电镀废水治理工程方案设计方案.docx

1、电镀废水治理工程方案设计方案电镀废水治理工程方案设计2015年7月附图： 工艺流程图 平面布置图1 总 论1.1 工程概况*五金制品有限公司位于广东省揭阳市揭西县。主要生产钻尾螺丝、墙板钉螺丝、纤维螺丝、快速牙、家具自攻螺丝。该公司主要进行普通镀锌、镀铬等电镀滚镀加工，生产过程中会排放一定量的电镀废水，该废水中含有SS、CODcr、Cr3+、Cr6+、Zn2+、PH、等污染物，如未经处理而直接排放入受纳水体，势必会对受纳水体造成极大的污染，会给生态环境带来一系列危害，具体表现在以下几个方面： 水体受色度污染后，由于水体色度加深，使透光性减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长繁殖，妨碍水体的自

2、净作用。 水体受悬浮固体污染后，浊度增加、透光度减弱，产生的危害主要是：悬浮固体可能堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡；由于微生物对有机悬浮固体的代谢作用，会消耗掉水体中的溶解氧；悬浮固体中的可沉固体，沉积于河底，造成底泥积累与腐化，使水体水质恶化；悬浮固体可作为载体，吸附其他污染物质，随水流迁移污染。 水体受酸碱污染后，酸、碱进入水体后，互相中和产生无机盐类。同时又会与水体存在的地表矿物质如石灰石、白云石、硅石以及漪离二氧化碳中和反应，产生无机盐类，同时使水体自身的缓冲作用遭到破坏，使水质恶化，抑制或阻止微生物活动，降低水的自净能力，同时也会对农作物造成危害。 水体受重金属污染后，产生的毒性有如下特

3、点：水体中重金属离子浓度在0.01 -lOmg/L之间，即可产生毒性效应；重金属不能被微生物降解，反而可在微生物的作用下，转化为有机化合物，使毒性猛增；水生生物从水体中摄取重金属并在体内大量积累，经过食物链进入人体，甚至通过遗传或母乳传给婴儿；重金属进入人体后，能与体内的蛋白质及酶等发生化学反应而使其失去活性，并可能在体内某些器官中积累，造成慢性中毒，这种积累的危害，有时需1030年才显露出来。 有机物（COD）排入水体后，在有溶解氧的条件下，由于好氧微生物的呼吸作用，被降解为CO2、H2O与NH3，同时合成新细胞，消耗掉水体的溶解氧，与此同时，水体水面与大气接触大气中的氧不断溶人水体，使溶解

4、氧得到补充，这种作用称为水面复氧。若排入的有机物量超过水体的环境容量，则耗氧速度会超过复氧速度，水体出现缺氧甚至无氧；在水体缺氧的条件下，由于厌氧微生物的作用，有机物被降解为CH4、CO2、NH3及少量H2S等有害有臭气体，使水质恶化“黑臭”。受*有限公司的委托，我公司对该废水治理设计如下治理方案，该方案实施后废水中的污染物可达到电镀污染物排放标准GB21900-2008中新建改建扩建企业水污染物排放浓度限值的水质标准。1.2 废水特征（由建设方提供）1.2.1 废水水量总设计处理废水量：700m3/d。其中，含锌废水、磷化废水水量390 m3/d，设计24小时连续运行，含锌废水小时设计流量：

5、16.25m3/h；铬系废水（含铬废水）水量80m3/d，设计24小时连续运行，铬系废水小时设计流量：3.3m3/h。除油除蜡废水（含COD,石油类、等废水）水量230 m 3/d，设计24小时连续运行，除油除蜡废水小时设计流量：9.6m3/h；1.2.2 废水水质建设方提供废水水质如下表11错误！链接无效。1.2.3 治理要求经废水处理站处理后出水应达到广东省地方标准电镀水污染物排放标准DB 44/1597-2015中表2非珠三角地区新建改建扩建企业水污染物排放浓度限值的水质标准，具体指标如下表1-2：表12 废水处理要求错误！链接无效。1.2.4 设计范围（1）本次污水处理站的总体设计包括

6、工艺、土建、电气设计，不包括处理站外污水收集和输送管道。（2）污水处理厂的设计主要为污水处理，同时避免噪音、臭气、污泥等二次污染。1.2.5 设计依据 建设单位提供的相关资料。 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国水污染防治法 电镀污染物排放标准（GB21900-2008） 重金属污水化学法处理设计规范（CECS 92-97） 室外排水设计规范（GB50014-2006） 工业企业厂界噪声标准（GB12348-1990） 工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-1985） 给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002） 钢质管道及储罐防腐蚀工程设计规范（SY/T0007-1999）

7、 给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002） 建筑结构设计统一标准（GBJ68-1984） 建筑结构荷载规范(2006年局部修订条文)（GB50009-2001） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 建筑抗震设计规范（GB50011-2001） 建筑设计防火规范（GB50016-2006） 建筑物防雷设计规范（GB50057-1994）(2000年版) 供配电系统设计规范（GB50052-1995） 低压配电设计规范 （GB50054-1995） 自动化仪表工程施工及验收规范（GB50093-2002） 工业自动化仪

8、表工程施工及验收规范（GBJ93-1986）(2001年版) 建筑照明设计标准（GB50034-2004） 我单位对类似废水的治理经验。1.2.6 设计原则 经济与效益原则：废水处理相对于其它行业是只投入，不产出，因此必须要以最小的投资，取得最大效益，确保出水水质达标排放。 采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则：环境污染日趋严重，越来越引起人们的关注，各种环保技术也相继问世，然而许多环保技术仍需要实践检验，在选择处理技术时，必须采用先进成熟可靠、节省投资的技术。 建筑布局实用美观的原则：水处理构筑物建筑布局首先考虑的是其实用性，但随着审美观的不断发展，水处理构筑物的布局和外形也要有一定的美观性

9、，即要和当地环境和建筑相协调，又要独树一帜，别具一格。 节约运行费用原则：水处理工程除了一次性投资外，建成后运行费用也要有一定的投资。运行费用主要包括能源消耗、药品消耗、设备损耗和维修费用。为了降低运行费用，我们在设计时，结合工程使用情况，选择一些性能好、能耗低、使用寿命长的设备，在工艺条件许可和确保出水水质的情况下，尽量减少药品的投加，尽量采用动力少的工艺。1.2.7 参考资料 给水排水设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2002 电镀废水处理技术及工程实例，化学工业出版社，2003 电镀三废治理技术，国防工业出版社，2002 废水处理理论与设计，中国建筑工业出版社，2003 三废处理工

10、程技术手册（废水卷），化学工业出版社，2000 重金属废水处理化学工业出版社，20002 工艺流程设计2.1 原水水质分析根据电镀产品不同的功能要求，其工艺槽槽液的组分各不相同，相应地带人电镀废水中污染物质也就变得较为复杂。但废水中生要的污染物质均为各种金属离子，常见的有铬、铜、镍、钳、铝、金、银、镉、铁等；其次是酸类和碱类物质，如硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和氰化物、碳酸钠等；有些电镀液还使用了颜料等其他物质，这些物质大部分含有机物。另外，在镀件基材的预处理过程中漂洗下来的油脂、油污、氧化铁皮、尘土等杂质也都被带人了电镀废水中，使电镀废水的成分复杂。其所造成的污染大致为：化学毒物的污染，有机需氧物

11、质的污染，无机固体悬浮物的污染以及酸、碱、热等晌污染和有色、泡沫、油类等污染。但主要的污染是化学毒物的污染（锌化物、六价铬）、重金属离子、酸、碱和部分有机物的污染。本工程中的排水的常规电镀工艺排水，不含有化学镀镍、焦磷酸盐镀铜等高磷酸盐废水，废水中污染物浓度较高，但处理原理简单。根据表11中的废水水质，铬系废水和锌系废水中的成分相对单一，而且污染物浓度较高，可以单独沉淀处理进行回收；除油除蜡（含COD和石油类）经隔油处理后进入中和混凝反应池进行处理。处理的水与其它经处理后的水一起进入活性炭吸除罐和沸石罐进一步去除重金属和有机物。2.2 污染物的危险性及水质分类的重要性2.2.1 锌系废水的危险

12、性 锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中吸入锌10-15mg。肝是锌的储存地，锌与肝内蛋白结合成锌硫蛋白。供给机体生理反应时所必需的锌。人体缺锌会出现不少不良症状，识食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性胃炎症状，如恶心、呕吐，腹痛，腹泻，偶尔腹部绞痛，同时伴有头晕。误食氯化锌会引起腹膜炎，导致休克死亡。2.2.2 铬系废水的危险性由于镀锌在整个电镀业中约占一半，而镀锌的钝化绝大多数采用铬酸盐，因而钝化产生的含铬废水量很大。镀铬也是电镀中的一个主要镀种，其废水量亦不少。在铜件酸洗、镀铜层的退除、铝件钝化、铝件电化学抛光、铝件氧化后的钝化等作业中也广泛使用铬酸盐。因此，

13、铬系废水是电镀中的主要废水来源之一金属铬几乎是无毒的，二价铬的化合物，一般认为是无毒的。三价铬不易被消化道吸收，在皮肤表层与蛋白质结合，三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累，而在肺内存留量较多，因而对肺有一定损害，与六价铬比较三价铬的毒性仅为六价铬的百分之一。 六价铬对人体的危害，因进入途径不同，中毒表现也不同：(1)对人体皮肤的损害，六价铬化合物对皮肤有刺激和过敏作用，在接触铬酸盐、铬酸雾的部位，如手、腕、前臂、颈部等处可能出现皮炎。六价铬经过切口和擦伤处进人皮肤，会因腐蚀作用而引起铬溃疡（又称铬疮）；(2)对呼吸系统的损害，六价铬对呼吸系统的损害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎；(

14、3)对内脏的损害，六价铬经消化道侵人，会造成味觉和嗅觉减退，以至消失。剂量小时也会腐蚀内脏；引起肠胃功能降低、出现胃痛，甚至肠胃道溃疡，对肝脏还可能造成不良影响。另外，铬系废水本身就是强酸性，对人体本身就有一定的危害性。2.2.3 水质分类的重要性铬系废水中一般都是六价铬，其毒性是三价铬的100倍，而且六价格不能采用常规的氢氧化物沉淀去除，一定要严格分流，先将废水中的六价铬还原成三价铬后在进行氢氧化物沉淀处理，否则高毒性的六价铬将一直存在于废水中，使废水难以达标排放。所以，从安全生产及达标排放两点出发，电镀废水必须严格分流排放。2.3 污染物去除原理根据2.1的水质分析，本工程废水中的污染主要

15、是化学毒物的污染（锌化物、六价铬）、重金属离子、酸、碱和部分有机物的污染。下面分别对污染物的去除原理简述如下：2.3.1 锌化物的去除原理采用化学沉淀在碱性条件（PH11-12）形成锌的氢氧化物沉淀。Zn2+2OH-=Zn(OH)22.3.2 六价铬的去除原理采用化学还原法将六价铬通过还原法还原为三价铬，然后采用氢氧化物沉淀法去除。本工艺采用亚硫酸氢钠为还原剂，将六价铬还原为三价铬。采用在线pH精确控制pH为2，同时采用在线ORP计控制亚硫酸氢钠的加药量，控制OPR值250mv，然后调整pH至错误！链接无效。，因为 Cr(OH)3的溶度积为6.310-31，可以通过氢氧化物沉淀法将三价铬去除。

16、化学反应式如下：2H2Cr2O7+3H2SO4+6NaHSO3=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2OCr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3+3Na2SO4三价铬沉降时，应注意控制PH在8-9的范围内，PH若过高，Cr(OH)3沉淀会重新溶解。2.3.3 重金属离子的去除原理向工业废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物质产生反应，生成难溶盐沉淀下来，这种方法称为化学沉淀法，它一般用以处理含金属离子的工业废水。 根据水中的难溶盐服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐MnNn(固体)的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为LMmNn MmNn m

17、Mn+ + nNm LMmNn = Mn+mNmn 式中 Mn+代表水中金属阳离子，Nm代表水中阴离子， 表示摩尔浓度(mol/L)上式对各种难溶盐都应成立的。而当Mn+mNmnLNmNn时，溶液过饱和，超过饱和那部分将析出沉淀，直到符合上式时为止，如果Mn+mNmnLNmNn，溶液不饱和，难溶盐将溶解，也直到符合上式时为止。 这是简化了的理想情况，实际上由于许多因素的影响，情况要复杂的多，但它仍然有实际的指导意义。根据这种原理，可用它来去除废水中的金属离子Mn+，为了去除废水中的Mn+离子向其中投加具有Nm离子的某种化合物，使Mn+mNmnLNmNn，形成MmNn沉淀，从而降低废水中的Mn离

18、子的浓度。通常称具有这种作用的化学物质为沉淀剂。从上式以看出，为了最大限度地使Mn+值降低，也就是使Mn+离子更完全地被去除，可以考虑增大Nm值，也就是增大沉淀剂的用量，但是沉淀剂的用量也不宜加的过多，否则会导致相反的作用，一般不超过理论用量的20一50。根据使用的沉淀剂的不同，化学沉淀法可分为石灰法、氢氧化物法、硫化物法等。因为石灰的溶解度较小所能提供的氢氧根离子较小，用量相应较大且产生的沉淀量较大，一般在小水量或沉淀中对钙离子有要求时才采用；硫化物法处理重金属效果很好，但除运行费用较高外还很难控制加入量的等当点，加入太少金属离子沉淀不完全，加入过多量则出水有一定的色度且增加了废水的COD，

19、在一般情况下很少用硫化物沉淀法，只有当废水中的金属离子是与稳定性很好的络合离子形式存在时才考虑用硫化物来作为破络沉淀剂；用的较多的还是氢氧化物沉淀法。工业废水中的许多金属离子可以生成氢氧化物沉淀而得以去除。如以M(OH)n表示金属氢氧化物， 重金属离子在碱性条件下，生成氢氧化物沉淀，并与悬浮物一起参加混凝反应，形成絮凝体后，在沉淀池内沉淀去除反应式如下：氢氧化物的沉淀与pH值有很大关系，一般重金属离子溶解度与pH值的关系如下图： 重金属离子溶解度与pH值的关系图2.3.4 酸、碱污染物的去除原理酸、碱污染物的去除原理比较简单即酸碱中和，反应如下式表示： H+ + OH- = H2O2.3.5

20、除油除蜡废水的的去除原理 该企业除油除蜡工艺涉及到化学除油、电解除油以及超声波除油三种方式，但除油溶液的基本成分大致相同，均为碱、磷酸盐以及表面活性剂等，因此，废水中石油类物质、CODcr和磷酸盐含量较高，对排放水中相应指标的贡献值较大，需单独收集处理，以便能有效控制CODcr及磷的含量。2.3.6 COD的去除由于电镀废水生化性很差，真实B/C值不足0.2，采用生化法很难去除。在本方案中，清污分流后CODcr含量较高的是除油除蜡废水，其余废水CODcr值较低，对除油除蜡废水采用物化的方法将CODcr降至150mg/l以下再与其他废水混合，混合后的废水CODcr在100mg/l左右，采用吸附的

21、方式可确保CODcr达标。2.3.7 后续保障系统去除重金属离子的原理本工程的后续保障系统是采用一套石英砂及沸石过滤系统，石英砂过滤系统主要通过悬浮物的截留，使部分沉淀不完全的重金属氢氧化物沉淀截留，以达到去除重金属离子的目的；对废水中还有微量的游离态的金属离子，通过沸石的离子交换作用将其截留。沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物的一般化学式为：AmBpO2pnH2O，结构式为A(x/q) (AlO2)x (SiO2)y n(H2O) 其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，p为阳离子化合价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si

22、原子数，(y/x)通常在15之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数，沸石可以借水的渗滤作用，进行阳离子的交换，将其成分中的钠、钙离子与水溶液中的其他金属进行离子交换，由于其相对交换容量不大，工业上一般用在给水软化或去除微量重金属离子，本工艺排水本身先进行了化学沉淀，水中的重金属离子不会很高，所以采用沸石来作为废水的达标保障措施。2.4 工艺流程设计废水处理流程框图如下：废水处理流程框图2.5 工艺流程说明鸿盛公司生产电镀废水暂且可分为四类：含锌废水、碱化废水、含铬废水、除油除蜡废水。不同类废水先进入不同的调节池，再分别进行预处理。除油除蜡废水（热脱水洗、预脱水洗、电解水洗）收集于隔油调节池1

23、，先进行隔油，隔除浮油。在调节池1设有空气搅拌装置，对所收集的废水进行均质，均质后的废水通过提升泵定量提升至反应池1。含锌废水（活化水洗，兰白水洗，电镀水洗，盐酸水洗，碱化废水）自车间自流进入调节池2。调节池2中设有空气搅拌装置，对所收集的废水进行均质；均质后的废水通过提升泵定量提升至反应池1，投加氢氧化钠PH值至10，通过设定在线pH计的值控制加碱量；出水进入反应池2，投加石灰乳去除锌离子，通过设定在线pH计的值控制加碱量；后进入中间中和反应池，投加H2SO4,调整pH至9左右，通过设定在线pH计的值控制加酸量；出水自流进入絮凝反应池1，投加PAC和PAM进行絮凝反应，去除Zn(OH)2沉淀

24、。沉淀池1出水进入中间池。铬系废水（五彩水洗）首先收集到调节池3，调节池3中设有空气搅拌装置，对所收集的废水进行均质；均质后的废水通过提升泵定量提升至反应池3，在反应池3中加入酸及亚硫酸氢钠，调整一定的pH值（2.5-3.0），通过设定在线pH计的值控制加酸量，通过设定在线ORP计（230-270MV）的值控制亚硫酸氢钠的加药量。废水在反应池3中进行六价铬的还原反应；反应池3出水自流至反应池4，在反应池4中加入碱，调整一定的pH值，通过设定在线pH计的值控制加碱量，在反应池4中发生三价铬的氢氧化物沉淀反应；反应池4出水自流至絮凝反应池2，在絮凝反应池2中定量（根据处理水量）加入混凝剂PAC、P

25、AM，加入的混凝剂迅速水解成聚合长链氢氧化铝胶体，通过搅拌作用，胶体与反应池3所产生的氢氧化物沉淀进行碰撞网络，将大部分沉淀物网络，PAM在水中水解后形成具有粘性的胶体物质，在搅拌的作用下将形成的小颗粒聚合物聚集成大颗粒聚合物，大颗粒聚合物有利于后续的固液分离，絮凝反应池2出水自流至沉淀池2，在沉淀池2中进行固液分离，沉淀池2出水进入中间池。中间池出水泵入活性炭和沸石过滤系统。石英砂过滤系统主要通过悬浮物的截留，使部分沉淀不完全的重金属氢氧化物沉淀截留，以达到去除重金属离子的目的；对废水中还有微量的游离态的金属离子，通过沸石的离子交换作用将其截留。过滤系统定期进行反冲及再生。反冲液返回到调节池

26、3。反应池2，沉淀池1，沉淀池2，沉淀池3的污泥自压排至污泥污缩池，污泥在污泥池中进行物理浓缩，上清液直接溢流至调节池2，底部的浓缩污泥用气动泵压至压滤机进行压滤。由于压滤的干污泥属于危险固废，每一种污泥必须单独堆放，防止混堆后影响处置，所以含有不同类重金属的污泥在外运给专门机构处置前，必须在专门的污泥堆放间里分别储存，储存污泥的房间要做到防水、防潮、防渗、防盗。本项目的污泥存放间就在压滤机房内。2.6 事故池的说明根据环保的需要，废水处理站需要设置事故池，其主要作用是当废水处理站发生故障停运检修时储存生产排水，充分考虑经济因素，将事故池与废水处理站合建，增加废水处理站调节池的停留时间，废水处

27、理站的调节池兼作废水事故池。2.7 规范排污口和在线监测的说明根据环保部门相关规定，园区内电镀企业必须按规范建设排污口，并在各处理设施后分别安装流量、pH值、六价铬、总氰化物等在线监测设备，规范排放口和在线监测设备也必须由环保部门认可的专业机构实施，并且通过环保相关部门的验收方可。故本方案没有包括规范排污口的建设和环保要求在线监测设备的设置。3 处理构筑物及附属设备工艺设计生产车间排出的三类废水利用原收集池分别接收储存，由于原水池较小，需配备相应的调节池进行混合均匀。由于污水站无事故池，所以调节池容积适当扩大兼作事故池，以备应急事故处理的需要。3.1 隔油调节池1设计参数设计水量： 9.6m3

28、/h有效容积： 110m3外形尺寸： 6.53.5m，有效水深：3.0m停留时间： 11h结构： 钢砼，玻璃钢防腐数量： 1座配套设备空气搅拌系统1 数量：1套 空气量：2.0m3/m2.h材质：UPVC撇油器 数量：1套 规格：DN150 材质：UPVC调节池2设计参数设计水量： 16.25m3/h有效容积： 200m3外形尺寸： 6.53.5m，有效水深：4.0m停留时间： 12h结构： 玻璃钢防腐 数量： 2座配套设备提升泵 数量：2台（一用一备） 泵体形式：卧式化工泵 流量：Q=22.4m3/h 扬程：H=10m 功率：N=1.1Kw 材质：SS316流量计2 数量:1台 量程：8-2

29、0 m3/h 材质：ABS空气搅拌系统2 数量：1套 空气量：2.0m3/m2.h 材质：UPVC引水罐 数量：1台 规格：6001000mm 材质：ss3043.2 反应池1设计参数净空尺寸：2.02.04.5m, 有效水深：2.0m数 量：1座容 积：6.6 m3构 造：RC+防腐有效停留时间：0.4h附属设备： 框式搅拌机1 数量：1台 型号：D=1000mm,L=1200mm,n=12r/mim 功率：0.55KW 桨叶材质：SS计量泵1 数量：1台 流量：Qmax=50L/h 压力：P=0.3MPa 功率：N=0.2Kw 输送介质： 10%氢氧化钠pH计1 数量：1台 量程：0-14

30、 精度：0.01pH3.3 反应池2设计参数净空尺寸：2.02.04.5m, 有效水深：2.0m数 量：1座容 积：6.6 m3构 造：RC+防腐有效停留时间：0.4h附属设备： 框式搅拌机2 数量：1台 型号：D=1000mm,L=1200mm,n=12r/mim, 功率：0.55KW 桨叶材质：SS pH计2 数量：1台 量程：0-14 精度：0.01pH计量泵2 数量：1台 流量：Qmax=5.0L/min 压力：P=0.3MPa 功率：N=0.5Kw 输送介质： 10%氢氧化钙3.4 中和反应池设计参数净空尺寸：2.02.04.5m, 有效水深：2.0m数 量：1座容 积：6.6 m3构 造：RC+防腐有效停留时间：0.4h附属设备： 框式搅拌机3 数量：1台 型号：D=1000mm,L=1200mm,n=12r/mim, 功率：0.55KW 桨叶材质：SS计量泵3 数量：1台 流量：Qmax=200L/H 压力：P=0.3MPa 功率：N=0.5Kw 输送介质： 10%H2SO4pH计3 数量：1台 量程：0-14 精度：0.01pH3.5 絮凝反应池1设计参数净空尺寸：2.02.04.5m, 有效水深：2.0