铋深加工废水处理初步设计方案.docx

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铋深加工废水处理初步设计方案

——含金属废水

设计方案

Pro.No.201316

广东省环境保护工程研究设计院

二零一三年十二月三日

目录

1概述-4-

2设计依据、原则及范围-4-

2.1设计依据-4-

2.2设计原则-5-

2.3设计内容及范围-5-

2.3.1设计内容-5-

2.3.2设计范围-6-

2.4设计目的-6-

3设计规模、进水水质及目标-6-

3.1设计规模-6-

3.2进水、出水水质-6-

3.4污泥处理目标-7-

4工艺选择-8-

4.1水质分析及污染物处理技术现状-8-

4.1.1水质分析-8-

4.1.2污染物处理技术现状-8-

4.2工艺选择-10-

4.2.1废水处理工艺选择-10-

4.2.2污泥处理工艺选择-11-

5工艺设计-11-

5.1工艺流程框图-11-

5.2工艺流程说明-11-

5.3各主要处理单元的设计-12-

5.3.1调节池-12-

5.3.2中和反应沉淀池-13-

5.3.3硫化反应沉淀池-13-

5.3.4石灰+氧化+铁盐反应沉淀池-14-

5.3.5混凝反应沉淀池-15-

5.3.6中间池-15-

5.3.7清水池-16-

5.3.8污泥浓缩池-17-

5.3.9设备房-17-

6建筑和结构设计-18-

6.1建筑设计-18-

6.1.1设计思路-18-

6.1.2设计依据-18-

6.1.3总体布置综述-18-

6.1.4建设标准及装修-18-

6.2结构设计-19-

6.2.1设计原则-19-

6.3防渗设计-19-

6.4施工技术及安全措施-19-

6.4.1基坑开挖及支护-19-

6.4.2材料-20-

6.4.3钢筋制作安装及砼浇捣-20-

6.4.4施工缝的设置-20-

7电气与自控设计-21-

7.1设计依据-21-

7.2设计范围-21-

7.3供、配电系统-21-

7.3.1配电-21-

7.3.2主要电气设备选型-22-

7.3.3电缆、电线选型及敷设-22-

7.3.4安全接地-22-

8节能、环境保护、安全卫生设计-22-

8.1节能设计-22-

8.2环境保护-23-

8.2.1施工期环境影响的缓解措施-23-

8.2.2污水处理系统对外部环境的影响-23-

8.3劳动保护及安全卫生-24-

8.3.1安全防范-24-

8.3.2安全管理-24-

8.3.3安全与卫生的预期效果-24-

9劳动定员、工期及进度-25-

9.1劳动定员-25-

9.2工期及建设进度-25-

10工程投资估算及成本分析-26-

10.1编制依据-26-

10.2废水处理投资概算-26-

10.2.1土建工程分项概算表-26-

10.2.1设备分项概算表-27-

10.2.3工程总概算表-29-

10.3运行成本分析-29-

11培训计划-31-

11.1投产运行前培训-31-

11.2投产运行后培训-31-

12售后服务承诺及措施-32-

1概述

******实业有限公司是一家集科、工、贸于一体的外向型民营企业。

专业进行铋加工企业，在加工过程中，所产生一定的废水，废水含有各种重金属：

砷、铅、锌、铜、镉、镍、铋等。

如不处理将对环境造成严重影响，该公司根据环保三同时政策，以及为了保护周围水体环境，决定新建一套处理含重金属的污水处理设施，处理能力达150吨/天，使厂内所产生重金属废水全部处理后达到排放标准。

受委托，依据有关环保政策和法规，根据建设单位提供的有关基础资料，并综合我们对同类废水处理工程实践，并就处理效果、运行管理、经济等因素综合考虑，针对该污水的特性，编制此设计方案，供有关领导审阅。

2设计依据、原则及范围

2.1设计依据

业主提供的有关水质、水量资料及处理要求；

《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；

《恶臭污染物排放标准》（GB14551-93）；

《工业企业噪声设计控制规范》（GBJ87-85）；

《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001）；

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；

《建筑结构设计统一标准》（GB68-89）；

《工业与民用配电系统设计规范》（GB50052-95）；

《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；

《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）；

《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）；

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；

其它行业标准及相关设计规范。

2.2设计原则

充分利用现有的水、电供应以及管理、技术、维修与运输等条件，合理选定设计方案，降低工程造价，减少建设投资，降低运行费用；

本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过实践考验的先进成熟的新工艺、新技术、新设备，发挥整体技术优势，提高技术含量，完善节能措施；

选用国内外先进、可靠、高效、成熟的设备，性能可靠、稳定的控制系统。

应地制宜提高土地利用率，总平面布置做到合理、紧凑、美化环境；

尽量采用先进的工艺技术，配套成熟的控制技术，减少工人的劳动强度，使污水处理工程操作管理方便，易维修；

基建投资在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省，采用安全可靠、经济合理的地基处理方法；

工艺流程简短、顺畅，避免迂回反复，降低流程水头损失。

2.3设计内容及范围

2.3.1设计内容

在业主指定区域内污水处理总体规划；

处理系统的工艺选择；

本项目所采用的主要设备的选型；

污水处理系统电气、自控等设计；

对构筑物的计算和设计，包括主体构筑物以及必要附属建筑物；

进行整个工程的投资估算和运行费用的核算。

2.3.2设计范围

设计范围为：

业主将各车间工段废水引至各自调节池至废水处理站排放口，界区范围内污水处理设施的土建、工艺、设备、电器仪表、自控等。

2.4设计目的

确定技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省的废水处理，并进行设备选型，构筑物平面布置规划合理，使污水处理工程大大提高处理系统的处理效率，并获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。

3设计规模、进水水质及目标

3.1设计规模

根据业主提供的相关资料，该类废水为铋深加工废水中的含重金属废水本方案设计处理能力如下：

含重金属离子废水

设计平均日流量：

Q=150m3/d

设计平均时流量：

Q平均时=6.25m3/h

3.2进水、出水水质

根据业主提供的有关资料及参照同行业数据，进水水质如下表（表3-1）：

表：

3-1进水水质

项目

浓度

项目

浓度

（砷）AS3+

1000mg/L

（镉）Cd

mg/L

（铅）Pb2+

mg/L

（钴）Co

--mg/L

（锌）Zn

mg/L

（镍）Ni2+

--mg/L

（铜）Cu2+

mg/L

（铋）Bi

mg/L

PH

处理后的废水要求达到处理后的废水要求达到国家标准《废水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准如下表（表3-2）：

表：

3-2出水水质

项目

浓度

项目

浓度

（砷）AS3+

0.5mg/L

（镉）Cd

0.1mg/L

（铅）Pb2+

1.0mg/L

（钴）Co

mg/L

（锌）Zn

2.0mg/L

（镍）Ni2+

1.0mg/L

（铜）Cu2+

0.5mg/L

（铋）Bi

mg/L

pH

6-9

3.4污泥处理目标

污水站所产污泥经过重力浓缩、机械脱水后外运处置。

4工艺选择

4.1水质分析及污染物处理技术现状

4.1.1水质分析

该工程所排放废水主要为铋深加工所产生的废水，含有大量重金属离子的废水，主要含有以下金属：

（砷）AS3+

（镉）Cd

（铅）Pb2+

（钴）Co

（锌）Zn

（镍）Ni2+

（铜）Cu2+

（铋）Bi

4.1.2污染物处理技术现状

（一）、砷（AS3+）的去除

砷是一种剧毒的物质，对人体和环境危害大，属国家一类污染物，其最高允许排放浓度为0.5mg/L。

生产中常用的含砷废水处理方法有：

石灰软化法、硫化法、离子交换法和石灰铁盐法等。

其中石灰软化法仅在含砷量很少（0.2～0.3mg/L）的饮用水处理中采用。

硫化法对低浓度的含砷废水处理有效，却除率也高，但对亚砷酸盐处理效果不好，且药剂费用贵，残硫量大。

离子交换法处理含砷酸盐和亚砷酸盐废水都很有效，但设备投资高，处理费用昂贵，仅在低浓度废水处理中有应用的实例。

目前使用最广泛的处理流程为石灰铁盐法，因为石灰和硫酸亚铁均为廉价的药剂，故有成本优势。

缺点是会产出大量的沉渣，且其中的Ca3（AsO4）2渣在一定的条件下会出现反溶，引起二次污染，需要二次处理。

通过改进后的工艺采用：

含砷废水采用两段硫化钠除砷工艺，配合石灰-氧化-铁盐法除残砷，可将处理后的废水含砷控制在0.5mg/L以下，而克服了以上缺点。

在这个过程中可以将部分其他金属离子去除如铜、铅、锌等。

（二）、铅（Pb2+）的去除

铅是自然界分布很广的元素，铅在现代工农业生产中的用途十分广泛。

蓄电池、油漆、印刷、颜料等行业都在消耗铅，与此同时，铅又导致对大气、土壤和水资源的污染。

铅和可溶性铅盐都是有毒的，含铅废水对人体健康和农作物生长都有严重危害。

近几十年来，电镀、采矿、制革等许多工业排放的废水、废气和废渣不断增加了环境中铅污染负荷，超出了环境自净能力，致使土壤、湖泊和海洋都出现了不同程度的铅污染。

对含铅废水进行有效处理、对铅处理含铅废水主要有：

化学沉淀法、电解法、生化法。

目前应用最广泛的为化学沉淀法在处理含铅废水时以氢氧化物沉淀法更为常用。

即向含铅废水投加碱性中和剂，使铅离子与羟基反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，从而予以分离。

用该方法处理时，应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳pH值及其处理后溶液中剩余的铅离子浓度。

在饱和溶液中不仅有游离的铅离子，而且有不同的各种羟基络合物，它们都参与沉淀——溶解平衡。

铅属于两性金属，pH过高时会形成络合物而使沉淀物发生反溶现象，因此，严格控制和保持最佳的pH值是该法的关键。

本方案考虑在废水中加入消石灰，调节pH大于11，使废水中的铅生成氢氧化铅沉淀，然后加入聚合氯化铝，将pH调节至7-8，产生共沉淀，经过固液分离，达到去除的目的。

（三）、锌（Zn）的去除

含锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、污染严重等危害，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。

随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类上都大大增加，造成了严重的环境污染和资源浪费。

处理含锌废水可分为物化