建筑给工程标准规范建筑给工程标准规范CECS92-97重金属污水化学法处理设计规范.pdf

中国工程建设标准化协会标准重金属污水化学法处理设计规范 中国工程建设标准化协会标准重金属污水化学法处理设计规范主编单位 中国有色金属工业总公司长沙有色冶金设计研究院审查单位 中国工程建设标准化协会工业给水排水委员会批准单位 中国工程建设标准化协会施行日期年月日年北京 前言重金属污水化学法处理设计规范 是根据建标协字第号文 关于下达推荐性工程建设规范计划的通知 的要求制订的根据国内大量的工程实践和科研成果 参考国内外有关资料在此基础上归纳 总结 提高为规范的条文 在编制的过程中 以多种形式征求有关专家的意见 最后由中国工程建设标准化协会工业给排水委员会组织专家审查会审查定稿中国工程建设标准化协会于年月日批准 重金属污水化学法处理设计规范编号为供国内有关单位使用 并可供国外交流在使用过程中如发现需要修改 补充之处 请将意见和有关资料寄交中国工程建设标准化协会工业给水排水委员 北京市和平街北口中国寰球化学工程公司 邮编本规范主编单位 长沙有色冶金设计研究院主编 唐锦涛主 要 起 草 人 唐锦涛曾凡勇李卫红杨运华黄伏根李绪忠罗彬刘素萍中国工程建设标准化协会年月日 目次总则术语处理方法一般规定石灰法硫化法铁盐石灰法其它方法药剂选用和投配药剂选用药剂投配污水处理构筑物一般规定格栅调节池污水泵站混合反应池沉淀池过滤池沉渣处理一般规定浓缩池脱水机械沉渣干化污水处理站总体布置附录本规范用词说明 总则为使我国重金属污水用化学法处理的工程设计符合国家有关方针 政策 法令 有效且经济地处理污水 特制定本规范本规范适用于矿山 冶金 化工 机械等行业选用化学法处理含重金属工业废水的工程设计电镀过程产生的重金属污水也应符合 电镀废水治理设计规范的规定重金属污水处理应首先考虑回收其中的有价金属或综合利用 对处理过程中产生的沉渣 应使其无害化或妥善处理重金属污水处理应首先考虑回用 回用污水应处理到符合回用水的水质要求 处理后外排的污水水质 应符合 污水综合排放标准的规定和地方环保部门的有关要求化学法处理重金属污水 除符合本规范外 尚应符合国家行业或地方有关标准和规范的要求本规范引用标准和相关规范给水排水设计基本术语标准室外排水设计规范室外给水设计规范电镀废水治理设计规范 术语重金属污水处理中的重金属 指有毒金属和类金属包括 污水综合排放标准规定的第一类污染物中的重金属和类金属 即汞 镉 铬 铅 镍 砷等 以及铜 锌 钴 锡 钒 钼 铁 锰等人类必需的微量元素 但超过一定限量时也显示出毒性的金属元素重金属污水指含重金属离子的污水石灰法以投加石灰或石灰石为主的处理重金属污水的方法硫化法投加硫化钠 硫化氢等硫化剂 使污水中的重金属离子与硫离子生成难溶物质而与水分离的一种污水处理方法铁盐石灰法投加铁盐和石灰使污水中的重金属离子生成难溶物质而与水分离的一种污水处理方法铁氧体法投加亚铁盐 碱 通入空气 在一定的温度下 使污水中重金属离子与铁离子 氧离子组成氧化物晶体铁氧体再与水分离的一种污水处理方法氧化还原法籍助于氧化剂或还原剂 使污水中重金属离子氧化或还原后再进一步与水分离的污水处理方法铁屑置换法用铁屑 粉 置换重金属污水中的使还原成海绵铜而去除的污水处理方法 是还原法的一种 细菌氧化法籍助于细菌 铁杆菌 铁氧杆菌等使污水中的氧化成的方法硫化剂在水中能产生并能与金属离子生成难溶的硫化物的污水处理药剂共沉污水中悬浮物在沉淀过程中 作为载体吸附或包裹污水中的重金属离子共同沉淀的过程共沉剂投加到污水中 能生成沉淀物 并能与污水中重金属共沉的水处理药剂沉渣污水经化学法处理所产生的沉淀物沉渣回流比化学法处理污水过程中 回流沉渣中的固体重量和被处理污水在化学作用下新产生的沉渣的固体重量之比分步沉淀重金属污水处理时 分步 阶段 投加相同或不同种类的水处理药剂 使污水中的不同重金属离子在不同阶段生成难溶化合物而与水分离的污水处理方法有价金属有回收价值的金属 处理方法一般规定污水处理方法和药剂的选择应考虑污水量 水质 回收有价金属的形式及其利用 药剂来源及其价格 地方条件 处理后水质的要求等因素 并进行技术经济比较后确定应充分研究利用本厂矿或邻近厂矿的污水 废气 废渣处理污水的可行性 做到以废治废不同污染源的重金属污水根据其水质 处理流程 回收金属方式或沉渣处置的方式等因素 确定集中或分散处理 同类污水宜集中处理污水中的悬浮物如无回收价值 一般宜先峪去除 如悬浮物与化学法处理重金属污水产生的沉渣具有不同的回收价值 则应先去除悬浮物后再处理重金属离子 如悬浮物与沉渣均采用同一工艺回收或综合利用 则宜同时回收污水处理流程通过试验确定 当缺乏试验资料时也可参照类似污水处理流程设计应根据污水中重金属离子的种类 含量和回收或综合利用的方式 选用一步或分步沉淀流程应配备必要的可靠的计量和等测定仪表 有条件时宜采用自动化操作对小水量 难处理或为保证处理后的水质要求而严格控制处理条件的污水 宜选用间歇法处理石灰法石灰法可用于去除污水中的铁 铜 锌 铅 镉 钴 砷等 以 及能与生成金属氢氧化物沉淀的其它重金属离子处理单一的重金属离子污水 投加的石灰量可按污水的值 重金属离子含量和石灰的纯度进行计算确定污水投加石灰后要求达到的值 可根据重金属氢氧化物的溶度积和处理后的水质要求计算确定 对某些两性重金属 污水的值控制还要考虑羟基络合离子的影响常温下处理单一重金属污水要求的值可参照表中的数值如采用沉渣回流技术 则加石灰后的污水值可小于表所列数值表处理单一重金属污水要求的值金属离子值为提高污水处理效果 可加入共沉剂共沉剂品种和投加量以及投加共沉剂后控制的值通过试验或类似污水处理的运行数据确定 控制的值宜小于表中所列的数值含多种重金属离子的污水 无论是一步沉淀还是分步沉淀 控制的值都需试验或参考类似污水处理的实际运行数据确定污水中的某些阴离子会影响石灰法的处理效果 应进行前处理影响等的去除 应先用氧化剂使分解影响的去除 不宜采用氯化物作共沉剂影响等的去除 宜采用加温或其它方法先去除 草酸 醋酸 酒石酸 乙二胺四乙酸 乙二胺等 宜先使之氧化分解投加石灰和共沉剂后生成的金属氢氧化物 宜采用沉淀法去除 是否需要过滤应根据处理后的水质要求确定处理含多种重金属的污水 若需分别回收污水中的有价金属 或为了提高回收有价金属的品位 宜采用分步沉淀分步沉淀可采用石灰法或石灰法与硫化法相结合在较低条件下除铁 或采用分步沉淀回收污水中的铜 锌等有价金属前先除铁 宜将氧化成采用曝气法药剂氧化法或细菌氧化法 应进行技术经济比较后确定在较低值条件下除铁 可采用曝气法 曝气时值宜控制在以上分步沉淀处理污水 污水中含量较小时宜采用药剂法常用的氧化剂为液氯或漂白粉 其用量一般按理论量计算 每克需有效氯污水量很小时 也可选用臭氧等其它氧化剂污水中含量较大时宜采用细菌氧化法石灰法处理重金属污水宜采用沉渣回流技术 最佳回流比根据试验资料经技术经济比较后确定 无试验资料时 沉渣回流比可选用酸性重金属污水是否需预处理中和酸 根据水质和回收有价金属的要求而定 预处理可采用升流式膨胀中和滤塔 投加石灰石粉末或石灰采用升流式膨胀中和滤塔 原水的硫酸含量不宜超过值可调整到左右升流式膨胀中和滤塔宜采用变速流 并符合以下要求滤料宜采用石灰石或白云石 其碳酸钙和碳酸镁的含量不小于滤料粒径为滤料高度为滤塔下部滤速为上部滤速为中和塔总高度不 宜小于进塔污水宜先经沉淀去除悬浮物 出塔污水是否设脱除二氧化碳气体的设施 则根据工艺要求的值确定投加石灰石粉末可调整污水的值至左右 石灰石粉末粒径宜小于目硫化法硫化法可用于去除污水中的镉 砷 锑 铜 锌 汞 银 镍等 以及能与生成硫化物沉淀的其它重金属离子宜优先利用本厂矿或邻近厂矿的硫化氢气体副产品 含硫化氢废气 含硫废水或废渣 没有上述条件时可采用硫化钠或硫氢化钠等作硫化剂硫化钠或其它硫化剂的用量应根据与重金属离子生成硫化物的摩尔量计算设计用量宜为理论量的倍 加药量可通过氧化还原电拉控制采用硫化氢气体作为硫化剂时 与污水的混合反应应在密闭容器或构筑物中进行 若加硫化剂后被处理污水的则其沉淀亦应在密闭容器或构筑物中进行硫化法处理重金属污水过程中的控制 应根据污水水质和续要回收或除去的重金属而定硫化法处理酸性重金属污水 当需要对酸进行预处理时可采用石灰 石灰石粉末 升流式膨胀中和滤塔等 少量污水也可以采用其它碱剂 对升流式膨胀中和滤塔和石灰石粉末的要求 见和条硫化法可与石灰法配合使用用石灰法作为硫化法的调节剂 其用量根据值计算确定在分步沉淀中利用硫化剂回收或去除某种重金属离子时投加硫化剂时的污水值控制 根据污水处理工艺要求确定 当利用硫化剂辅助石灰法去除污水中少量用石灰法难以处理达标的重金属离子时 可在石灰与污水充分反应后再投加少量硫化剂以硫化法为主处理污水 应将污水中残硫处理到达标 宜采用硫酸亚铁或漂白粉处理铁盐石灰法铁盐石灰法可用于去除污水中的镉 六价铬 砷等 以及其它能与铁盐共沉的重金属离子铁盐石灰法用于处理镉含量较低的污水时 宜采用三价铁盐 其用量和值的控制由试验确定 当缺乏试验资料时采用宜不小于并用石灰调节废水值至以上含六价铬污水宜先回收铬当含六价铬量较小时 可选用铁盐石灰法处理宜选用硫酸亚铁作还原剂采用含六价铬量大时采用小值投加硫酸亚铁的污水值宜在反应后 再投加石灰调整值至铁盐石灰法处理含砷污水 根据污水中砷的价态和含量大小选用一段处理或二段处理 污水中含砷量大时宜采用二段处理去除污水中的五价砷宜采用三价铁盐 铁盐的投加量与污水的值的控制 应根据铁盐的品种 一段处理还是二段处理再经试验确定无条件试验时 可参照下列数值三价铁盐的投加量 当采用一段处理时宜大于当采用二段处理时 第一段第二段宜大于值宜控制在二价铁盐的投加量 当采用一段处理时宜大于当采用二段处理时 第一段宜大于第二段宜大于值宜控制在去除污水中的三价砷宜先氧化成五价砷如直接处理 宜 投加三价铁盐 当采用一段处理时宜大于当采用二段处理时 第一段宜大于第二段宜大于值宜控制在含砷浓度较高的污水 可先用石灰法处理 然后再用铁盐石灰法作第二段处理 此时宜大于其它处理方法氧化还原法宜用于污水的预处理采用空气氧化法使氧化成空气用量为每克需污水的值不宜小于曝气时间不宜小于三价砷氧化成五价砷宜采用液氯 漂白粉等氧化剂六价铬还原成三价铬宜采用亚硫酸氢钠 硫酸亚铁作还原剂 也可采用二氧化硫或亚硫酸钠反应的值宜在反应完成的电位值与所用药剂和测定电极种类有关 一般为含铜污水用铁屑置换法回收海绵铜时 宜采用动态置换污水中的含量不宜小于污水中含量高时不宜采用铁氧体法可用于处理含铬污水 亦可用于处理含铬 镍铜 锌 银等多种重金属的污水 药剂选用和投配药剂选用在保证水处理效果的前提下 药剂选用应综合考虑药剂来源 成本 制备等因素 以及以废治废的可能性药剂的选用和药剂投加量可通过试验确定 当缺乏试验条件时 宜比照类似污水处理的实际运行数据或试验资料确定选用废渣 废气 废液 水 作为污水处理药剂时 应注意其中是否含有害成份影响处理后的水质中和剂可选用电石渣 石灰 石灰石 少量污水 有特殊需要时 也可选用碳酸钠 氢氧化钠等药剂药剂投配药剂投配方式宜采用湿投 药剂的溶解宜采用机械搅拌当药剂的用量很大 且干投不影响处理效果时 也可采用干投药剂湿投时 溶解次数应根据药剂用量和制备条件等因素确定 每班不宜超过次 药剂用量较小时 溶解池可兼作投药池药剂投配浓度采用重量浓度当药剂用量较小时 投配浓度宜小些 石灰乳浓度不宜超过有机高分子絮凝剂的投配浓度不宜超过投药系统应有定量投药的设施和指示投药量的计量仪表在混合池前和反应池后应设置指示仪表 水处理效果需通过氧化还原电位控制时 在反应池出口应设置电位指示仪表上述测定值均应反馈到加药间与药剂接触的池 槽 内壁 管道 设备和地面 楼面应根据药剂的性质采取相应的防腐措施 加药间应有保障工作人员卫生安全的设施 采用硫化法处理污水时 混合反应池不宜设置在加药间内投加液氯 硫化氢或其它可能在投加过程产生异臭 有害气体或大量粉尘的药剂 其加药设施应设单独的房间 并按有关规程规范的安全卫生和环保要求进行设计加氯间设计 应符合 室外给水设计规范的有关规定投加硫化氢的加药间 除参照加氯间的安全卫生要求设计外并应设置室内空气中硫化氢浓度测定和报警设施加药间宜与药剂库毗连 根据具体情况设置搬运 起吊设备和计量设施药剂仓库的药剂贮量 应根据药剂用量和当地药剂供应条件等因素确定 且不宜少于的投药量 污水处理构筑物一般规定污水处理构筑物应根据污水处理流程选用 基设计参数应满足流程对该构筑物处理效果的要求处理构筑物的设计流量按污水泵站的最大设计提升流量或最大日污水流量和污水处理站日工作小时数计算确定当需要处理初雨水时 还应考虑初雨水经调节后的流量工程分期建设时 设计流量可根据分期建设的情况分别计算各处理构筑物一般不少于个 或分成格当污水流量小 调节池容积大 且每天工作时间较少的污水处理站 也可考虑只设个格栅在污水进入污水处理站或水泵集水池前应设置格栅格栅栅条空隙宽度一般可采用泵站集水池前的格栅空隙宽度应满足水泵要求格栅采用人工或机械清理 中大型污水处理站宜采用机械清理当污水呈酸性时 格栅应采用不锈钢或其它耐腐蚀材料污水过栅流速宜采用设计流量应采用最大日最大时流量或污水泵站最大设计提升流量格栅倾角宜采用并应考虑格栅上杂物的清除 格栅的清洗和工作人员的安全设施格栅宜设在室外 当要求设于室内时 格栅间应根据污水水质设置有效的通风设施 调节池连续处理的污水处理站应设置调节池 调节池容积应根据污水量变化规律计算确定 宜大于污水量 不宜小于污水量当污水处理站续处理初雨水时 调节池还应考虑初雨水量 其调节容积按厂区污染面积和降雨量计算调节池应方便沉渣清理 悬浮物较多的污水宜采用机械清理调节池应根据污水的性质有相应的防腐措施污水泵站水泵的选型和台数应与污水的水质 水量及处理系列相适应 宜按每个系列的处理水量选台工作泵 泵站续设台备用泵台或台以上工作泵时 宜采用台备用泵抽升腐蚀性污水的泵站 应选用耐腐蚀的水泵 管道和配件 集水池和泵房地面应防腐抽升可能产生有害 有毒气体的污水泵房 须设计为单独的建筑物集水池宜与泵房分建 并设于室外如与泵房合建 应有可靠的通风设施混合反应池水处理药剂与污水的混合和反应 宜采用机械搅拌或水力搅拌 间歇处理污水可采用压缩空气搅拌药剂与污水混合时间为反应时间为药剂与污水混合反应过程中 如产生有害气体 则混合池和反应池应密闭 且不应采用压缩空气搅拌混合和反应池都应设排空管 排空管应通向调节池混合和反应池应根据污水水质选用相应的防腐措施 沉淀池沉淀池的设计参数应根据污水处理试验数据或参数类似污水处理的沉淀池运行资料确定当没有试验条件和缺乏有关资料时 采用石灰法处理污水 其设计表面负荷参照下列数字选用斜板管 沉淀池有沉渣回流无沉渣回流水力循环澄清池有斜板无斜板机械搅拌澄清池当投加高分子絮凝剂时 上述指标还可适当提高斜板 管 设计一般采用斜板间距 斜管直径其斜长不小于倾角有沉渣回流的斜板 管 沉淀池 回流沉渣根据工艺要求可与药剂同时加入到废水混合池 或与药剂混合后加入到污水中 或先与污水混合再投加药剂 其计算流量应为污水和回流沉渣之和斜板 管 沉淀池的排泥宜采用机械排泥或排泥斗 沉淀池排泥斗的斗壁与水平面的夹角 园斗不宜小于方斗不宜小于每个泥斗应设单独的排泥管和排泥阀过滤池污水经加药沉淀后 是否续要过滤 应根据出水水质要求而定当续要设置过滤池时 可参照 室外给水设计规范中有关规定设计滤池的反冲洗水应返回污水调节池 不得直接外排 沉渣处理一般规定沉渣首先应考虑回收其中有价金属及综合利用 并应妥善处置 防止二次污染沉渣回收和综合利用应优先利用本厂生产工艺 沉渣脱水和干燥程度及其构筑物和设备的选择 根据回收及综合利用的要求确定当沉渣回收和综合利用有困难时 废渣应设置固定处置场 有害废渣宜经无害化处理 或采取设置安全土地填筑处置场及其它安全处置措施沉渣的浸出毒性鉴别 应遵照 有色金属工业固体废物浸出毒性试验方法标准和 危险废物鉴别标准执行 废渣污染控制参照 有色金属工业固体废物污染控制标准执行沉渣的浓缩 脱水构筑物和设备的排水 应排到调节池浓缩池沉淀池排出的沉渣 在机械脱水前宜先进行浓缩沉淀池排出的沉渣含水率 如无试验资料或类似污水处理运行数据可参考时 石灰法可按选用同一处理方法有沉渣回流时 沉淀池排出的沉渣较无沉渣回流时的沉渣含水率要小重力式污泥浓缩池浓缩时间不宜少于有效水深不宜小于浓缩后的沉渣在无试验资料或类似污水处理运行数据参考时 含水率可按选用 浓缩池的排泥可采用刮泥机排泥和斗式排泥 刮泥机排泥时 其外缘线速度宜为刮泥机上宜设置浓集栅条 池底应坡向泥斗 其坡度不宜小于斗式排泥时污泥斗斜壁与水平面夹角为多斗排泥时应每斗设单独的排泥管和排泥阀间歇式浓缩池应在不同高度设置排出澄清水的设施脱水机械沉渣脱水机械的选型 应根据沉渣脱水性能和脱水要求经技术经济比较后确定 宜采用压滤机沉渣进入脱水机前 宜先浓缩当处理后污水硫酸钙含量很高 污水量较小 或采用间歇法处理时 也可将沉渣直接进入脱水机沉渣在脱水前是否投加絮凝剂 可通过试验和技术经济比较后确定压滤机可采用箱式压滤机 板框压滤机或带式压滤机 其过滤强度和滤饼含水率可由试验或参照类似沉渣脱水运行数据确定当缺乏有关资料时 对石灰法处理污水 有沉渣回流且脱水前不加絮凝剂 压滤后的滤饼含水量可为过滤强度可为干基当沉渣中硫酸钙含量高时 滤饼含水率可取或更小压滤机的设计工作时间每班不宜大于机械脱水间的设备配置应符合下列要求压滤机宜单列布置有滤饼贮斗或滤饼堆场 其容积或面积根据滤饼外运条件确定应考虑滤饼外运的设施和通道 沉渣干化沉渣在干化前应先经脱水沉渣采用干燥窑干化时 宜采用悬链式回转干燥窑 有条件时可采用煤气作燃料 干燥窑的干燥强度当无类似资料参考时可按脱水量选用干燥窑一般不设备用 但应设置浓缩沉渣的贮存池 贮存池容积一般为浓缩沉渣量干燥窑产生的烟尘应设收尘装置 烟气排放应符合环保有关规定 污水处理站总体布置污水处理站的位置选择应综合考虑以下因素全厂需处理的污水宜自流到污水处理站处理站平基标高应高出设计洪水位以上有良好的工程地质条件处理后的污水有良好的排放条件根据厂矿的发展规划 如污水处理量后期要增加 则应有相应的扩建场地采用硫化法处理污水时 处理站宜设在居住区和工厂常年主导风的下方污水处理站平面和高程配置应综合考虑以下因素污水处理构筑物和沉渣处理构筑物宜分别集中布置 加药间宜靠近投药点各处理构筑物的配置宜使污水流向顺直 少迂回和反流建构筑物的间距紧凑 但要满足施工和管道铺设的要求通道的设置要方便药剂和沉渣的运送竖向设计宜充分利用地形 减少土石方工程和污水在处理站内的扬送次数沉渣有条件自流输送时宜采用渠道污水处理站设在工厂厂区时 其化验室 其它附属建筑物和生活设施宜与全厂统一考虑 污水处理站只配备简易 常规的分析仪器并联运行的处理构筑物应均匀配水采用石灰法处理污水时应设石灰棚或石灰库 需堆存的沉渣应根据其有害程度进行妥善处置 并与全厂的生产废渣统筹考虑 污水和回流沉渣宜根据工艺要求设置计量装置 排放污水必须计量寒冷地区的污水处理站 构筑物和管道应考虑保温防冻污水处理站内的药剂管道宜架空敷设 避免形管 石灰乳输送管道宜由石灰乳车间经投药点回流到石灰乳车间 停止运行时管道能放空 并设管道冲洗设施处理构筑物应考虑排空 排放水应回流到调节池污水处理站的供电等级应与主要的重金属污水污染源的有关车间供电等级一致污水处理站应有一定的绿化面积 各建筑物的造型应简洁美观 附录本规范用词说明执行本规范条文时 要求严格程度的用词说明如下一 表示很严格 非这样做不可的用词正面词采用 必须反面词采用 严禁二 表示严格 在正常情况下均应这样做的用词正面词采用 应反面词采用 不应 或 不得三 表示允许稍有选择 在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用 宜反面词采用 不宜表示有选择 在一定条件下可以这样做的 采用 可