电镀废水处理初步设计.docx

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电镀废水处理初步设计

设计概要及特点说明

一、设计规模说明：

根据HZ实业投资有限公司《环境影响报告书》的内容和相关专家及公司领导的意见，该项目远景规划电镀废水总量为10000m3/d，共分两期进行建设，每期废水设计水量均为5000m3/d，设计时考虑20%的处理余量。

设计时为了确保废水长期稳定达标排放，杜绝因设备故障等原因而导致废水不达标的情况产生，该废水处理工程所有处理设施实行一用一备方针。

本方案设计时，在充分结合拟建废水处理厂地理位置的基础上，并结合公司领导的意见，拟对废水收集系统、输配药系统、事故混排水处理系统、污泥脱水间、高低压配电室、综合楼及终端PH调整系统在第一期全部建设完成，对废水调节系统、预处理反应系统、化学混凝沉淀系统、过滤系统及污泥井、污泥浓缩系统等系统分两期进行建设，这样不仅能够减少占地，解决拟建废水站场地较为紧张的问题，而且从长远来看，总的投资成本也会有所降低。

另考虑到该废水达标要求较高，需达到IV类地表水的标准，到目前为止对于电镀行业而言，尤其是对于COD的要求，全省乃至全国都无先例，可能会出现达不到排放要求的情况，因此预留有生化用地，为COD的进一步降低留有空间。

处理达标的废水只能排放40%（即4000m3/d），另外60%（6000m3/d）必须进行回用。

我院在废水处理方案设计时，已预留废水回用用地，但达标后的废水回用的规划暂不在本方案设计范围之内，另见废水回用的相关方案。

二、设计特点及概要：

（1）水量规划及平面布置合理。

总规划水量10000m3/20h，工程按二期实施。

一期按5000吨/20h设计，其中部分构筑物及设备按5000吨/20h设计、建造；公用设施及部分构筑物按10000吨/天的规模一次性完成；第二期按5000吨/20h设计，其中部分构筑物及设备按5000吨/20h设计、建造。

满足环评及业主提出的处理量的要求，根据生产发展，合理预留发展用地。

（2）本项目污水处理厂占地25570m2，其中建构筑物占地约14880m2（不含回用水及生化预留占地）。

（3）过程控制采用中央监控方式，可以实现现场自动/手动控制、中央控制室控制及微电脑在线监控控制。

（4）加药过程使用进口加药泵精确加药，控制过程简单、精确，处理状态稳定，处理成本低。

（5）按化工设计规范，设计安全、简便的储、配药系统。

（6）并联四线的沉淀池、滤池配置，处理规模更为灵活。

（7）灵活的系统、管路配置，以处理进水的异常情况,保证出水水质。

（8）为防止车间的“跑、冒、滴、漏”及其它事故造成的混排废水、特设事故暂存池及处理系统，避免混排废水造成不达标的情况。

（9）采用气水反冲滤池，动力反冲，过滤效果好，确保出水水质。

（10）污泥井定时排泥，后污泥泵输送至浓缩池，排泥效果好，且便于操作。

（11）主要设备均考虑配置备用系统，增加了系统运行的可靠性。

第一章概述

1.1概况

HZ市位于GD省东南部，属珠江三角洲经济圈，是一个正在发展的地区，交能便利，土地和人力资源丰富。

随着改革开放的不断深入，电子行业排放废水中基本上都含有第一类污染物，对于区域中分散各处的电镀企业，因企业规模差异等原因在废水处理方面大都存在很多问题，导致当地环保部门有实施管理上的局限性。

为贯彻落实省委、省政府粤发[2002]16号文《关于加强珠江综合整治工作的决定》，省委办公厅、省府办公厅粤办发[2004]8号文《治污保洁工程实施方案》的精神，尽快实施省环保局粤环[2004]149号文《关于印发GD省电镀行业和化学纸浆行业统一规划统一定点实施意见的通知》，加强电镀行业的环境治理，有效防止电镀污染，HZ市人民政府充分考虑利用、整合资源，提出建设定点电镀基地项目，实现电镀行业由粗放型向集约型的转变，以适应电镀规模化和集中治理的要求。

根据省关于电镀行业“原则上每个地级市各设1~2个定点”的规划要求。

结合HZ市沿海的实际情况，HZ市在惠城区、惠阳区和博罗县各设1个电镀行业定点基地。

根据GD省环保局、HZ市环保局排查和博罗县环保局提供资料，博罗县境内现有电镀企业100多家，大部分为小电镀企业，散布在博罗县各镇，而且出现厂中有厂的情况，这些企业超量排污和超标排污问题严重，存在着潜在的环境风险，特别是存在水环境污染事故风险。

为了整合现有电镀企业和加强管理，改善区域环境质量，防止水环境污染发生，必须进行统一规划、统一定点。

规划建设的龙溪电镀基地项目为综合整治项目，位于博罗县夏寮管理区内，将合理配置电镀业布局，引导电镀业走集约化经营管理道路，将整合博罗县和龙门县范围内现有的分散布局的“小电镀”企业，实行集中生产，集中治理，有利于电镀业上规模上档资和电镀工艺技术改造，提升服务质量，提高企业竟争力；有利于发挥投资效益，强化环境监督管理，改善环境质量；有利于产生规模聚集效应，提升产业层次促进博罗和龙门经济的可持续发展。

博罗县龙溪电镀基地是由HZ实业投资有限公司投资的项目，基地内拟引进企业全部为电镀类企业，镀种主要包括常规铜镍铬电镀，防金镀和黑色镀层电镀，高耐蚀性多层镍电镀，镀锌和锌合金，锌压铸件电镀，铝合金电镀，装饰性镀金、镀银和塑料电镀。

本项目工程产生的生产废水主要含有的污染物有CN-、Cr6+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、CODcr、SS、pH和磷酸盐等，属于复杂类。

其来源主要有以下几方面：

镀件除油、除锈前处理和电镀过程中产生大量的清洗废水；废电镀液、不良镀层退镀液；冲洗镀槽、各种设备以及冲刷车间地面的废水；烤漆工艺的脱脂、磷化工序产生少量含磷废水；污泥脱水；化验室废水等。

本项目的工业废水经污水处理系统达标后经专管收集并输送到龙溪污水厂进行进一步处理。

根据本项目环评报告的内容、建设单位的总体规划和要求：

本项目分二期实施。

每期工程规模日排电镀废水均为5000m3，含氰废水占排水量的20%，其产生量为1000m3/d；含铬废水占排水量的15%，其产生量为750m3/d；除油废水占排水量的20%，其产生量为1000m3/d；含镍废水占排水量的5%，其产生量为250m3/d；络合物废水占排水量的5%，其产生量为250m3/d；酸碱综合废水占总排水量的35%，其产生量为1750m3/d。

废水经处理后须符合《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求及GD省《水污染物排放限值》（DB44/26~2001）中的一级排放标准。

为进一步保护和改善HZ市生态环境，实现资源可持续利用和社会经济可持续发展，依照环评的要求需对该项目生产废水进行处理。

受HZ实业投资有限公司委托，我院对该项目的废水处理提供初步设计方案。

1.2设计原则

（1）严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准。

（2）采用目前国内成熟、实用的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求。

（3）工艺技术条件控制实现自动化，保证工艺的稳定性，减轻工人劳动强度。

（4）技术路线简单明了，操作管理方便，工艺流程抗冲击能力强。

（5）在上述前提下，做到投资少，运行费用低。

1.3设计依据及标准

（1）《中华人民共和国环境保护法》

（2）《GD省建设项目环境保护管理条例》

（3）《中华人民共和国污水综合排放标准》GB8978-1996中一级标准

（4）《水污染物排放限值》DB44/26-2001中第二时段一级排放标准

（5）《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）

（6）《电镀废水治理设计规范》GBJ136-90

（7）《电镀工艺手册》

（8）《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）

（9）《滤池气水反冲洗系统设计规程》（CECS110-2000）

（10）HZ实业投资有限公司项目《环境影响报告书》

（11）HZ实业投资有限公司领导及专家意见

（12）金凯电镀城废水处理站运行情况

1.4设计范围

设计范围为项目集水系统的设计、污水处理站从废水集水井到达标排放口的整套工程设计：

包括工艺、土建、电气、自动控制及工程概算；本方案设计还将提供污水处理站的运行管理及建议。

1.5设计目标

1.5.1废水水量

根据业主提供的有关废水水量及污染物浓度资料数据，设计时取考虑废水处理系统每天运行20小时，则每天的处理水量为5000m3。

（如果处理系统每天运行24小时，则符合环保管理部门要求的有20%的设计预留量，即每天处理水量达到6000m3。

）

根据我们收集的有关资料和以往的工程经验，我们认为要将电镀废水稳定处理达标，必须将各股性质不同的电镀废水分流清楚。

其分类及设计水量见下表。

有关电镀废水分类在后面章节将详细论述。

表1各类电镀废水预计排水量及设计水量

序号

废水名称

一期处理水量（m3/d）

二期处理总水量（m3/d）

含镍废水

250

络合物废水

250

含铬废水

750

含氰废水

1000

除油废水

1000

酸碱综合废水

1750

事故废水

事故时产生

合计总水量

5000

处理总水量（每天运行20h）

5000m3/20h

1.5.2电镀废水水质

（1）含铬废水：

Cr6+：

50-100mg/L

（2）含氰废水：

CN-：

80-150mg/L；COD：

≤150mg/L

（3）除油废水：

CODcr：

300-500mg/L油类≤200mg/L

（4）含镍废水：

Ni2+：

4080mg/L

（5）络合废水：

Cu2+：

3050mg/LCODcr≤500mg/L

（6）综合废水：

Ni2+：

2050mg/LCu2+：

5080mg/L

CODcr≤150mg/LSS≤300mg/L色度≤200倍

1.5.3排放标准

根据环评报告书要求，排放处理后的电镀废水水质须符合《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求。

排放标准及要求如下：

项目

《地表水环境质量标准》IV类水质标准要求

排放标准

6.5~8.5

CODcr

≤30mg/L

≤20mg/L

六价铬

≤0.05mg/L

总氰化物

≤0.2mg/l

总铜

≤1.0mg/l

≤0.5mg/l

总镍

≤0.05mg/l

总锌

≤2.0mg/l

≤20mg/L

色度

≤20倍

总磷（以P计）

≤0.2mg/l

石油类

≤0.5mg/l

第二章电镀工艺及电镀废水

电镀行业产生的生产废水主要包括前处理过程产生的含酸、碱废水，中间处理及处理后产生的含锌、铜、铬、镍废水，以及镀件抛光，除油工序产生的清洗废水，镀液过滤、镀液的废弃、更新、以及镀液的带出，跑、冒、滴漏等。

不同的电镀废水其处理工艺也会不同，因此如何将电镀废水准确的分类（特别是在本项目中，由多个企业所组成的综合性电镀厂区的情况，各企业内能否将各股水按要求严格分开和减少生产水量）是污水处理能否稳定达标和降低运行费用的关键。

我们根据金凯电子五金厂及其它中小型电镀厂的电镀工艺及电镀废水的特性，将电镀废水分为铬系废水、氰系废水、含镍废水、络合废水、前处理除油废水和酸碱综合废水等6股废水，另新增考虑由于事故原因造成的混排废水单独收集后单独处理，从而保证废水处理的达标排放。

下面从电镀工艺角度出发，简述电镀废水的来源及其分类分流方法。

2.1电镀前处理工艺及其废水的分流

2.1.1金属镀件的前处理

（1）镀前处理的内容

●粗糙表面的整平：

包括机械磨光、喷砂、抛光（主要成分有磷酸、硝酸、硫酸等）、滚光（碱性滚光液主要成分有氢氧化钠、碳酸钠等，酸性滚光液的主要成分有硫酸等）。

●除油：

化学除油（主要成分有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等）、电化学除油（主要成分与化学除油基本相同）。

●活化、中和。

（2）前处理工艺流程

整平（磨光、机械抛光、滚光、振光、喷砂、喷丸）——除蜡——化学除油——阴极电解除油——活化——中和

（3）镀前处理废水的分类分流

●镀前处理工艺中的废水含有两类，一类为含油废水，其产生的废水属于除油废水。

另一类归属为酸碱综合系废水。

●此工艺中所产生的除油废水和酸碱综合系废水分别通过旁边的明暗沟排放入除油废水系废水管、酸碱综合系废水管，引至电镀废水处理站集中处理。

2.1.2非金属镀件的前处理

（1）塑料镀件前处理内容

塑料镀件前处理主要包括消除应力、除油（主要成分有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠）、粗化（主要成分有铬酐、硫酸等）、敏化（主要成分有氯化亚锡、盐酸等）、活化（主要成分有硝酸银或氯化钯等，根据配方的不同，可能还含有络合物）、还原或解胶（主要成分有甲醛或硫酸、氢氧化钠等）。

（2）塑料镀件前处理工艺流程

消除应力——除油——流动水洗——粗化——流动水洗——敏化——水洗——活化——水洗——还原或解胶——水洗——化学镀铜或化学镀镍。

（3）废水的分类分流

●根据不同的配方，此工艺中的废水含有四类，一类为粗化液中含有铬酐，其产生的废水属于铬系废水；一类为除油废水；一类为含络合物废水；另一类归属为酸碱综合系废水。

●此工艺中所产生的铬系废水、除油废水、含络合物废水、酸碱综合系废水分别通过其明暗槽排放入铬系废水管、除油废水系废水管、含络合物废水系废水管、酸碱综合系废水管，引至电镀废水处理站集中处理。

2.2常见电镀工艺及其废水的分流

常见镀层体系一般有Fe/Cu-Ni-Cr、Fe/多层Ni-Cr、Fe/Cu-酸Cu-Ni-Cr、Fe/Cu-Ni-仿金、Fe/Zn等。

2.2.1镀液中的主要成分

镀种

镀液中主要成分

主盐在镀液中主要存在形式

氰化镀铜

氰化亚铜、氰化钠、诺切液、BL-3、BL-4

[Cu（CN）3]2-

酸性镀铜

硫酸铜、硫酸、氯离子、有机添加剂

Cu2+

镀镍

硫酸镍、氯化镍、硼酸、有机添加剂

Ni2+

镀铬

铬酐、硫酸

Cr2O72-

仿金电镀

氰化锌、氰化亚铜、氰化钠

[Cu（CN）3]2-[Zn（CN）4]2-

无氰碱性镀锌

氧化锌、氢氧化钠、有机添加剂

Zn2+

氯化钾镀锌

氯化钾、氯化锌、硼酸、有机添加剂

Zn2+

2.2.2典型电镀工艺流程

（a）常规铜镍铬电镀——适用于中低档产品如自行车、伞等

前处理——预镀铜——酸性光亮镀铜——光亮镀镍——镀铬

（b）防金镀和黑色镀层电镀——适用于灯饰、锁具、箱包五金等

前处理——预镀铜——酸性光亮镀铜——光亮电镀——镀金、镀银、仿金电镀或镀黑镍、枪色——钝化——烘干——喷涂或电泳涂漆

（c）高耐蚀性多层镀电镀——适用于摩托车、汽车、高档水暖器材等

前处理——镀半光亮镍——光亮镀镍——镍封——镀铬

（d）镀锌和锌合金

前处理——镀锌和锌合金——硝酸出光——钝化——烘干

（e）锌压铸件电镀

前处理——预镀铜——焦磷酸镀铜——酸性光亮镀铜——光亮镀镍——镀金、银、仿金、黑色镀层或铬——钝化——封漆（镀铬除外）

（f）铝合金电镀

前处理——二次浸锌——镀瓦特镍——酸性光亮镀铜——光亮镀镍——镀金、银、仿金、黑色镀层或铬——钝化——封漆（镀铬除外）

（g）塑料电镀

铬酸粗化——还原——钯催化——化学镀——酸性光亮镀铜——光亮镀镍——镀金、银、仿金、黑色镀层或铬——钝化——封漆（镀铬除外）

（h）装饰性镀金、镀银

前处理——预镀铜——酸性光亮镀铜——光亮镀镍——镀金、镀银—钝化——烘干——喷涂或电泳涂装

注：

流程中没有标出具体前处理工序和清洗工序

2.2.3电镀废水的分类分流原则

（1）电镀工艺中凡含有氰化物的镀种所产生的废水归属氰系废水，凡含有铬酐的镀液所产生的废水归属为铬系废水；凡含有镍的镀液所产生的废水归属为镍系废水；凡除油工序所产生的含油废水归属除油废水；凡非金属电镀中排出的含有络合物的废水归属于含络合物废水；混排废水来源于镀液的带出、镀槽渗漏，操作异常，操作管理不当造成的跑、冒、滴漏的各种槽液和排水，冲刷车间地面等。

这部分废水中主要含有氰化物、Cr6+、重金属离子、酸碱综合废水等，必须单独进行处理。

此部分废水归属为事故混排废水，通过其明暗沟槽排放入混排废水管引至电镀废水处理站集中处理；含有其他重金属镀种废水列入酸碱综合系废水。

（2）各厂、各车间排出的各种类型的废水分别通过车间外的集水箱调节贮存后经溢流至废水收集总管，通过收集总管输送到电镀废水处理站分别进行处理。

（3）含氰废水在车间排水管和地面水收集系统中严禁和含铬、含镍废水混合。

（4）退镀废水进入事故废水调节池，直接或经过间歇深度预处理后，再加到含铬废水调节池。

（5）镀氰、镀铬等镀槽母液用车运到废水处理车间的母液储槽，以“细水长流”的方式加入相应的废水中进行处理。

（6）车间中因发生操作异常造成含氰废水与含铬废水混合后，须作为事故废水进行单独处理。

（7）含油的废水单独通过管道收集后至厂区废水暂存槽，经溢流引至电镀废水处理站集中处理。

第三章废水分类与收集系统

根据近年来电镀工业的发展趋向于集约化生产，很少再有单个镀种的车间，基本都是多镀种的电镀车间或专业电镀厂，电镀废水的性质和来源比较复杂；另外，随着电镀工业的发展，每个电镀车间使用的电镀液配方有所不同，也造成了电镀废水性质的差异。

另外，本电镀废水处理工程是多家独立电镀企业共用的集中式污水处理站，而且各企业的投产时间不同，水质水量也不同，这就使得该污水处理工程的污水分类与收集系统变得尤为重要。

根据上述情况，我们认为，废水的分类与收集的合理性是废水处理能否长期稳定达标的重要条件，是废水处理能否全因子达标的关键，例如：

当含氰废水混入其它废水后，将增加废水处理的难度，大大加大废水处理的运行成本，甚至影响到正常的废水处理达标排放。

为此，对本电镀废水的分类与收集系统提出以下设计方案。

3.1、废水的分类方法

根据第一章及第二章所述，我们将电镀废水分为下列七大类来收集，以满足后述的工艺设计。

1.含铬废水

2．含氰废水

3．含镍废水

4．络合废水

5．事故、混排废水（各企业要尽量减少和避免此类废水）

6．除油废水

7．酸碱综合废水

各企业要将此分类方法贯彻到生产管理环节中。

3.2、收集管网设计

根据规划用地范围内的地势及高程布置，以及各企业水量排出情况，采用自动溢流来收集各企业废水。

车间二三楼的废水配备各类废水收集桶，车间一楼的废水配备调水暂存池，后溢流至各废水总管依靠坡度自流进入废水处理厂各集水池，后经提升泵泵入各相应的废水调节池。

设计时要注意收集管管径和坡度的合理选取，注意与各企业排水口及收集总管高程上的衔接。

收集管网采用U-PVC给水管，也可选用ABS管。

各隔一段距离设置伸缩节。

管道支架要采用重防腐涂料防腐，管路的设计要考虑管道安装与维护的方便，在管沟末端设置雨水井及排水泵。

第四章污水处理总体方案

4.1排水水量、水质及排放标准及平面布局规划

4.1.1处理规模及平面规划

污水处理车间的处理水量、水质及排放标准，如前1.5部分所述。

在本方案中我们规划第一期处理构筑物按5000吨/天（按20小时运行）设计、建设。

公用设施按10000吨/20小时设计配置。

合理预留发展用地。

4.1.2处理单元效果预测

进出水质情况（一期水量5000m3/20h）

处理单元

含铬废水处理

含油废水处理

含氰废水处理

酸碱综合废水处理、混排废水处理、络合物废水处理等

Cr6+

（mg/L）

COD

（mg/L）

CN-

（mg/L）

Cu2+

（mg/L）

Ni2+

（mg/L）

Zn2+

（mg/L）

色度

（倍）

COD

（mg/L）

设计进水浓度

≤100

≤500

≤150

2~5

≤80

≤300

<200

≤120

设计出水浓度

≤0.05

≤0.2

6.5~8.5

≤0.5

≤0.05

≤2.0

≤20

《地表水环境质量标准》IV类水质标准

≤0.05

≤0.2

≤1.0

≤2.0

≤30

GD省《水污染物排放限值》一级排放标准

0.5

0.3

6~9

0.5

1.0

2.0

4.2技术路线分析

按照不同废水性质的情况，分别采取处理方法如下：

4.2.1含氰废水

含氰废水在碱性条件下用NaClO完全氧化法破坏氰化物，采用二级破氰法，连续处理，机械搅拌，破氰的关键在于控制反应pH值和氧化还原电位（ORP），为此采用两套pH控制仪和ORP控制仪准确控制加药量，多级反应，保证破氰充分进行。

一级处理pH=11~12，氧化还原电位控制在300毫伏，停留时间约20-30min，将氰化物氧化为氰酸盐，即局部氧化，实际设计水力停留时间应为45min。

CN-+ClO-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

次氯酸根与络合氰化物反应

[Zn（CN）4]2-+4ClO-→Zn2++4Cl-+4CNO-

2[Cu（CN）3]2-+7ClO-+H2O→2Cu2++6CNO-+7Cl-+2OH-

二级处理PH7.5-8.0之间，氧化还原电位控制在650毫伏，停留时间约为10min，将生成的氰酸盐进一步氧化成二氧化碳和氮，即完全氧化。

实际设计水力停留时间应为45min。

6CNO-+ClO-+H2O→2CO2↑+N2↑+7Cl-+2OH-

氧化后的含氰废水排入综合废水调节池。

4.2.2含铬废水

含铬废水需将废水中的六价铬还原，在反应池中投加亚硫酸氢钠将六价铬还原为三价铬，以便后续处理生成氢氧化物沉淀。

采用连续操作，机械搅拌，还原反应的关键在于控制反应的pH和氧化还原电位（ORP），为此采用一套pH控制仪和一套ORP控制仪，由计量泵准确控制加药量保证六价铬还原为三价铬反应充分进行。

反应pH控制在2~3左右，氧化还原电位控制在300毫伏左右。

还原后的铬废水单独进行混凝沉淀，产水经滤池过滤后进入CDMF系统。

4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+10H2O

将电镀前处理的酸洗废水，特别是酸洗槽的废酸加入到含铬废水中，能起到既节约用酸量，又可引入Fe2+作为还原剂和混凝剂的一举二得的效果。

4.2.3除油废水的处理

除油废水中含有乳化液、表面活性剂和化学溶剂，如不单独处理，会使CODcr指标超标。

因此这股废水单独引入除油废水调节池，后经提升泵打入强氧化池进行氧化后自流进入综合废水处理，如经处理后废水仍无法达到排放标准，则引入生化处理系统进行处理。

4.2.4事故废水的处理

事故混排废水中含有氰化物、Cr6+等，如不单独处理，会造成CN-或Cr6+超标。

因此这部分废水单独进入事故废水调节池，通过进行破氰反应后再汇于含铬废水处理系统进行处理，如不含铬，则废水可直接进入综合废水调节池统一处理。

4.2.5含镍废水的处理

含镍废水是镀镍过程中产生的酸性废水，因镍为一类污染物

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