电镀综合废水处理工程设计方案31503.pdf
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1、山东华龙机械有限公司 400m3/d 电镀综合废水处理工程 设 计 方 案 二零一三年二月目 录 第一章 总论.项目概况.设计依据.设计范围.设计原则.设计水量、水质及出水标准.第二章 工艺设计.工艺选择.工艺流程图.工艺流程说明.预期处理效果.第三章 废水处理站工程设计.主要建、构筑物工艺设计及设备选型.土建结构设计.公用工程.自动控制.第四章 技术经济.工程投资估算.运行费用.主要技术经济指标.第五章 工作进度及服务承诺.工作进度安排.服务承诺.附图:废水处理工艺流程图 废水处理区总平面布置图第一章 总论 项目概况 山东华龙机械有限公司位于山东省临沂市经济开发区,主要从事汽摩配件及五金锁具
2、类配件等电镀。由于电镀生产过程中,将排放一定量的含有多种致癌、致畸、致突变、剧毒等物质的废水,因此,必须认真处理,并尽量回收利用,以减少或消除其对环境的污染。为贯彻落实国家环境保护方针政策,加强环境污染防治,严格执行“三同时”的要求,该公司特委托我公司进行生产废水处理工程设计方案的编制。电镀工艺品种繁多,产生的电镀废水中含有的污染物也不一定相同,须综合处理的电镀废水将含有多项镀种产生的污水。常用镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀锡、镀金和镀银。无论那种镀种和镀件,电镀工艺大体相同,乡镇企业常用氰化电镀工艺。产生的电镀废水分为以下几种:1、镀件清洗水:占电镀废水的 80%以上。废水中大
3、部分污染物质是由镀件表面的附着液在清洗时带入的。其污染物质主要为重金属离子,如:Ni2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+等。其 PH 值一般为 46,呈酸性。2、镀液过滤和废镀液:产生的污水中含有高浓度的污染物质,主要有:Cr6+、CN-、废酸、废碱、光亮剂、洗涤剂、表面活性剂等,大部分为有害物质和剧毒物质。3、电镀车间的“跑、冒、滴、漏”产生的低浓度污染水。上述描述中,1、3 统称为含铬废水,2 统称为含氰废水。因企业实际情况限制,两种电镀废水不可能分开排放至污水处理站。企业排放的废水总称为电镀综合废水,将直接排放至废水处理站内进行统一处理。该废水污染成分复杂,处理
4、环境各不相同,是非常难以处理的一种工业污染废水。设计依据 1、业主提供的有关水质、水量资料及处理要求;2、电镀废水治理设计规范(GBJ136-90);3、电镀污染物排放标准(GB21900-2008);4、中华人民共和国环境保护法;5、通用用电设备配电设计规范(GB50055-93);6、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);7、混凝土结构设计规范(GB50010-2002);8、低压配电装置及线路设计规范(GB50054-95);9、其它行业标准及相关设计规范。设计范围 本工程设计范围为污水处理工程区块(从调节池至排放口之间)的设备、建构筑物、电气、仪表、管道及安装等。1、废水集
5、中处理区进水、排水、供水于废水处理区块外 1m 处与建设单位交接。供电在配电柜进电总线处交接。2、给排水范围:废水由甲方接入污水处理调节池,排水由乙方接至计量排放口。自来水由甲方接入废水处理区。3、消防、绿化、道路、自来水及照明系统由建设单位另行委托统一负责实施。设计原则 1、贯彻执行国家现行的经济建设方针、政策,结合实际情况,充分利用现有的设施(设备)、水、电供应以及管理、技术、维修与运输等条件,合理选定方案,降低工程造价,减少建设投资,降低运行费用;2、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,
6、完善节能措施;3、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。4、因地制宜提高土地利用率,总平面布置做到合理、紧凑、美化环境并与其周围景观相协调;5、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;6、妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥,避免造成二次污染。设计水量、水质及出水标准 设计水量 各工艺水量的确定:根据电镀生产废水的特点及处理工艺要求,拟将废水分为六大类:含氰废水(W1)、焦磷酸废水(W2)、含镍废水(W3)、综合废水(W4)、含铬废水(W5)、除油除蜡废水(W6)等。1、含氰废水(W1)主要来自于氰化镀银及
7、预镀铜后的清洗废水。预计日产生含氰废水约 30m3/d。主要污染因子为:pH、总氰化物、总铜、总银、CODCr等;2、焦磷酸废水(W2)主要来自于电镀枪色及化学沉镍后的清洗废水。预计日产生焦磷酸废水约 20m3/d。主要污染因子为:pH、总磷、总镍、CODCr等;3、含镍废水(W3)主要来自于预镀镍、半光亮镍、光亮镍后的清洗废水,预计日产生含镍清洗废水 20m3/d。主要污染因子为:pH、总镍、CODCr等;4、综合废水(W4)主要来自于酸性镀铜、酸性、活化等后的清洗废水。预计日产生酸铜废水约 50m3/d。主要污染因子为:pH、总铜、CODCr等;5、含铬废水(W5)主要来自于镀铬、钝化、粗
8、化、还原后续清洗等工序废水,预计日产生含铬清洗水量约 90m3/d。主要污染因子为:pH、Cr6+、总铬等;6、除油除蜡废水(W6)主要来自于除油和碱洗工序的清洗废水,预计日产生除油除蜡清洗水量约 90m3/d。主要污染因子为:pH、CODCr、总铁等;总水量的确定:根据上述分析,生产废水产生量 Q=(W1+W2+W6)=300m3/d。考虑到水量变化以及设计裕度(取 Kz=,设计处理日处理能力为 Qmax=400 m3/da,废水处理与生产同步,采用 8 小时单班制,则设计最大时处理能力为 qe=50m3/h。设计进水水质 根据同类企业的情况,预计本方案进水质情况如表 1-1 表:1-1 进
9、水水质 单位:mg/l(pH 除外)污染物 含氰废水(W1)焦磷酸水(W2)含镍废水(W3)综合废水(W4)含铬废水(W5)除油除蜡废水(W6)COD 150200 120180 100150 120150 50 350500 Cr6+300 氰化物 200 Cu2+200 120 2 200 10 Ni2+70 300 50 10 Zn2+50 30 1 2 石油类 1 1 1 1 1 10 pH 1012 6 35 68 出水标准 本项目废水经处理后排放灵江,根据有关规定,该企业的废水处理后执行电镀污染物排放标准(GB21900-2008)。(原环评要求执行 GB8978-1996污水综合
10、排放标准,现实行新的行业标准),具体指标如表 1-2:表 1-2 电镀行业水污染物排放限值 单位:mg/l 污染物项目 标准限值 第一类污染物 总铬 六价铬 总镍 第二类污染物 总铜 总锌 总铁 pH 值 69 SS 50 CODcr 80 氨氮 15 总氮 20 总磷 石油类 总氰化物 第二章 工艺设计 工艺选择 含氰废水(W1)含氰废水中的氰离子(CN-)能与镍、铜、铁过渡金属元素形成稳定的配位化合物(即常说的络合物),阻止了金属离子与氢氧根(OH-)的结合,因此,欲将其沉淀去除,必须先破环其络合状态。目前,较为经济成熟的工艺为碱性氧化破氰,适宜采用的氧化剂为次氯酸钠,可将氰根(CN-)氧
11、化为二氧化碳(CO2)和氮气(N2)。CN-+OCl-+H2O CNO-+Cl-+H2O 2CNO-+4OH-+Cl2 CO2+N2+6Cl-+2H2O 考虑到部分络合物异常稳定(如:铁氰化物等),含氰废水水量较小,本方案采用一次破氰、间歇反应的处理方式,停留时间为 1 天,可避免生产负荷冲击。破氰后的废水与综合废水合并处理。W1 的处理工艺流程为:碱+氧化剂 焦磷酸废水(W2)焦磷酸废水中主要含有焦磷酸、化学镍等,常用的化学沉淀法很难将铜、镍离子去除。采用酸性氧化的方法,先将废水调节到酸性,再投加强氧化剂将焦磷酸氧化为正磷酸,络合物被破坏,使金属离子游离出来。其反应原理为:P2O74-+Cl
12、O-2 PO42-+Cl-W2 与 W1 一样,采用间歇反应的处理方式,停留时间为 1 天,氧化后的废水与 W4 合并处理。W2 的处理工艺流程为:酸氧化剂 含镍废水在车间内单独收集,并通过槽边回收装置进行回收,副产品外卖,水循环利用。当回收系统废水需要外排时,可与综合废水(W4)合并。W3 支线的处理工艺流程为:综合废水(W4)综合废水中含有大量的金属离子,在不含六价铬、氰化物及络合性物质的情况下,采用中和沉淀易使金属离子达标,但一旦有氰化物或络合物混入综合废水中,金属离子就很难达标,因此,清污分流以及 W1、W2、W3 各股废水的预处理都非常关键。W4 出水与 W5 合并,作用有二:一是综
13、合废水(W4)沉淀的 pH 较高,可中和含铬废水(W5)的酸性;二是含铬废水(W5)对综合废水(W4)部分离子起稀释和二含 镍 废剩 余 废净化含 氰 废反应调节池并 入 综 合 废 水焦磷酸废反应调节池并入综合废水 W4 清洗槽 回 收 装回收副产并入综合废水次混凝沉淀作用。Mn+nOH-=M(OH)n W4 的处理工艺流程为:W1、W2、W3 碱 PAC PAM 含铬废水中主要含有 Cr6+、Cr3+等离子,Cr6+必须先还原(药剂可选用焦亚硫酸钠)为 Cr3+,然后中和沉淀而从水中去除。其反应机理为:2Cr2O7 2-+3S2O52-+10H+4Cr3+6SO42-+5H2O Cr3+3
14、OH-=Cr(OH)3 W5 支线的处理工艺流程为:酸+还原剂 除油除蜡废水(W6)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。W6 的处理工艺流程为:碱、铁盐 PAC、PAM W4 综 合 废调节池 4 中和池 1 絮凝反应池沉淀池1 去中和池 2 含铬废调节池5 还原池 中和池2 絮凝反应池除油除蜡清洗调节池6 中和池3 絮凝反应池沉淀池 3 去 pH 回调沉淀池 2 pH
15、 回调去排放口 注:以上所有支线流程仅为废水流向,沉淀池的污泥池进入污泥浓缩池浓缩后经压滤机压滤成滤饼,安全处置(流程中已省略)CODcr的去除 由于电镀废水生化性很差,真实 B/C 值不足,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(W6),其余废水 CODcr值较低,对 W6 采用物化的方法将 CODcr降至 200mg/l以下再与其他废水混合,混合后的废水 CODcr在 150mg/l 左右,采用臭氧氧化+吸附的方式可确保 CODcr达标。工艺流程图 注:为废水流向,为污泥流向 除油除蜡废含 铬 废含氰废水 焦磷酸废水 污泥浓缩调节池5 还原池 反应调
16、节池调节池6 絮凝反应池沉淀池 1 调节池 4 氧化塔 压滤机 安 全 处中和池2 中和池 1 含镍废水 回 收 装逆 流 漂反应调节池综合废水 絮凝反应沉淀池 2 中和池3 絮凝反应沉淀池 3 中 间 水活性碳吸pH 回调排放 工艺流程说明 1、含氰废水(W1)自车间自流入反应调节池 1,在碱性条件下(pH)加入 NaCLO 氧化,采用间歇处理的方式:进水反应排水,总停留时间为 1 天,可有效去除氰化配合物,处理后的废水与 W2、W3、W4 合并处理;2、焦磷酸废水(W2)自车间自流入反应调节池 2,在酸性条件下(pH3)加入 NaCLO 氧化,采用间歇处理的方式:进水反应排水,总停留时间为
17、 1 天,可有效去除焦磷酸、化学镍等络合物,处理后的废水与 W1、W3、W4 合并处理;3、含镍废水(W3)在车间通过槽边回收装置进行回收,出水可回用于清洗槽,回收的副产品可产生较高的经济效益。回收系统外排水与 W1、W2、W4 合并处理;4、综合废水(W4)自车间自流入调节池 4,经泵提升与来自 W1、W2、W3 预处理后废水混合进入中和池 1,加碱搅拌调节 PH 值至11,然后进入絮凝反应池 1,加入 PAC、PAM,絮凝反应后进入沉淀池 1,出水进入中和池 2,与含铬废水合并处理;5、含铬废水(W5)自车间自流入调节池 5,用提升泵泵入还原池,加入焦亚硫酸钠还原六价铬,然后与来自 W4
18、的废水一起流入中和池2,调节,然后经絮凝反应池 2 和沉淀池 2,出水进入中间水池;6、除油除蜡废水(W6)自车间自流入调节池 6,用提升泵泵入中和池 3,加入碱和铁盐,搅拌调节 PH 值至9,然后进入絮凝反应池3,加入 PAM,混凝反应后进入沉淀 3,出水与来自 W5 的废水一起进入中间水池;7、中间水池废水经水泵提升后进入氧化塔,通入臭氧接触反应,使有机物矿化分解为二氧化碳或者降解为小分子物质,再经过活性碳吸附过滤,出水经 pH 调整后排放。本处理系统的污泥经污泥浓缩池浓缩后,用压滤机制成滤饼,交有关部门安全处置。预期处理效果 预计处理过程中污染物削减情况如表 2-1 表 2-1 预期污染
19、物削减表 废水及处理工艺 水量 Ni2+Cu2+Cr6+CN-COD t/d mg/l mg/l mg/l mg/l mg/L 含氰废水(W1)30-200-200 180 反应调节池 1 30-200-80 焦磷酸废水(W2)20 70 120-150 反应调节池 2 20 70 120-80 含镍废水(W3)20 300-120 回收系统 20 2-120 综合废水(W4)50 30 50 150 中和池 1(W1/W2/W3/W4)100 115 沉淀池 1 100 115 含铬废水(W5)90-300-50 还原池 90-200 中和池 2(W4/W5)190 157 沉淀池 2 19
20、0 120 除油除蜡废水(W6)90-500 沉淀池 3 90-200 中间水池 280 160 氧化+吸附 280 60 排放池 280 60 含氰废水(W1)中氧化破氰工艺对 CN-的去除率按计,同时 CODcr的去除率按%计;焦磷酸废水(W2)在酸洗条件下经 24h 氧化破络后,对焦磷酸、化学镍等络合物的去除率按%计,氧化剂同时降低约%的 CODcr;含镍废水(W3)经槽边回收装置回收,对 Ni2+去除率按%计;综合废水(W4)与 W1、W2、W3 相互混合稀释,经中和沉淀,对Ni2+、Cu2+去除率按%、%计,CODcr的去除率按%计;含铬废水(W5)采用焦亚硫酸钠还原,对 Cr6+的
21、去除率按%计,同时由于焦亚硫酸钠的过量投加,CODcr升高到 200mg/l 左右;W4 与 W5混合后,CODcr有所稀释,降至 157mg/l,再经中和沉淀,去除率按%计;除油除蜡废水(W6)含有大量的油类及表面活性剂,经混凝沉淀,CODcr去除率按 60%计;臭氧氧化+活性碳吸附,对 CODcr的去除率按%计;根据对同类废水的试验研究及工程实践,上述各处理单元要达到上述预期的处理效率是可行的。第三章 废水处理站工程设计 主要建、构筑物工艺设计及设备选型 本工程主要建、构筑物包括:调节池、中和池、混凝反应池、沉淀池、污泥浓缩池、综合机房等;主要设备包括:污水提升泵、搅拌机、风机、加药系统、
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