地上式钢砼结构；

基本尺寸：

8m×4m×5.0m，分2格；

滤速：

3.4m/h。

反冲水泵：

IS200-150-250，2台，1开1备，18.5KW。

三叶风机：

SSR100，7.5KW。

（13）清水池

新建，与回调池、滤池合建；

形式：

半地上式钢砼结构；

基本尺寸：

8m×6m×5.0m；

有效容积：

216m3。

（14）污泥贮池

利用已建平流沉淀池；

形式：

地上式钢砼结构；

基本尺寸：

12m×6m×5.0m；

配水下搅拌机：

0.85KW，2台；

污泥输送泵：

G50-2，5.5KW，3台，2开1备，材质SS304。

（15）污泥脱水机械

脱水机：

已建，板框压滤机ZXMY930/100-Ub，3套；

加药装置：

新增，阳离子型PAM加药装置3套，装机功率2.6KW；

（16）污泥脱水机房

利用已建脱水机房；

形式：

砖混结构；

基本尺寸：

18×5m，室内净高4m。

（17）综合楼

利用已破氰氧化等处理用房；

形式：

砖混结构；

基本尺寸：

20×6m，室内净高4m。

用途：

总控室，值班室，办公室，总配电室。

（18）配药/加药房/风机房/药剂仓库

新建；

形式：

砖混结构；

基本尺寸：

20×6m，室内净高4m。

（19）标准排放井

新建；

形式：

砖混结构；

基本尺寸：

800×560mm×4.5m；

设置：

LMC-500型超声波流量计1套；

装饰：

瓷砖。

（20）溶加药系统

A、阴离子型PAM配加系统

数量：

2套；

搅拌机：

3台；

加药计量泵：

3台；

总装机：

3.3KW。

B、次氯酸钠加药系统

储槽：

1台，15m3；

加药计量泵：

6台；

总装机：

2.2KW。

C、PAC配投药系统

数量：

1套；

储槽：

1台，10m3；

加药计量泵：

2台；

总装机：

0.8KW。

D、NaOH投加系统

储槽：

1台，20m3；

配药槽：

1台，10m3；

搅拌机：

1台；

加药计量泵：

9台；

总装机：

5.2KW。

E、H2SO4投加系统

储槽：

1台，10m3；

配药槽：

1台，10m3；

加药计量泵：

8台；

总装机：

2.5KW。

F、Na2S2O7配加药系统

配药槽：

1台，10m3；

搅拌机：

1台；

加药计量泵：

3台；

总装机：

2.2KW。

（21）机修间/厕所

新建，与加药房合建；

形式：

砖混结构；

基本尺寸：

8×5m，室内净高4m。

（22）传达室

待定。

3.2总图及高程设计

3.2.1确保流程畅通、布局合理、降低造价及运行费用低，设计仅采用二级提升，充分利用高程水头差。

3.2.2本废水处理项目总占地面积约3500m2左右。

3.2.3由于现场地质勘察工作尚未进行，缺少相应的基础设计依据，故本设计尽可能将后续处理单元置于半地上式。

3.2.4废水处理站运行消耗的化工原料应远离日常工作区域，并考虑消防和安全需要。

3.2.5本设计取废水处理站室外地坪相对标高为±0.00m，室内地坪为+0.20m，总排口管底标高为-0.60m。

3.3土建设计

3.3.1工程内容

本工程主要构筑物有含氰废水调节池、综合废水调节池、破氰池、配水池、还原池、反应沉淀池1、反应沉淀池2、污泥浓缩池、过滤池、清水池、回调池、排水口、控制/值班/化验/配电房、机修房/厕所、污泥脱水机房、溶药配药室/药剂仓库/风机房等。

3.3.2主要材料

砼：

C25防水砼，要求抗渗标号S0.6。

钢筋：

为级钢，为级钢。

3.3.2水池防水

水池防水以结构防水为主，1∶2防水砂浆抹面为辅的原则。

3.3.4施工要求

组织三级资质施工能力以上的企业进行施工。

3.4电气设计

3.4.1电气设计说明

（1）本项目为二级供电负荷，装机容量为125KW，需用容量为66KW。

（2）电源引自变电所，进线电缆引至配电房低压配电柜，电压为三相四线制380V/220V。

进线电缆采用2×22（W-3*120+1*190mm2）室外直埋，引入户内时采用GG80预埋套管保护。

（3）废水处理厂采用低压计量，无功功率采用低压集中自动补偿，补偿后功率因素达到0.9以上。

（4）线路敷设：

电缆比较集中的主干线采用采用电缆沟敷设或电缆桥架架空敷设，电缆比较少而又分散的地方采用电缆直接埋地或穿镀锌管敷设，大部分设备为两地控制，设备现场设按钮箱，有关工艺连锁的信号反馈到控制室。

配电管路敷设可根据现场情况设置电缆井，便于电缆敷设。

（5）安装高度：

开关距地1.4m，插座距地0.3m，空调插座距地1.8m，照明箱、插座箱中心距地1.5m，灯具安装施工图考虑其具体位置。

（6）全厂设有接地网，接地系统采用TN-C-S系统，由L50*50镀锌角钢及40*4镀锌扁钢组成，从室外引至变电室、配电室，接地电阻不大于10欧，并且接地体埋设位置应在距建筑物3米以外，垂直接地体镀锌角钢的间距不小于5米，接地体的埋设深度应不小于0.7米。

（7）所有电气设备、非带电金属外壳均应可靠接地，所有进出建筑物的工艺管道在入户处应与本装置接地系统相联。

（8）所有为两地控