东莞某电镀厂电镀废水治理工程设计61.docx

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东莞某电镀厂电镀废水治理工程设计61

东莞理工学院

本科毕业设计

（2015届）

题目：

东莞某电镀厂电镀废水治理工程设计

学生姓名：

钟裕健

学号：

201141510119

院（系）：

化学与环境工程学院

专业班级：

环境工程

（1）班

指导教师：

武秀文副教授

起止时间：

2015年3月—2015年6月

东莞某电镀厂电镀废水治理工程设计

摘要:

本文以广东东莞市某电镀厂的电镀废水为研究对象，根据该厂废水特点，设计有效经济的处理方法、工艺流程，确保出水水质达标排放。

设计内容包括对该厂的电镀废水的综合处理设计，以及构筑物设计、设备选型、电气设计、运行成本、工程预算，并画出总平面布置图、工艺流程图、管道布置图、剖面图。

为了更好地完成设计任务，本设计有效地结合了经济效益与环境效益分析，在保证出水水质达标的前提下最大化的实现社会效益化与经济化。

关键词:

电镀废水；废水处理；方案设计；污水处理站

Dongguan,aelectroplatingfactoryelectroplatingwastewatertreatmentprojectdesign

Abstract:

inthispaperaelectroplatingfactoryindongguan,guangdongelectroplatingwastewaterastheresearchobject,accordingtotheplantwastewatercharacteristics,designeffectiveeconomicmethod,technologicalprocess,toensurethattheeffluentwaterqualitystandards.

Designcontentincludesthedesignoftheplant'scomprehensivetreatmentofelectroplatingwastewater,aswellasthestructuredesign,equipmentselection,electricaldesign,operationcost,projectbudget,anddrawthegenerallayout,processflowdiagram,pipinglayout,section.Inordertobettercompletethedesigntask,thisdesigneffectivelycombinestheanalysisofeconomicbenefitsandenvironmentalbenefitsintheguaranteetomaximizetheeffluentwaterqualitystandardsunderthepremiseofsocialefficientlyandeconomically.

Keywords:

electroplatingwastewater;Wastewatertreatment;Theprojectdesign;Sewagetreatmentstation

一、概述

根据东莞市某电镀厂提供的相关资料，车间清洗、沉铜、镀镍、模版、蚀刻、配药水、油墨等废水日总排量为3000m3/d，具体水量为，镀镍废水400m3/d，络合铜废水400m3/d、油墨废水400m3/d，其他冲洗、配药水、提铜、污泥废水、蚀刻废水共1800m3/d。

如不经处理而直接排放，会对周边环境产生一定的污染，为保护好环境，落实好环保措施，依其污水的性质和处理水质要求，设计经济有效的污水处理系统。

二、设计标准

⑴严格遵守国家有关环境保护的各项规定，确保各项出水指标达到国家和地区有关污染物排放标准[1]；

⑵厂方提供的用水情况和水量资料、废水性质；

⑶电镀污染物排放标准（GB21900-2008）；

⑷有关的设计规范和设计手册：

《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978--1996）

《室外排水设计规范》（GBJ14-87）

《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）

《建筑结构荷载设计规范》（GBJ9-87）

《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）

《混凝土结构设计规范》（GBJ11-89）

《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）

《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）

三、原则

（一）、经济与效益原则

污水处理相比于其他行业是只投入，不产出，所以必须要以最少的投资，取得最大的效益，确保出水水质达标排放。

（二）、采用当前国内外运行成熟可靠、节约投资的处理工艺原则

环境污染日趋严重，越来越引起人们的关心，各种环保技术也陆续问世，可是许多环保技术仍然需要实践的检验，选择处理工艺时，必须采用先进成熟可靠、节约成本的工艺[2]。

（三）、建筑布局实用美观的原则

水处理构筑物建筑布局最先考虑的是实用性，随着审美观的不断提高，水处理构筑物的外观和布局也要有一定的美观性。

本设计中，充分考虑原有设施的的一致性，尽量设计与原有建筑物的设计标准相符合。

（四）、节约运行费用原则

水处理工程除了一次性投入外，建成后运行费用也是一项很大的投入。

运行费用主要包括药品的投加、能源的消耗、设备损耗和维修费用。

为了降低运行费用，在设计时根据工程的使用情况，选择一些能耗低、性能好、使用寿命长的设备，在工艺条件准许和确保出水水质的条件下，尽量减少药品消耗，尽量采用动力少的工艺。

（五）、自动控制原则

为了降低操作人员的劳动强度，尽量减少人为隐身的影响，则设计过程中针对工艺的需要配置自动控制系统，以提升管理水平和操作条件。

四、设计范围与工程内容

（一）、设计范围

从集水池开始，至污水处理出水口止，其中包括：

本区域内的处理构筑物、工艺设备、管道布置、电器设备、仪表自控以及相关的建筑物等的各专业施工图设计。

（二）、工程内容

⑴设备采购、运输安装和调试工作（不含调试水电药品和检验费用）。

⑵操作人员的培训和操作维护手册的提供。

⑶废水处理设施竣工图和设备详细资料文件的提供。

⑷土木工程：

土木设计、土木池体、池体防腐、池体预留管件、预留孔、栏杆、平台、水电、照明。

注：

业主必须按设计要求将废水、自来水、电等送至处理站指定点。

五、设计数据和排放标准

（一）、设计原水水质

因该项目尚未投产，原水水质未能提供，本设计根据同类项目确定该废水其污染指标如下：

表5.1原水水质指标

（二）、设计排放标准水质

设计水质为电镀废水，执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）表3水污染物特别排放限值；具体参数如下：

表5.2水污染物特别排放限值

（三）、设计水量

根据项目环评提供的资料数据；

设计电镀废水规模为：

3000m3/d

设计时处理水量为：

Q=250m3/h

六、工艺设计和工艺流程

（一）、工艺设计

目前，电镀废水的常规处理技术主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法等，同时铁氧体法、膜分离技术、溶剂萃取法、吸附法、生物法等新技术也得到了广泛的研究和应用[3]。

本设计根据不同的电镀废水种类，将它们分类处理。

含镍废水采用混凝沉淀法+离子交换法，络合铜废水采用化学沉淀法、油墨废水采用物理沉降+生化处理法、综合废水采用化学沉淀法+生化处理法。

本设计的优越性：

1保证出水水质能达到相关排放标准。

⑵使用目前国内较为成熟、可靠、先进的处理工艺，力求做到运行稳定、操作方便，具有合理性、先进性、优越性和可靠性的原则进行设计。

（二）、工艺流程图

图6.1工艺流程图

（三）、工艺流程说明

根据分类处理的方式，现将本设计选定的处理工艺说明如下：

1、含镍废水

处理废水量：

400m3/d，引入含镍废水调节池

处理形式：

连续式，时处理能力为20m3/h（每天处理20小时）

处理过程：

经含镍废水调节池将水质均匀，由水泵抽至反应池，在pH计控制下加碱液，将pH调至9左右[4]，加入PAC、PAM混凝剂，使氢氧化物形成大颗粒矾花，提高固液分离的速率。

经沉淀池泥水分离后，将上清液排出至pH调节池，将pH调至7左右，排至中间水池，由水泵抽至离子交换系统，进一步将镍离子去除，浓水回到含镍废水调节池，清水排至综合废水调节池，与其他废水均匀混合。

再进行处理。

沉淀池表面负荷取0.8m3/（m2·h）。

2、络合铜废水

处理废水量：

400m3/d，引入络合铜废水调节池

处理形式：

连续式，时处理能力为20m3/h（每天处理20小时）

处理过程：

经络合铜废水调节池将水质均匀，由水泵抽至反应池，在pH计控制下加碱液，将pH调至12~13左右，加入次氯酸钠进行破络，反应为2到4个小时，加入混凝剂，使氢氧化物形成大颗粒矾花，提高固液分离的速率。

经沉淀池泥水分离后，将上清液排出至综合废水调节池，与其他废水均匀混合。

再进行处理。

沉淀池表面负荷取0.8m3/（m2·h）。

3、油墨废水

处理废水量：

400m3/d，引入油墨调节池

处理形式：

连续式，时处理能力为20m3/h（每天处理20小时）

处理过程：

经油墨调节池将水质均匀，由水泵抽至隔油池，在pH计控制下加酸液[5]，将pH调至2~3左右，进行酸析，反应120分钟，再加入碱液，经隔油池处理后，将浮渣排至污泥池，清水排至综合废水调节池与其他废水均匀混合。

再进行处理。

4、综合废水

处理废水量：

3000m3/d，引入综合废水调节池

处理形式：

连续式，时处理能力为150m3/h（每天处理20小时）

处理过程：

经综合废水调节池将水质均匀，由水泵抽至反应池，在pH计控制下加碱液，将pH调至9左右，加入混凝剂，使氢氧化物形成大颗粒矾花，提高固液分离的速率。

经沉淀池泥水分离后，将上清液排出至pH调节池，将pH调至7左右，排至中间池，由水泵抽至水解酸化池，污水在池内厌氧分解，使大分子有机物变成小分子有机物，提高污水的可生化性，并去除约20%～30%的有机污染物，然后污水自流入MBR池，MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺[6]，它用具有独特结构的MBR平片膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。

它与传统污水处理方法具有很大区别，取代了传统生化工艺中二沉池和三级处理工艺。

使用MBR膜大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水、水质和容积负荷都得到大幅度提高，经膜处理后的水水质标准高（超过国家一级A标准），经过消毒，最后形成水质和生物安全性高的优质再生水，可直接作为新生水源。

由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。

膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少（只有传统工艺的1/3-1/2）增量扩容方便、自动化程度高、操作简单等优点。

废水经过以上处理后即可达标排放。

5、沉淀池

底部污泥通过排泥管排入污泥池，污泥通过污泥浓缩后，由气动隔膜泵泵进板框压滤机进行压干，干化污泥装袋后定期外运，滤液回流到综合废水调节池再作处理。

（四）、构筑物设计

本工程设计处理量为3000m3/d，设计进水量为150m3/h，每天按20小时进水。

1、含镍废水调节池

400m3/d含镍废水进入调节池，设计流量Q=20m3/h，停留时间T=20h。

调节池有效容积：

V=QT=20m3/h×20h=400m3

调节池水面面积：

取池子总高度H=4.5m，超高0.5m，有效水深h=4m，则池面积为A=V/h=400m3÷4m=100m2

调节池的尺寸：

池长取L=10m，池宽取B=10m。

则池子总尺寸为L×B×H=10m×10m×4.5m

有效容积：

400m3

结构类型：

钢筋混凝土结构+FRC

形式：

地下式

数量：

1座

配置：

耐腐蚀泵2台

型号：

GLF65-32

流量：

25m3/h

扬程：

32m

功率：

5.5KW

材质：

304或316不锈钢/增强聚丙烯

产地：

广州

2、含镍废水反应池

含镍废水在反应池进行pH调节，将pH调至9~11，后加入PAC和PAM进行混凝反应[7]，形成较大的矾花，反应采用连续式，每个反应池反应时间为30min（进水量按20m3/h计）分三格，分别是反应池、慢混池、快混池。

设计流量Q=20m3/h，停留时间T=0.5h。

反应池有效容积：

V=QT=20m3/h×0.5h=10m3

反应池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A=V/h=10m3÷3m=3.33m2

反应池的尺寸：

池长取L=3m，池宽取B=3m。

则每个池子尺寸为L×B×H=3m×3m×3.5m

有效容积：

27m3

总体尺寸为L×B×H=9m×3m×3.5m（三座）

结构类型：

钢筋混凝土

形式：

地上式

数量：

3座

配置：

（1）计量泵3台

型号：

20JYF-8

最大流量：

2000L/h

产地：

优质国产

（2）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

（3）ORP计1套

产地：

优质国产

3、含镍废水沉淀池

竖流式，中间进水，周边出水，设计流量Q=10m3/h，中心管流速v0=20mm/s=72m/h，停留时间t=2h，表面水里负荷q=0.8m3/（m2·h）。

中心管f1：

f1=Q/V0=10m3/h÷72m/h=0.14m2

沉淀池面积f2和池径D：

f2=Q/q=10m3/h÷0.8m3/（m2·h）=12.5m2

A=f1+f2=0.14m2+12.5m2=12.64m2

D=

=

m≈5m

沉淀池的尺寸：

直径取D=5m，池深取H=5.5m。

则每个池子尺寸为Φ5m×5.5m

有效容积：

98m3

结构类型：

钢筋混凝土结构+FRC

形式：

半地上式

数量：

2座

配置：

排泥管

管道直径：

DN90

材质：

PVC

品牌：

南亚

4、含镍废水pH回调池

设计流量Q=20m3/h，停留时间T=2h。

pH调节池有效容积：

V=QT=20m3/h×2h=40m3

pH回调池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m.

则池面积为A=V/h=40m3÷3m=13.3m2

pH回调池的尺寸：

池长取L=5m，池宽取B=3m.

则每个池子尺寸为L×B×H=5m×3m×3.5m

有效容积：

45m3

结构类型：

地上式+钢筋混凝土结构+FRC

配置：

（1）计量泵1台

型号：

20JYF-8

最大流量：

2000L/h

产地：

优质国产

（2）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

5、含镍废水中间水池

设计流量Q=20m3/h，停留时间T=4.5h。

中间水池的有效容积V=QT=20m3/h×4.5h=90m3

中间水池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A=V/h=90m3÷3m=30m2

中间水池的尺寸：

池长取L=5m，池宽取B=6m。

则每个池子尺寸为L×B×H=5m×6m×3.5m

有效容积：

90m3

结构类型：

地上式+钢筋混凝土结构+FRC

配置：

耐腐蚀泵2台

型号：

GLF65-32

流量：

25m3/h

扬程：

32m

功率：

5.5KW

材质：

304或316不锈钢/增强聚丙烯

产地：

广州

6、含镍废水离子交换器

设计流量Q=20m3/h，交换器直径D=1.5m，交换流速v=12m/h，交换层厚度h=1.1m。

需要几个离子交换器

N=Q/Fv=20m3/h÷（0.752×3.14×12）=0.94≈1

交换器规格：

φ1.5m×2.5m

交换流速：

v=12m/h

交换层厚度：

1.1m

离子交换剂：

001×7强酸型阳树脂

数量：

2个（一备一用）

7、络合铜废水调节池

400m3/d含络合铜废水进入调节池，设计流量Q=20m3/h，停留时间T=20h。

计算、尺寸、结构、配置同含镍废水调节池。

8、络合铜反应池

含络合铜废水由水泵抽至反应池，在pH计控制下加碱液，将pH调至12~13左右，加入次氯酸钠进行破络，反应为2到4个小时，加入混凝剂，使氢氧化物形成大颗粒矾花，提高固液分离的速率。

含铬废水在反应池2进行酸化、还原、碱化反应，反应时间为60min（进水量按20m3/h计），分4格，分别是破络池、中和池、慢混池、快混池。

设计流量Q=20m3/h，停留时间T1=2h，T2=1h。

破络池有效容积：

V1=QT1=20m3/h×2h=40m3

破络池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A1=V1/h=40m3÷3m=13.3m2

破络池的尺寸：

池长取L=5m，池宽取B=3m。

则池子尺寸为L×B×H=5m×3m×3.5m

有效容积：

45m3

其他反应池有效容积：

V2=QT2=20m3/h×1h=20m3

其他反应池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A2=V2/h=10m3÷3m=3.33m2

其他反应池的尺寸：

池长取L=2m，池宽取B=3m。

则池子尺寸为L×B×H=2m×3m×3.5m（一座）

有效容积18m3

总尺寸：

L×B×H=6m×3m×3.5m（三座）

反应池总体尺寸为：

11×3×3.5m

池体结构形式：

地上式结构+钢精混凝土

配置：

（1）计量泵4台

型号：

20JYF-8

最大流量：

2000L/h

产地：

优质国产

（2）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

（3）ORP计1套

产地：

优质国产

型号：

ES-B30

最大流量：

12L/h

产地：

优质国产

（4）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

（5）ORP计1套

产地：

优质国产

9、络合铜废水沉淀池

形式：

竖流式，中间进水，周边出水。

设计流量Q=10m3/h，中心管流速v0=20mm/s=72m/h，停留时间t=2h，表面水里负荷q=0.8m3/（m2·h）。

计算、尺寸、结构、配置同含镍废水沉淀池。

10、油墨废水调节池

400m3/d油墨废水进入调节池，设计流量Q=20m3/h，停留时间T=20h。

计算、尺寸、结构、配置同含镍废水调节池。

11、油墨反应池

油墨废水由水泵抽至酸析反应池，在pH计控制下加酸液，将pH调至2~3左右，反应60分钟，然后进入隔油池隔油，停留时间240分钟，后进入中和池再加入碱液中和，将pH调至7左右，排入综合废水调节池与其他废水汇合。

设计流量Q=20m3/h，停留时间T1=1h，T2=4h，T3=1h。

酸析池有效容积：

V1=QT1=20m3/h×1h=20m3

酸析池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A1=V1/h=20m3÷3m=6.67m2

酸析池的尺寸：

池长取L=2.5m，池宽取B=3m。

则池子尺寸为L×B×H=2.5m×3m×3.5m

有效容积：

22.5m3

隔油池有效容积：

V2=QT2=20m3/h×4h=80m3

隔油池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A2=V2/h=80m3÷3m=26.67m2

隔油池的尺寸：

池长取L=9m，池宽取B=3m。

则池子尺寸为L×B×H=9m×3m×3.5m

有效容积：

81m3

中和池有效容积：

V3=QT3=20m3/h×1h=20m3

中和池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A3=V3/h=20m3÷3m=6.67m2

中和池的尺寸：

池长取L=2.5m，池宽取B=3m。

则池子尺寸为L×B×H=2.5m×3m×3.5m

有效容积：

22.5m3

总体尺寸为：

14m×3m×3.5m

池体结构形式：

地上式钢筋混凝土结构

配置：

（1）计量泵3台

型号：

ES-B30

最大流量：

12L/h

产地：

优质国产

（2）pH控制仪2套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

12、综合废水调节池

3000m3/d综合废水进入调节池，设计流量Q=150m3/h，停留时间T=8h。

调节池有效容积：

V=QT=150m3/h×8h=1200m3

调节池水面面积：

取池子总高度H=4.5m，超高0.5m，有效水深h=4m。

则池面积为A=V/h=1200m3÷4m=300m2

调节池的尺寸：

池长取L=30m，池宽取B=10m。

则池子总尺寸为L×B×H=30m×10m×4.5m

有效容积：

1200m3

结构类型：

钢筋混凝土结构+FRC

形式：

地下式

数量：

1座

配置：

耐腐蚀泵2台

型号：

GLF125K-32

流量：

190m3/h

扬程：

32m

功率：

22KW

材质：

不锈钢/增强聚丙烯

产地：

广州

13、综合废水反应池

综合废水在反应池进行中和、混凝反应，反应时间反为60min（进水量按150m3/h计），分3格，分别是中和池、慢混池、快混池。

设计流量Q=150m3/h，停留时间T=1h。

反应池的有效容积：

V=QT=150m3/h×1h=150m3

反应池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=3m。

则池面积为A=V/h=150m3÷3m=50m2

反应池的尺寸：

池长取L=5m，池宽取B=5m。

则池子总尺寸为L×B×H=5m×5m×3.5m（一座）

有效容积：

75m3

总体尺寸为：

15m×5m×3.5m（三座）

池体结构形式：

地上式钢筋混凝土结构

配置：

（1）计量泵3台

型号：

GLF50-20

最大流量：

1000L/h

产地：

优质国产

（2）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

（3）pH控制仪1套

型号：

suntex-PC310

产地：

优质国产

（4）搅拌管3套

管道直径：

DN50

材质：

PVC给水

品牌：

联塑

14、综合废水沉淀池

形式：

竖流式，中间进水，周边出水。

设计流量Q=75m3/h，中心管流速v0=20mm/s=72m/h，停留时间t=2h，表面水里负荷q=0.8m3/（m2·h）。

中心管f1：

f1=Q/V0=75m3/h÷72m/h=14m2

沉淀池面积f2和池径D：

f2=Q/q=75m3/h÷0.8m3/（m2·h）=93.75m2

A=f1+f2=14m2+93.75m2=94.79m2

D=

=

m=11m

沉淀池的尺寸：

直径取D=10m（直径不宜超过10m），池深取H=5.5m。

则每个池子尺寸为Φ10m×5.5m

有效容积：

98m3

有效容积：

392m3

结构类型：

钢筋混凝土结构+FRC

形式：

半地上式

数量：

2座

配置：

排泥管

管道直径：

DN110

材质：

PVC

品牌：

南亚

15、综合废水pH调节池

设计流量Q=150m3/h，停留时间0.5h。

pH调节池的有效容积：

V=QT=150m3/h×0.5h=75m3

pH调节池水面面积：

取池子总高度H=3.5m，超高0.5m，有效水深h=4m。

则池面积A