2000m3d电镀废水处理工艺设计优秀毕业论文 55页

本科毕业设计2000m3/d电镀废水处理工艺设计学院环境科学与工程学院专业年级班别学号3204008135学生姓名陈小华指导教师付丰连n目录1绪论11」电镀废水的现状11.1.1污染来源11.1.2电镀废水的危害11.2电镀废水处理方法21.2.1化学法21.2.2蒸发浓缩法41.2.3电解述原法41.2.4离子变换法51.2.5吸附法61.2.6膜分离法61.2.7生物处理技术81.3对口前我国电镀废水处理的看法91.4电镀废水处理技术的展望102工艺设计122.1设计依据122.1.1主要设计规范和标准122.1.2设计说明书编制原则和规范122.1.3设计说明书编制原则132.1.4法律原则132.2设计条件14221废水设计处理规模142.2.2设计废水情况142.2.3排放标准及设计目标152.3.11#废水，含氧废水的处理162.3.22#废水，酸碱重金属废水处理17n2.3.3沉淀池192.3.4砂滤池192.3.5出水池192.3.6A2/0反应池192.3.7污泥处理203工艺设计计算213.1主要构筑物设计计算213.1.1调节池213.1.2氧化反应池223.1.3含铜、锌重金属反应池233.1.4沉淀池233.1.5砂滤池243.1.6A2/O反应池253.1.7出水池293.1.8污泥浓缩池293.1.9设备房303.2主要工艺设备313.2.13#废水调节池提升泵313.2.21#废水调节池提升泵313.2.3含锌、铜重金属储水池提升泵313.2.42#混合废水调节池提升泵313.2.5重金属反应池提升泵323.2.6污泥浓缩池污泥泵323271#、2#废水反应池机械搅拌机323.2.8罗茨风机323.2.9蜂窝斜管填料333.2.10板框压滤机333.2.11管道及阀门33n4.概算344.1土建设计344.1.1总平面设计耍点344.1.2建筑设计要点344.1.3结构设计要点354.1.4高程布置354.1.5流程标高计算364.2电气及自动化控制374.2..1设计依据374.2..2设计范围374.2.3供电设计374.2.4动力配电及电缆敷设374.2.5照明配电384.2.6接地和防雷384.2.7测量及控制系统384.3工程投资概算384.3.1编制说明384.3.2工程概算394.4运行费用444.4.1药剂费用444.4.2人工费用454.4.3电费费用454.4.4每吨水的总处理费用45结论46参考文献47致谢49n1绪论电镀是利用电化学方法对金屈和非金屈表而进行装饰、保护及获取某些新的性能的一种工艺过程。电镀工艺因其有污染，1994年被我国政府列为25种限制发展的行业Z—。但是从国内外发展现状看，电镀技术是现代化工业不可缺少的组成部分，并没冇被其它技术全面取代的趋势，而是在不断开拓新技术、新工艺的同时，着重致力于电镀污染的防治。1.1电镀废水的现状1」」污染来源电镀废水主要来源于前处理除油酸洗、镀件的清洗、废电镀液、各种槽液的跑、冒、滴、漏等。因此，在废水中，含冇毒冇害物质种类较多，对环境造成严重污染。电镀冇镀锌、镀镰、镀铜等多种镀种。各镀种不同，产生的有害物质不同，但典型的电镀生产工艺都由三部份组成：(1)前处理——除去金属表面的污秽和活化金属表面，这些处理工序包括除油、清洗、酸浸、清洗、电解除油、清洗、屮和等；⑵电镀——利用电化过程将一层较薄的金属沉淀、导电的工件表面上；(3)后处理——主要包描清洗及烘干工作等工序。前处理和电镀Z后都需耍用大量水冲洗镀件。在电镀生产工艺中，前处理主要产生酸性气体和有机烟雾，老化的酸碱，老化的溶剂，清洗废水的污染因子；但在电镀及后处理的过程中主要产生老化的电镀液，清洗废水的污染因子。从污染源分析可知，电镀废水主要来源于各种镀种镀线上的漂洗水和老化的电镀液主要污染物为C尸、Ni2Cu2Zn2C0等重金属离子、酸、碱、盐和鼠化物等。如不妥善处理，将对环境和操作员工造成严重损害。1.1.2电镀废水的危害电镀生产过程屮，不仅产生各种漂洗废水而且述不时地排出齐种废液。这些废水和废液组分复杂，含有多种重金属离子，有的以C』+、Ni2Cu2Zn2Cd?4■等阳离子形式存在，有的以阴离子或络合离子形式存在，如CrOj一、Cr2O72"^Cu(CN)42">Cu(P2O7)2°一等。此外，还含有SO广、CT、CN_、PO42一等酸根以及各种电镀有机添加剂。据统计，全国27条主要河流，大多数被严重污染。有些河流中含酚、汞普遍超过指标数倍，n乃至几十倍，危及水生动植物生长，影响水产养殖，造成大幅度减产，其至鱼虾绝迹。由于重金属不能被任何手段所分解和破坏，只能转变其物理和化学形态，如离了态的重金属经化学处理可能变成I占I态的重金属污泥，如果这种污泥处置不当，通过土壤、空气和水的作用，有可能重新以离子态进入环境，并通过食物链危害人体健康。另外，废水中含有MCN-.铅Pb2+,镉Cd?*及其它有毒的化工原料污染水源，在人体内不断累积，轻者造成慢性中毒，重者引起死亡。废水中含有的六价銘化合物极其盐类毒性很犬，其存在形式主要是CrO3、CrO广、Cr2O72-^,易于在水中溶解。六价钻有强氧化性，对皮肤、粘膜有剧烈腐蚀性，和Cr”都有致癌性。1.2电镀废水处理方法1.2.1化学法化学法处理电镀废水是n前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术，技术上较为成熟。化学法包括沉淀法，氧化还原法，铁氧体法等，是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法。具有投资少，处理成木低，操作简单等特点，适用丁各类屯镀金属废水处理。但化学法的最大不足z处，是生产用水能回收利用，浪贽水资源且占用场地较大。据对我国600多家电镀厂点的统计，使用化学法约占各种方法的41%o像Fl本、美国这些工业发达的国家，用化学法处理电镀废水的占85%左右⑴。而且随着pH-ORPH动控制仪的使用，化学法处理电镀废水有逐渐增加的趋势。就上海來说，废水处理中化学法所占比例rf]80年代中期的55.2%增至1990年的66」％,再增至90年代中期的80.1%[2〕。然而化学法处理电镀废水虽然具有技术成熟、投资小、费用低、适应性强、自动化程度高等诸多优点，但其缺点也是显而易见的：（1）化学法产生大量的污泥难以处理；（2）由于化学法要向水中加入大量化学药剂，使出水的含盐量高，难以冋用，如果出水外排不仅有可能造成二次污染，还浪费了宝贵的水资源。（1）化学沉淀法。化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法.包括屮和沉淀和硫化物沉淀等该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术，且处理成本低，便于管理，处理后废水可达标排放。a、中和沉淀法。在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。b、硫化物沉淀法加人硫化物使废水中重金属离了生成硫化物沉淀而除去的方n法。与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低.反应PH值在7〜9Z间.处理后的废水一般不用屮和，处理效果更好。但硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀颗粒小，形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。工业上处理电镀混合废水使用中和沉淀法是经济而实用的，出水可达标排放卩〜习。在含珞废水典型处理的方法屮，以锁盐、铅盐等的沉淀法较为成熟，曾一度在我国上海、苏州、沈阳等大屮城市广泛应用⑹。天津某厂含铅废水用磷酸钠化学沉淀法处理，出水叮达国家排放标准⑺，为从电镀废水中冋收银还可选择沉淀氯化银法。（2）氧化还原法。向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离了后，再使其他碱化成沉淀而分离去除的方法。该法原理简单.操作易于掌握，但存在处理出水水质差，不能回用，处理混合废水时，易造成二次污染，而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决。具体地讲，工业上化学还原法处理电镀含铭废水的方法，有硫酸亚铁■石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。其中亚硫酸盐法处理量大，综合利用方便，在国内外应用最广。目前英、美等国应用水合腓对镀珞漂洗水进行槽内还原，反应速度快，处理效果好叨。（3）铁氧体法。铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。该法处理重金属废水，能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同吋形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理。此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70°C）,能耗高，存在着处理后盐度高，而且不能处理含Hg和珞合物废水的缺点。我国大连、沈阳、上海的某些电镀厂己应用铁氧体法数十年，处理后的废水，镉、铜、锌均可达到国家污水综合排放标准中的一级标准181,2',3Jo铁氧体法处理含馅废水是硫酸亚铁还原法的演变和发展，在工程上已比较成熟〔心⑺。其典型工艺有间歇式和连续式，在我国工业屮均应用较多。从近几十年的实践及当前国内外电镀废水治理技术发展趋势来看，化学法处理电镀废水已有多年的使用经验，技术上较为成熟，国内外电镀废水有80%左右采用化学法处理。化学法仍是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术。1.2.2蒸发浓缩法n蒸发法处理电镀废水的作用原理是：将电镀废水在蒸发器中蒸发，浓缩电镀液。蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发，使重金屈废水得以浓缩，并加以回收利用的一种处理方法，一般适用于处理含馅、铜、银、镰等重金属废水，对含重金屈离了浓度低的废水,直接应用蒸发浓缩回收法能耗人，成本高。蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用。如常压蒸发器与逆流漂洗系统〔⑷的联合使用处理电镀废水，可实现闭路循环，效很好。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需要化试剂，无二次污染，可回用水或冇价值的重金屈，英具冇蒸出来的水可用丁清洗，浓缩液可以补充电镀液，操作简单，维修方便，有良好的环境效益和经济效益的优点，但因能耗大，操作费用高,循环再利用老化液难以处理，杂质干扰资源回收问题还待研究，使应用受到限制。目前,一般将其作为其它方法的辅助处理手段。1.2.3电解还原法电解法是利用废水中的有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应，转化成无害物质;或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应,生成不溶于水的沉淀物，然后分离除去，电镀含銘废水的电解处理就是属于这种类型；或通过电解反应冋收金属，如从电镀含银、铜等废水中冋收金属就是一例。目前电解法处理含金属离子废水研究较多的一种方法是屯沉积，它的最犬优点在于可以冋收废水溶液中的重金属。Kongsricharoem等人的研究表明用电沉积可处理珞浓度高达3860mg/l的电镀废水，在一定的操作条件下，处理效率达到77〜100%,与传统的化学沉淀法相比，较为经济［⑴，研究采用双性电极电沉积技术，使含锯废水处理效率大大提高,达到99%以上［⑹。但是电解法处理电镀废水，国内外都存在耗电量高、电极板消耗人、处理成本高的n问题[⑺。当前的研究口标是减少电耗、降低处理成本，提高处理效率和解决污泥问题。电解法虽然运行可靠，操作简单，劳动条件较好。但电解法并不能完全去除废水中的重金属离子，而且沉淀的氢氧化物组成并不稳定，在一定的氧化剂或酸性介质中，有重被溶解的可能，引起二次污染。此外，还需定期更换极板，消耗不少钢材。电解法处理电镀废水的工艺流程一般如下图所示：电镀废一》调节池一》电解槽一》沉淀池一》出水排污泥1.2.4离子变换法离子交换法是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其除去，使废水得到净化的方法。离了交换的过程一般可认为是被处理水溶液中的离子扩散到树脂表面附近的液膜层，然后再出树脂表面扩散到活性基团所带的口J交换离子附近并进行交换。从树脂上被交换下来的可交换离子，通过树脂内部微孔扩散到树脂表面，然后通过薄膜扩散到被处理的水溶液中。离子交换法的工艺流程一般如下图所示：电镀废水水预处理交换柱>HI水反洗再生清洗离了交换树脂的性能决定了离了交换法的处理效果和能力。大孔型树脂内部无论干、湿或收缩、溶胀状态下，都有比凝胶树脂更多，更人的孔道布满树脂内部，因而表面积大，在离子交换过程屮，离子容易扩散，交换速度快，工作效率高，优于凝胶型树•脂。大孔型树脂的平均孔径可达20-100nm,比表面积可达25〜63n?/g,而凝胶型树脂的孔隙直径一般小于3nm,比表而积小于0.1m2g/lri8]o大孔型树脂具冇较高的稳定性和抗污染能力，因此在一些含有氧化性和有机污染物的电镀废水处理中被广泛应用。1945年英国人Admas.和Holmas.合成离子交换树脂并被广泛应用。近十多年來，国内外在用于离子交换法的新型树脂的合成与开发、处理工艺、处理装置等方面进行了深入研究，并取得一定进展。对于新型树脂的合成与开发，其目的在于：提高树脂的交换量和吸附量；提高树脂的物理、化学稳定性；提高树脂的交换和吸附度；提高树脂的再n生效率和速度;提高树脂的抗污染能力；增加树脂的耐温性和比重。近年来国内外开发的鳌合树脂，它在合成树脂的骨架上引入鳌合基团，对铜、银、钻和铁等重金属有很高的选择型。其中氨基磷酸酷鳌合树脂对工业废水中重金属离了的吸附研究较多。如Melling和West对比研究了一种商用氨基磷酸酷鳌合树脂与其他鳌合树脂对重金属的吸附性能，在pH>3时氨基磷酸酷鳌合树脂对铜离子有较好的吸附效果［⑼。Lchto.等人使用氨基磷酸酷鳌树脂去除电镀废水中的锌离子［绚。离子交换几乎能够去除对所有的无机离子。某些离子交换处理流程，能达到回收有用化学材料的目的，经处理后的水能用作镀液补充水或用作清洗水。当不考虑再生洗脱液的处理时，用离子交换法有可能实现无废水排放的“零排放系统二因此离子交换法也是处理电镀废水的常用方法Z-o随着廉价、高效、长寿的离子交换树脂的研制，处理设备的小型化、自动化，此法仍在不断发展之中。离子交换法适用于浓度低，水量大的废水处理，不适于处理含重金属浓度高的废水,因为交换柱易饱和。离了交换法曾一度在我国电镀行业被广泛使用，1980年左右，仅沈阳由就有100多家电镀厂或车间采用离子交换法除铮。然而当再生效率低于70%时，运行成本大大增加，提高树脂的再生效率，降低运行成本决定了该项技术在工业水处理屮应用前景，据有关部分调查表明，人多数用离子交换树脂处理电镀废水的电镀厂和半导体厂，树脂再生效率较低，-•般为20〜40%,不少工厂因为难以解决再生问题被迫停产。同时，离了交换法一次投资大，一般占地面积较大，存在再生洗脱液的处理问题，易造成二次污染。在处理电镀废水时，该法宜与蒸发浓缩、反渗透、电渗析等法联合使用。1.2.5吸附法吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金屈离子的一种方法。传统吸附剂冇活性炭.腐植酸、聚糖树脂、砂藻土等。实践证明。使用不同吸附剂的吸附法，不同程度地存在投资大.运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放。1.2.6膜分离法膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术，包括电渗析、反渗透、n膜萃取等。利用膜分离技术i方而可以回收利用电镀原料，大大降低成本。另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放，具有很好的经济和环境效益。反渗透法是一种膜分离技术，最早问世于1953年。但是•育到20世纪70年代初才开始用于电镀废水处理回收重金属的研究和试验。该技术丿力史很短，但发展的速度却很快，其屮处理含鎳废水较为成熟，这主要是由于半渗透膜的性能所决定的。国内外用反渗透处理含鎳废水有两种方法，一种是单反渗透处理，另一种为反渗透与离子交换法联合处理。Qin等人⑵］研究了用反渗透膜处理电镀废水的可行性，得到镰离子的去除率为99.8%,其中进水pH值对银离子的去除率有较人的影响。Bnetio等人阳用反渗透处理电镀废水，可以冋收75〜95%净化水用于生产过程，减少大量的废水排放,同时乂可以全部去除金属离子。近年来，根据电镀废水的特点，国内外均在研制新型的抗强酸、耐氧化的膜材料，以达到直接处理含铭、含氤等废水的FI的，可以预计，随着反渗透膜质量的提高和反渗透设备的改进，应用范围将不断扩大。但是反渗透膜寿命只有3〜5年，且价格昂贵，使处理成木提高;对进水的预处理要求很高;膜在较大的外压下工作，膜组件易堵塞。电渗析也是一种薄膜技术。利用对废水通以低压直流电时，阴阳离子定向运动并选择性地透过阴、阳薄膜的性质而将电解质浓缩在一定的区域内，另一些区域内则得到较纯的水。屯渗析的浓缩比较高，浓缩液与淡液的浓缩比可达100倍左右，比反渗透浓缩比高,浓缩后的溶液可回用于镀槽。但电渗析器运行中在阴膜和阳膜靠浓水的面上有时出现结垢现象。结垢是由于电渗析过程所产生的极化现象所引起的。在Marder:等人㈡］用电渗析系统处理含福电镀废水的研究屮发现，反应运行一•段时间后，在靠近阴极的浓缩室与淡室之间的阳离子交换膜上出现锅化合物的沉淀，虽然能通过降低运行电流来延缓沉淀物出现的吋间，但是无法消除这种影响，这正是电渗析方法最大的缺点所在。电渗析器要求处理水具有足够的电导，以提高渗析效率，因此处理水中电解质浓度不能过低。例如，电渗析用于处理镀镰清洗水时，要求清洗水屮银盐浓度不低于1.5g/Lo目前电渗析法主要用于处理镀银废水。电渗析处理的电镀废水，要求金属离子浓度较高，而口存在浓差极化的问题，造成膜的结垢，影响膜的寿命。电渗析法处理电镀废水的作用原理是：利用渗透膜将废水中的阴阳离了作定向迁移浓缩电镀废水。其具有稀溶液可作清洗用，浓度高的可以返回电镀槽屮以补充电镀液，能耗低，冋收效率较高的优点。但不能用于镀鎔液冋收金属鎔，过剩的稀溶液在排放前需进-步处理。n1.2.7生物处理技术生物法处理电镀废水技术是依靠人工培养一种功能菌，这种功能菌具有静电吸附作用，酶的催化转化作用，络合作用，絮凝作用，包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。在废水处理屮，通过功能菌的作用，使废水中的锯、铜、锌、镉镰、铅等金屈离子被菌体吸附和络合，经固液分离，出水达标排放或回用；重金属离了沉淀成污泥。微生物法处理屯镀废水冇以下优点〔2铁（1）综合处理能力强，能够较好地处理屯镀综合性废水，使废水屮的C严、Cu2Zn2Ni2Cd?+等有害离子得到有效处理，同吋形成沉淀，达到国家排放标准；（2）处理方法简便适用，既不需要车间分道排水，也不需要繁琐地调节废水pH值。（3）处理过程控制简单，生物法处理电镀废水运行过程屮实际上只有一个控制参数，就是含菌水和废水的混合比例，而且是依靠含菌水的过量保证废水中金属离子的完全反应，运行中的控制很简单，容易实现自动化处理。生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，具有成本低、环境效益好等优点。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金屈的废水难于处理等缺点，随着重金屈毒性微生物的研究进展.生物处理技术口益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。（1）生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污力法。所用的微牛物絮凝剂是由微牛物产生并分泌到细胞外.具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋口质、DNA、纤维素、糖蛋口、聚氯基酸等高分子物质构成,分子屮含冇多种官能团，能使水屮胶体悬浮物相互凝聚沉淀。目前.对重金屈冇絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和轻基可与Cu2+、Hg2AgAu2+等重金属离子形成稳定的化合物而沉淀下來。微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点。具有广泛应用前景。（2）生物吸附法生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特性来吸附溶于水屮的金屈离子，再通过同液分离而去除金屈离子的方法。利用胞外聚合物分离金屈离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离于转化为沉淀物而去除。该法具有原料易得、处理成本低等特点。（3）生物化学法生物化学法是通过微生物处理含重金属废水，将町溶性离子转化为不溶性化合物而去除。例如：有人利用脱硫肠杆菌（SRV）去除电镀废水中的铜离于,在含铜质量浓度为246.8mg/L的溶液，当pH为4.0时，去除率达99.12%。但是目前，生物法处理电镀废水技术述存在以下一些问题Pl：n（1）功能菌反应效率有待提高生物法处理电镀废水FI前所采用的功能菌和废水中金属离子的反应效率不高，当废水中金属离子浓度在30〜80mg/L吋（这是屯镀车间排放水的-•般浓度），含菌水和废水反应比例为1〜2:1。因此需要建二个与废水池和同体积的培菌池（交替使用）。换言Z,由于使用含菌水的量较大，培菌池的容积至少要等于FI处理废水的体积。因此反应池和沉淀池对废水而言使用率不到50%,设施有效利用率较低，工程造价也较高。（2）功能菌繁殖速度较慢生物法处理电镀废水的肓接消耗是每天耍培养功能菌，使其繁殖生长。目前的功能菌培菌时间要24h以上，而要将培菌池保持温度40°C,还需要每天定量投加合成培养基。由于功能菌的繁殖速度较慢，不但造成必须要有二个培菌池才能保证每天运行，而且消耗能源较多，培养基的消耗也较大，造成处理成本较高。（3）处理水难以冋用采用生物法技术处理后的电镀废水，虽然重金属离子达到排放标准，但由于生物菌的过最投加，水中的残余生物还能繁殖，特别是放置以段时间以后，明显看到水中有浮游生物。显然这种水不能回用作电镀清洗水，还需进一步的净化处理。1.3对目前我国电镀废水处理的看法电镀废水治理工作，应不断地吸取外国先进经验和先进方法，根据现实技术条件、设备状况和可行性，首先实现“最佳实用处理技术”。达到除废排放的目的，逐步实现经济上合理的最佳可行技术（封闭循环）的做法，才能更好地解决电镀废水对环境污染。我国过去对电镀废水的治理没有经验，治理上得慢，治理率较低。到口前为止，还有不少企业靠交纳排污费来维持生产，继续污染环境。一些企业乂急于求成，没有根据自己的具体情况和条件，就随便选用一些处理工艺，反而效果不好，既浪费建设资金，又拖延治理时间。目丽在电镀废水治理上一般应先从化学治理工艺入手，尽量使处理废水的质量达到排放标准，迅速提高废水治理率，然后逐步提高治理技术，应用逆流漂洗、离子交换、反渗透、蒸发浓缩等的组合处理方法。实现节约用水和冋收用水，再进行金属回用的目的。其做法为：1、废水排放量在200T/日以下的中小型电镀厂(点)，应使用化学法处理含珞和含氧废水为宜。其屮以亚硫酸氢钠法或二氧化硫法处理含洛废水工艺，用氯碱法处理含紜废n水，用屮和沉淀法处理混合酸碱废水。使处理水质达到排放标准，污泥沉淀废弃，迅速减少电镀废水对环境污染。2、废水排放量大，且有一定治理基础和经验的屯镀厂点，可推广应用离子交换法或活性炭吸附法处理含辂废水，再生液制造蹂革剂的工艺，实现水回用，金属冋收利用。含亂废水采用液氯处理法或离子交换法治理。3、要彻底改善电镀生产的不合理“常流水”的漂洗工艺，要严格控制用水和广泛推广逆流漂洗节约用水(合理计算漂洗水量)。在工艺安排上尽可能増设冋收槽，减少污染物带出。从而减少废水处理投资和运转费用。并配高效蒸发浓缩设备，形成组合处理封闭循环系统。4、加强与大专院校科研部门协作，开发新治理工一艺技术，对现已有初步基础的反渗透薄膜分离技术，耍迅速研制或仿制国外抗氧性能强，耐酸碱和耐热性能优越的反渗透膜，实现铭、氧废水反渗透、离子交换组合处理的封闭循环系统。5、建立制度，要加强对各废水处理口的监测工作，以控制总排放口的废水质量，要防止操作过程地面水的污染，同时对个别分散小型的镀锌、仿金、锡合金等钝化辂液采用化学间歇处理除毒排放，确保电镀废水排放标准。1.4电镀废水处理技术的展望随着电镀工业的快速发展和环保耍求的H益捉高，电镀重金屈废水治理己开始进入清洁生产工艺，总量控制和循环经济整合阶段，未來电镀重金屈废水处理将突出以下几个方面：(1)实施循环经济推行清洁产，提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率，从源头上削减重金属污染物的产生量，同时采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。(2)重金屈废水的处理技术很多，其中生物技术是具有较大发展潜力的技术，具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点，未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺。(3)综合一体化技术是未來重金属废水处理技术的热点。各种重金属也I大I其行业和工艺的差异.仅使用一种废水处理方法往往有其局限性，达不到理想的效果.有综合多种处理技术特点的一体化技术应用，才能达到理想效果。总之，近年来电镀行业发展较快，随之而来的环境问题也FI益引起人们的关注。电镀行业废水污染I•分严重，传统的电镀废水侧重于末端治理，而这种末端治理技术又受到限制于电镀废水排放的水量、浓度和金属离子的种类，传统的“末端治理''由于基建投资大，运行费用高，而往往使企业不堪重负。实施清洁生产，即从生产的原料、能源开始，变末端治理为生产全工艺过程进行治理，是一种经济实用的污染物削减方法。实行n清洁生产，从改进生产工艺设备及操作过程，寻找有毒原料的替代品，减少原料的用量,回收可利用的二次资源出发，不仅可以大幅地减少水的用量，回收对环境污染较严重的金属离子，而口减少末端治理的负荷和费用，提高企业的经济和环境效益。n2工艺设计2.1设计依据2.1.1主要设计规范和标准室外排水设计规范GBJ14-87地而水环境质量标准GB3838-2002污水综合排放标准GB8978-1996水污染物排放限值建筑结构荷载规范DB44/26-2001GBJ7-89混凝土结构设计规范GBJ10-89城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93恶臭污染物排放标准GB14554-93国家城市给水排水工程技术研究屮心编2.1.2设计说明书编制原则和规范设计的总体要求：污水处理系统的设计符合适用的要求；设计采用和各项设计参数准确可靠；污水处理系统的设计符合经济的要求；污水处理系统的设计应当力求技术合理；污水处理系统的设计必须考虑节能，尽可能避免对环境造成的二次污染；污水处理系统的设计也注意了安全运行的条件；污水处理系统的布局合理、美观。（1）所选工艺流程简单可靠，布置紧凑，确保达到环境保护部门提出的排放标准;同时最大程度上降低工程投资和运行成本，减少整个设施的占地面积；（2）充分考虑污水水质水量的变化情况，设计系统具有较高的抗冲击负荷的能力;（3）釆用先进可靠的系统设备，降低系统的维护工作量，以保证系统的长期止常n运行；关键设备采用性能优异的产品；（4）采用较高的自动化控制系统，设计中选用质量可靠的仪器仪表，主要工艺参数在操作屏上有显示、记录或积算，以保证处理效果和减少劳动力的需求；同吋，系统应具有灵活的调节能力；（5）充分考虑整体环境，在设计屮尽量选用低噪声的动力设备，并适当采取消声、减振措施，防止二次污染；（6）污水处理系统可使所产生的剩余污泥得到部分的稳定，经浓缩、脱水后定期外运。2.1.3设计说明书编制原则（1）根据电镀厂总体规划的指导，结合环保部门的要求，按照全面规划、分步实施的原则，使污水处理系统的建设与电镀厂建设整体相协调；（2）执行国家关于环境保护的政策，符合国家及地方的冇关法规、规范和标准；（3）采用高效节能、技术先进、易于管理、稳妥可靠的处理工艺，确保污水处理效果；采用成熟、高效、优质的设备；（4）妥善处理污水净化过程屮产生的栅渣、垃圾、污泥等污染物，避免二次污染;（5）通过技术经济比较，优化方案设计，力求把污水处理系统建设成高标准的现代化基础设施。2.1.4法律原则在我国，环境保护作为一项基本国策加以贯彻，受到全社会和各级政府的高度重视。在执行上述的技术标准和规范的同时，污水处理厂的方案设计是在以下法律文件的背景下编制的：《中华人民共和国环境保护法》1989年12月《国务院关于环境保护若干问题的决定》1996年3川《屮华人民共和国环境防治法》1984年5月《中华人民共和国水污染防治细则》1989年7月《污水处理设施环境保护监督管理办法》1989年5月n1986年3月1987年3月《建设项n环境保护管理办法》《建设项冃环境保护设计规范》2.2设计条件2.2.1废水设计处理规模2000m3/do2.2.2设计废水情况电镀废水主要污染因子为：酸碱度（pH）、化学耗氧量（CODcr）、重金属（Cu、Zn>Ni）、氤化物（CN_）o表2.1进水水质一览表类别含氤废水重金属废水其他废水水量(m3/d)3004001300主要污染物浓度（mg/L）CN：20Cu2+：20Zn2+:10Ni2+:7COD：200BOD:100氨氮：10磷酸盐：10注：以上污染物的单位均为mg/L（除PH、色度外）综合提供的具体情况以及参照同行业数据，确定生产废水可分为三股:A废水1#,含氧废水，300m3/dB废水2#,含酸碱重金属废水，400n?/dC废水3#,其他废水，1300m3/dn2.2.3排放标准及设计目标按广东省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)中的第二时段的一级标准，治理后应达到如下表的标准要求：表2.2设计出水水质一览表类别含氧废水重金属废水其他废水水量(m3/d)3004001300处理后浓度(mg/L)CN<0.5Cu2+<0.5Zn2+<2.0Ni2+<1.0COD<100BOD<50氨氮<0.5磷酸盐<102.3工艺流程图及其说明含魚废力―>1#调节池含锌重属水储水池>2#混合调节池污朿浓缩赢脱水|…划泥外运▲TIIII重冬属反应沉淀池I——►砂滤池清水池好氧池-缺氧池一调节池合水综励达A污泥-->±清液工艺流程说明含氧废水、其他废水分别自流进入含氧、综合废水的调节池，调节水量均衡水质后,分别用提升泵提升送入氧化反应池、厌氧池中，处理后的水都排人混合调节池中与酸碱重金属废水混合。将混合废水提升送至碱化反应器，后流至絮凝反应器进行絮凝反应，反应完后排至沉淀器（斜管沉淀池）中沉淀，沉淀池出水进入砂滤池过滤，砂滤池出水用H2SO4调节至pH<9后排放。沉泥经污泥提升泵送入板框压滤机脱水，滤饼外运，滤液返回混合废水调节池。n各部分反应机理及控制参数如下:2.3.11#废水，含氧废水的处理（1）说明含氧废水进入含氧废水调节池，均衡水质水量后，然后用提升泵将废水抽至氧化反应池。当氧化反应池水满后，先加NaOH将pH值调至10〜11,投碱量由PH计自动控制（并开动机械搅拌器搅拌）。再加次氯酸钠，搅拌，投加量由ORP计（+300mV）自动控制。然后再加硫酸调PH值至8—9,搅拌，投酸量由PH计控制。然后再加次氯酸钠，搅拌，投加量由ORP计（+600〜+650mV）自动控制。最终产物为碳酸盐和2。然后用提升泵将废水抽至混合废水调节池，与2#、3#废水混合。含氟废水采用间歇处理，3批/天。（2）主要化学反应：NaCN+NaCIO+H2O=CNCl+2NaOHCNCl+2NaOH=NaCNO+H2O+NaCl2NaCNO+2NaCIO+2NaOH=2Na2CO3+H2t+N21+2NaCl（3）处理药剂及用量估算pH调节的加药量计算电镀综合废水进入pH预调节池时的pH为5—8,为了使废水中可能存在的表面活性剂及螯合物等冇机物凝聚，需用硫酸将pH调节到pH为2.6-3.0,同时加入FeCh和CaCl2o而在pH调节池中，为了能生成金属氢氧化物沉淀，需加入NaOH将pH调节到9.5以上。出于综合废水pH值变化较大，废水的pH值需由pH控制仪检验控制。所以pH预调节池的硫酸的加入及pH调节池屮起pH调节作用的NaOH的加入，都由pH控制仪检验pH后进行适当调整。金屈污染物所需的NaOH的投加量CN■离了所需NaClO的计算：CN-的总浓度为20mg/L,每天的综合废水为300m3/d,则CM每天的重量ti=20x300=6000g/d。加入NaClO后，发生如下反应:NaCN+NaC10+H2O=CNCl+2NaOH,故所用NaClO的重量为:17192.31g/d,生成NaOH为18461.54g/d。nCN-离了所需NaOH的计算：CN-的浓度为20mg/L,每天的含觥废水量300m3/d，则CN■每天的重量(2=20x300=6000g/do加入NaOH后，发生如下反应：CNCl+2NaOH=NaCNO+H2O+NaCl故所用NaOH的重量为:18461.54g/do为了保证NaOH处于饱和状态，需向溶液中加入少量NaOHo加一药箱的设计计算设计加约箱六个，分别为H2SO4加酸罐，NaClO加碱罐，NaOH加碱罐，都是一用一备。其屮H2SO4加酸罐放在pH预调节池上方，NaOH加碱罐，NaClO加碱罐放在pH调节池上方。根据本设计废水量与含氧浓度计算结果，此类药品耗量为：表2.3处理含氟废水所需药品药品投加深度(%)配制浓度(%)用约量g/n?g/dNaClO101057.3117192.31NaOH20250」30H2SO420980」537.52.3.12#废水，酸碱重金属废水处理(1)说明1#、3#废水污染物经过初次反应去除后，述有部分重金屈离子未能除去，与2#废水一起处理。在混合废水调节池进行水量、水质的调节，然后用提升泵泵至重金属反应池，调节PH值至8.5〜9.5,可溶性的重金属离子形成氢氧化物沉淀，然后加入高分子助凝剂PAM,使其形成大颗粒矶花，从而提高固液分离的速度。经二级沉淀池泥水分离后,沉淀物排至污泥浓缩池，经处理后的废水则进入砂滤池。(2)主耍化学反应Cu2++2OH=Cu(OH)2JZn2++2OH=Zn(OH)24/Ni2++2OH=Ni(OH)2心絮凝剂PAM投加量计算聚丙烯酰胺(PAM)是阴离子、非离子和阳离子型聚合物，用来提高水处理过程中沉n降、澄清、过滤、离心等工艺的效率。PAM具有助凝作用，与PAC共同作用，能把废水很好的絮凝，提高氢氧化物沉淀效果。聚丙烯酰胺(PAM)的主要用途:在使用铝盐、铁盐等齐种无机混凝剂、絮凝剂的污水处理系统内，如需要处理的水量超过了澄清池的处理能力或由于其它因素造成水中絮体來不及沉降而外漂，只需添加0.1〜2ppm的PAM助凝,即可明显提高沉降效果。而处理后水的COD和色度指标也会有明显的改善。目前被认为是做有效的高分了絮凝剂在废水处理中常被用作助凝剂与铝盐或铁砚配合使用。其特点是：(1)与常用混凝剂配合使用时，应按一定的顺序先后投加，以发挥两种药剂的最大效果。(2)聚丙烯酰胺固体产品不易溶解，宜在有机械搅拌的溶解槽内配制成0.1%—0.2%的溶液在进行投加，稀释后的溶液保存期不宜超过1〜2周。(3)聚丙烯酰胺有极微弱的毒性，用于生活饮用水净化时，应注意控制投加量。(4)是合成有机高分子絮凝剂，为非离子型；通过水解构成阴离子型，也可通过引入基团制成阳离子型；FI前市场上己有离子型聚丙烯酰胺产品出售。PAM投加量范围为：0.002-0.003g/L(废水)，本设计选用0.003g/L(废水)，废水量为400m3/d,即400000L/d,故PAC投加量为:0.003x400000=1200g/d=1.2kg/d,即3g/m3o加药箱的设计计算设计加药箱箱体直径0.5米，高1米，横放在调节池的上部，PAM通过在储存房溶解,经加药泵泵到箱体中，控制加药箱加药量为0.0042g/so处理药剂及用量估算药品投加深度配制浓度用药量(%)(%)g/n?Kg/d表2.4处理重金属所需药品PAM0.00050.053.01.2n2.3.3沉淀池经重金属处理后的废水含有大量的重金属沉淀物，须进行泥水分离。沉淀后上清液进入砂滤池，污泥抽至污泥浓缩池，与一级沉淀池的污泥一起进行脱水处理。2.3.4砂滤池污水中有部分悬浮物无法通过重力沉淀的方法去除，而砂滤池对于处理这种悬浮物是经济有效的方法。砂滤池釆用粒径较大的颗粒，则还可以为微生物附着，而乂不易堵塞，起到生物处理的作用，对去除残留的COD的去除有一定的效果，使COD得到进一步处理，达标排放。2.3.5出水池经二级沉淀池处理后的水直接排放则会产生大量的泡沫，影响感观。所以，处理后的废水要经过出水池。在此，池体上层积累了大量的泡沫，于是把这些抽至污泥浓缩池。水从池底满管排出，从而消除了出水的泡沫。2.3.6A2/0反应池A?/。是厌氧■缺氧■好氧生物脱氮除磷工艺的缩写,A?/0工艺于70年代由美国专家在厌氧一好氧除磷工艺的基础上开发出来的，使工艺同时具有脱氮除磷的功能。工艺流程如下图所示：混合液冋流图2.8A/A/O工艺流程图工艺原理：首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水屮的BOD浓度卜-降；另夕卜，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水屮NH3・N的浓度下降，但NH3・N含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NH3-N和nNH2・N还原为N2释放至空气，因此BOD浓度下降，NH3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池小，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化进而被硝化，使NH3・N浓度显著下降，但随着硝化过程使NH3・N的浓度増加，P随着聚磷菌的过量摄入,也以较快的速度下降。所以，A?/0工艺可以同吋完成有机物的去除，硝化脱氮，磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全消化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮的功能。灰氧池和好氧池联合完成除磷功能。2.3.7污泥处理反应池产生的浮油直接交冇资质的单位进行燃烧处理；一级沉淀池和二级沉淀池产生的污泥抽至污泥浓缩池，污泥浓缩池的污泥通过板式压滤机脱水后变成含水率70〜80%的干泥饼，然后交有资质的公司定期收集处理。为提高脱水效果，须投加脱水剂，方便泥水分离。污泥产量按7%计算，则污泥量约125m3/d；污泥泵为25m3/h,则处理药剂及估算用M：投加深度配制浓度用药量约口口(%)(%)kg/m3kg/d表2.5污泥絮凝药量PAM0.00100.051.28134.4n3工艺设计计算3.1主要构筑物设计计算3.1.1调节池(1)1#含氤调节池作用：用于调节均匀1#含範废水。设计计算：每天电镀厂含氧废水量为300t/d即300n?/d，停留时间HRT按10小时算,则1#调节池的冇效容积：Ve=QxHRT=300-24x10=125m3取有效水深hl=3.0m,则A=125-3.0=41.6m2,取42m2取L=7.0m,B=6.0m,超高为0.5m综上得：内形尺寸(长X宽x高)：7.0x6.0x3.5m3壁厚：250mm有效容积：Ve=125n?停留时间：HRT=10h1#调节池釆用埋地式，水而标高为・0.220m,池底标高为-3.200mo(2)3#综合废水调节池作用：用于调节均匀3#综合废水。设计计算：每天电镀厂其他废水量1300m3/d,停留吋间按10小吋算，则3#调节池的有效容积：Ve=QxHRT=l300-24x10=541.6m3,取542m3取有效水深hl=4m,则A=542一4.0=135.5m2,取136m2取L=13.6m,B=10.0m,超高为0.5m内形尺寸(长x宽x高)：10x13.6x4.5m3壁厚：250mm冇效容积：Ve=542m3n停留时间：HRT=10h（3）2#混合废水调节池作用：用于调节均匀2#酸碱重金属废水和经处理后的1#、3#废水。设计计算：每天屯镀厂重金属废水量400m3/d,加上1#、3#废水量，停留吋间按6小时算，则2#调节池的有效容积：Vc=QxHRT=2000-24x6=500m3取有效水深hl=4m,则A=500-4=125nF,取L=12.5m,B=10.0m,超高为0.5m内形尺寸（长x宽x高）:12.5x10.0x4.5m3壁厚：250mm有效容积：Ve=500m3停留时间：HRT=6h3.1.2氧化反应池作用：含氧废水在此进行氧化反应。废水由污水提升泵提升到氧化反应池。设计计算：采用间歇式处理，每天处理3批，每批1#废水100n?,即冇效容积：Ve=100m'取有效水深hl=2.4m,则A=41.6取42m2取L=7.0m,B=6.0m,超高为0.3m综上得:内形尺寸（长x宽x高）：7.0x6.0x2.7n?壁厚：250mm有效容积：Ve=100m3反应周期：4小时。其中进水1小时，一级反应约30分钟，二级反应约30分钟，排水2小时。搅拌方式：机械搅拌。内设2台机械搅拌器，型号：JBL—1200型螺旋桨式搅拌机,规格:n=88r/min,N=7.5KW,桨叶数:3个。1#反应池采用地下式，水面标高为・0.450m,池底标高为-2.5700mon3.1.3含铜、锌重金属反应池全部废水在此进行重金属化学反应，池了为隔板式反应池。混合废水调节池中的混合废水经提升泵到重金属反应池。设计计算：流量Q汙2000-24=83.3n?/h仮应吋间20分钊b则有效容积：Ve=83.3-60x20=27.8m3取冇效水深4.0m,则A=27.8一4.0=6.95m［取7m2取L=7.0m,隔板厚度为240mm,则Ll=7.0+0.24x4=7.96m,取8.0m,B=1.0m,超高0.3m综上得：内形尺寸(长x宽x高)：8.0x1.0x43m3壁厚：250mm；隔板厚度：240mm冇效容积：Ve=27.8m3反应时间：20min搅拌方式：水力搅拌3.1.4沉淀池重金属反应池的出水在此进行固液分离。由于斜板沉淀池具有沉淀效率高、停留吋间短，占地面积小等优点，所以木设计采用常用的斜板沉淀池。设计计算：⑴池面积：A=Qmax/(0.91w)式屮：A池面积(n?)Qmax取最大流量为83.3m3/h,q表面负荷［m3/(m2h)］,其中取q=2m3/(m2h)n池数(个)0.91——斜板区面积利用系数A=83.3/(0.91x1x2)=45.8m2取49m2(2)平面尺寸:a=V49=7m(3)池内停留吋间:t=(h2+h3)x60-qn式中：h2斜板(管)区上部的清水方高度，m,一般用0.7〜1.0m；取0.8m.h3——斜板(管)的自身垂直高度，m,—般为0.866〜1.0m。h3=lxsin60°=0.866mt=(0.8+0.866)x60-2=49.98min(2)斜板(管)下缓冲层高为了布水均匀并不会扰动下沉的污泥，h4—般采用1.0m(3)泥斗高度采用4个泥斗,泥斗上部边长a=3・5m,下部边长al=0.5mh5=(3.5-0.5)-2xtg60°=2.6m,(4)沉淀池总高度：H=hl+h2+h3+h4+h5式中：hl——超高，取0.3mh2——斜板上部水深，取0.7mh3——斜板口身垂直高度，为0.866mh4——斜板下缓冲层高，取1.0mh5泥斗高，为2.6mH=0・3+0.7+0.866+1.0+2.6=5・216m,取5.46m综上得:内形尺寸(长x宽x高):7.0x7.0x5.46m3(包括泥斗)壁厚：250mm有效容积：Ve=109.4m3停留时间：HRT=49.98min斜板沉淀池采用半地上式，水池地面部分池面标高+4.230m,池底标a-1.230m,进水水面标高为4.030m,岀水水面标高为3.880m。污泥经污泥泵提升到污泥浓缩池进行处理。3.1.5砂滤池为了达到深度处理的目的，以上工艺处理后在此设置一个砂滤池。本设计滤料采用砾石，粒径在3〜8cm左右，目的是可为生物附着，主要是为了进一步去除COD。设计计算：设计滤速取值范围为：4.8〜24m3/m2-h,本设计取值6m3/m2ho滤池工作时间为了24小时，Q=2000m3/d,贝ij：(1)池面积：A=Q-V-24=2000-6-24=13.89m2n(1)池的平面尺寸：a=J13.89=3.73m,取4.0m(2)滤池总高：承托层(砾石)0.20m滤料高度一般在1—2.5之间，现取1.55m。即粗沙0.35m,粒径10-16mm；中沙0.5m,粒径2-3mm;细纱0.7m,粒径§2mm,滤料上水深为1.3m滤料板0.12m超咼0.3mH=0.2+1.55+1.3+0.12+0.3=3.47m,取3.5m综上得：过滤速度：6.0m3/m2h池体净空内形尺寸：4.0x4.0><3.5m33.1.6A2/O反应池已知条件(1)•设计流量Q=1300n?/d(不计变化系数)(2)设计进水水质CODcr：200mg/L,BOD5：100mg/L,NH3-N：lOmg/L,磷酸盐(以P)：lOmg/L,(3)设计出水水质CODcr：<100mg/L,BOD5：<20mg/L,NH3-N：<0.5mg/L,磷酸盐(以P计)：<10mg/L,2.设计计算(污泥负荷法)(1)冇关设计参数①BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSSd)②回流污泥浓度XR=6600mg/L③污泥冋流比R=100R1④混合液悬浮固体浓度X=—「XR=——x6600=3300(mg/L)1+/?1+1⑤混合液回流比R内(2)反应池容积V,n?V=^=1300x100=303.1n?nNX0.13x3300反应池总水力停留时间，V3031t=—==o.23t/=5.52hQ1300各段水力停留吋间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1：1：3厌氧池水力停留时间t厌=1/5x5.52=1」h,池容V厌=1/5x303.1=60.6211?,缺氧池水力停留时间t缺=1/5x5.52=1」h,池容V缺=1/5x303.1=60.62好氧池水力停留时间t好=3/5x5.52=3.32h,池容0=3/5x303.1=181.86m3,(2)污泥剩余量AX,kg/dX=PX+PSPX=YQ(SO—Se)—kdVXRPS=(TSS-TSSc)x50%取污泥增殖系数¥=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值代入：Px=0.6x1300x(0.1-0.02)-0.05x303.1x3.3x0.75=24.90kg/d.Ps=(0.15-0.02)xl300x50%=84.5kg/dAX=24.9+84.5=109.4kg/d(3)反应池主要尺寸反应池总容积V=303」m3设反应池2组，单组池容V^=V/2=151.55m3有效水深3.0m单组有效面积S^=V.r./h=l51.55/3=50.52m2采用1廊道式推流式反应池，廊道宽b=3m；单组反应池长度L=S〃B=50.52/(1x3)=16.8取整为17m校核：b/h=3十3=1(满足b/h=l〜2)L/b=17-3=5.67(满足L/b=5〜10)n取超高为1.0m,则反应池总高H=3.0+1.0=4.0m。（5）曝气系统设计计算①设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量一剩余污泥中BOD5氧当量+NH3-N硝化需氧量一剩余污泥屮NH3・N的氧当量一反硝化脱氮产氧量碳化需氧量Dl=Q(So-S)10.23x51—C-1.42P%碳化需氧量D1="。。“。二貲叫_1.42x24.90=154.69(kgO2/d)—e硝化需氧量D2=4.6Q(No-Ne)-4.6x12.4%xPxD2=4.6xl300x(31-10)x0.001-4.6x0.124x24.90=111.38(kgO2/d)反硝化脱氮产生的氧量D3=2.86NT=2.86x22.6=64.7kgO2/dAOR=D+$-D3=154.69+111.38-64.7=201.37伙gO?1d)=8.39(kgO2/h)AORmdX=1.4AO/?=1.4x201.37=281.92(kgO2/d)=11.15(kgOJh)去除每lkgBOD5的需氧量=1.94(kgOJkgBOD,)AOR_201.37Q(S()-S)~1300x(0.1-0.02)①标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m,淹没深度3.8m,氧转移效率EA=20%,计算温度T=25°C。将实际需氧量AOR换算成标准状态下得需氧量SOR=ao©G（2。）。（血C吋厂C»1・O24W式屮p——气压调整系数，p=所在地区浜际j压,1.013x10n工程所在地区实际大气压为0.912x10、Pa0.912x1n5p==0.909l.O13x]0>mg/LCL——曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L查附录十二得水中溶解氧饱和度：C.S(2O)=9-17mg/L,C.S(25)=8-38空气扩散气出口处绝对压力:门=0.013><10'+9.8><10切=1.013x10’+9.8x[0,3.8=1.385x10’(Pa)空气离开好氧反应池时氧的百分比:。产需给俪％"4%好氧反应池中平均溶解氧饱和度:r=r(PbQf、5心一5小2066x10’42?1.385x1n517.54=&38x(+^_)=9.i2(mg/L)2.066x10’42201.37x9.17S°R~0.82x[0.95x0.909x9.12-2]x1.02425-20_340.4伙gQ加)_也.19(kgO2//?)SO尺瘁T・4S0/?=14x340.4=47656(畑@/d)=19.86(kgO2/h)好氧反应池平均时供气量：G、二込竺=331卅山$0.3£a最大时供气量：Gsmax=1.4Gy=1.4x331=463.4!h③所需空气压力p-hx+h2+h3+h4+A/?式中：h+h2—供气管道沿程与局部阻力之和,取h+仏=0.2mn%—曝气器淹没水头，^=3.8m人—曝气器阻力，取仏=o.4mAh富余水头，△!!=().5mp=hx+力2+力3+力4+A%=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9(m)3.1.7出水池处理后的全部废水在此经过再排放，主耍是为了消除泡沫。内形尺寸:1.5x1.5x2.0m3壁厚：240mm有效容积：Ve=4.05m3停留时间:HRT=3.88min3.1.8污泥浓缩池沉淀池产泥量：铜的重量计算：Cu2+——Cu(OH)263.597.540mg/lx400XX=40x400x97.5-63.5=24566.9g,即生成Cu(OH)2沉淀的重量为24566.9go锌的重量计算：Zn2+——Zn(OH)265.3999.3920mg/lx400YY=20x400x99.39十65.39=12159.66g,即生成Zn(OH)2沉淀的重量为12159.66goA?/。处理所产生的污泥量：Z=109.4kg/d=109400g/d污泥质量的计算：污泥按含水率98.5%计算，则污泥湿重：(X+Y+Z)-(1-98.5%)=(24566.9+12159.66+109400)-(1-98.5%)n=9741770.7gn所以实际二沉池污泥体积：9.74m3/d污泥浓缩池的设计计算：污泥总量：Q=9.74n?/d浓缩池面积：A=QC/G式屮，Q——污泥量，9.74m3/dC——进入浓缩池污泥浓度，约11(kg/m3)G——固体通量[kg/(m2.d)],对剩余污泥，G=30〜60；对初沉污泥,G=80〜120。本设计取值G=30kg/(m2.d)A=9.74x11一30=3.57n?,采用一个浓缩池。浓缩池直径：={4x3.7%]4=2.2m,取3.0m。浓缩池工作部分的高度：取污泥浓缩时间*20小时，贝U浓缩池工作部分的高度hl=TQ/24A=20x9.74/24x3.57=2.27m,取2.3m。浓缩池圆锥体高度:浓缩池下部为锥体，上口圆经计算，直径D=3m,设计下口圆宜径d=0.8m,锥角a=60°,则锥斗高度h4=(3-0.8)^2xtg60o=1.91m,取2.0m。浓缩池总高度：设浓缩池超高h2=0.3m,缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池总高度H=hl+h2+h3+h4=2.3+0.3+2.0+0.3=4.9m浓缩后污泥体积：进泥的含水率pl=98.5%，浓缩污泥的含水率p2=96%,浓缩后污泥体积V=Q(1・P1)/(1-P2)=9.74(1-0.985)/(1-0.96)=3.65m33.1.9设备房分为4间，办公室、化验室、储药室及污泥脱水间n办公室供工作人员休息、办公使用，6.0x3.0x4.0m3n化验室用于化验一些常规指标，女口COD、PH等，6.0x2.5x4.0n?投药设备间放溶药罐、投药计量泵等，6.0x6.0><4.0m3污泥处理间放板框压滤机，6.0x8.5x4.0m33.2主要工艺设备3213#废水调节池提升泵厂家：杭州荆岭化工泵阀厂型号：IJ100—80—125B规格：Q=87m3/h,H=15.1m,N=4.9KW数量：二台（一用一备）3.2.21#废水调节池提升泵厂家：杭州荆岭化工泵阀厂型号：IJ100—80—125规格：Q=50m3/h,H=8m,N=l.58KW数量：二台（一用一备）3.2.3含锌、铜重金属储水池提升泵厂家：杭州荆岭化工泵阀厂型号：IJ100—80—125规格：Q=50m3/h,H=8m,N=1.58KW数量：二台（一用一备）3.2.42#混合废水调节池提升泵厂家：杭州荆岭化工泵阀厂型号：IJ100—80—125B规格：Q=87m3/h,H=15.1m,N=4.9KWn数量：二台（一用一备）3.2.5重金属反应池提升泵厂家：杭州荆岭化工泵阀厂型号：IJ100—80—125B规格：Q=87m3/h,H=15.1m,N=4.9KW数量：二台（一用一备）3.2.6污泥浓缩池污泥泵厂家：上海中阳水泵厂型号：G50—1（螺杆泵）规格：Q=25m3/h,N=7KW数量：二台（一用一备）3.2.71#、2#废水反应池机械搅拌机厂家：宇清环保机械有限公司型号:JBL—1200型螺旋桨式搅拌机规格：n=88r/min,N=7.5KW,桨叶数：3个数量：二台/池3.2.8罗茨风机4#废水反应池搅拌用厂家：长沙鼓风机厂型号：TSD-125规格：Q=12.10m3/h,P=44.1Kpa,N=15KW数量：二台（一用一备）备注：包括配套电机、进出风口消声器、弹性接头、空气过滤器、安全阀、止回阀、压力n表等配套设施。3.2.9蜂窝斜管填料厂家：江都市江贵环保器材厂型号：（p50,PVC数量:102m33.2.10板框压滤机选用板框压滤机，间接操作，脱水效果好，一般脱水泥饼含水率可达到65-70%,自动运行。厂家：杭州兴源过滤机有限公司型号：XAMY100/870—UBK规格：过滤面积=100m2,滤室容积=1.485m3,过滤压力＜0.5Mpa材质：增强聚丙烯数量：一台3.2.11管道及阀门厂家：顾地管材冇限公司材质：UPVCn4.概算4.1土建设计4丄1总平面设计要点（1）总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平而布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，齐种管线、管道及渠道的平面布置，齐种辅助建筑物与设施的平面布置。一般来讲，对于污水处理厂的平面布置必须因地置宜，若厂址高差变化太大，厂区内的设计地坪也应随之调整，采取不同标高。有条件的尽量放坡处理，不做描墙，以节省土建投资。总的来说总图平而布置时应遵从以下几条原则：①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③构（建）Z间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方而的要求。④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行,保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果总平面布置结果请见处理站的平面布置图。4.1.2建筑设计要点1、站场内的道路采用轻铺设，建筑物内地面一•般采用水泥砂浆抹面，值班室地面铺防滑耐磨砖，内墙涂白色晴雨漆，外墙根据厂区总体环境规划贴条形砖;2、鼓风机房等存在较大噪声的设备房采用铝合金隔声窗及隔声门，其余的均采用n普通铝合金窗及夹板门；3、构筑物在地面以上部分的外舉根据站场和厂区总体规划选用合适的条形砖或抹灰颜色。4.1.3结构设计要点1、建筑物采用砖混结构，构筑物采用钢筋混凝土结构；2、基础类型设计暂时按天然地基进行设计考虑，地基承载力待施工设计时根据实际的工程地质资料再详细计算并确定基础类型和地基处理方法；3、水池采用防水他浇筑，要求抗渗等级为S6级；4、对埋深的水池进行抗浮验算，并进行抗浮处理。4.1.4高程布置(1)高程布置原则A应充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自通过污水处理构筑物，排出处理站外。B协调好高程布置与平面布置的关系，做好及减少占地，有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成木。C做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。D协调好污水处理站总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。(2)高程布置结果电镀厂内的各种废水：含氧废水、含铜、锌重金属废水、冲洗及其他废水，还有纯水再生排水，自流到储水池汇集。经初步混合均匀的综合废水经污水捉升泵泵到pH调节系统，然后由重力作用流到斜板沉淀池，再通过砂滤池进行深度处理，上层清液达标排放。污泥由污泥泵从斜板沉淀池抽送到污泥浓缩池，经浓缩后污泥由泵抽送到自动板框压滤机。污泥浓缩池和板框压滤机处理后的上清液冋流到储水池重新进行处理。n4.1.5流程标高计算电镀厂内的齐种废水：电镀废水，电镀原液废液，冲洗及其他废水，还有纯水再生排水，分别自流到调节池汇集，之后自流到废水反应池。高程的计算中，沟管的沿程水头损失按所定的坡度计算，局部水头损失按水头的倍数计算，构筑物的水头损失则查表得到。设废水处理站的设计地而高程为±0.000m,则高程计算如下：设出水池水位1.150出水池水头损失=0.100m砂滤池水位1.250两端水位差0.100m砂滤池集水槽水位1.350砂滤池水头损失=2.500m沿程损失=0.003x10=0.030m二沉池出水槽水位3.880自由跌落=0.050m二沉池屮水位3.930口由跌落=0.100m二沉池集水槽水位4.030自由跌落=0.100m重金属反应池后水位4.130两端水位差=0.100m重金属反应池前水位4.230二沉池水头损失=1.000m重金属反应池水头损失=0.500m沿程损失=0.003x10=0.030m混合调节池水位5.760混合调节池水头损失=0」00m沿程损失=0.003x10=0.030mn由上述高程计算结果可见：含氤废水池的水位由泵提升到5.760m,含锌、铜的重金属废水由泵提升到5.760m再到混合废水调节池才能满足后续处理的水力要求。4.2电气及自动化控制4.2..1设计依据工艺专业提供的电气设计耍求及建设单位提供的有关电气设计资料；《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-83）《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54・83）《工业与民用通用设备电力装置设计规范》（GBJ55・83）《建筑防雷设计规范》（GBJ57-83）《工业与民用电力装置接地设计规范》（GBJ65-83）4.2..2设计范围1、污水处理站的动力配电、照明配电、防雷接地系统；2、本废水处理系统设备采用现场分散布置，集屮控制。4.2.3供电设计供电电源为-380V.50Hz由建设单位低压配电所引至污水处理站配电柜，负荷等级为三级。污水处理站配屯系统采用三相五线制，单相配屯三线制。4.2.4动力配电及电缆敷设1、污水处理站设配电柜，分别给各动力设备供电；2、电力电缆选用VV型，控制电缆选用KVV型，经电缆沟或穿管敷设，需直埋的电力电缆或控制电缆用VV22或KVVP型on4.2.5照明配电由配电柜提供・220V电源作室内外照明电源，用BVV电线经难燃塑料线槽沿墙明敷。4.2.6接地和防雷1、利用建筑物的基础钢筋作自然接地体，或安装人工接地极，接地电阻应小于10欧姆;2、建筑物用避雷带和短避雷针作防雷保护。4.2.7测量及控制系统1、利用液位控制器控制泵的运行及污水、污泥的排放；2、设PH控制器自动控制酸碱的投加；3、设ORP控制器自动控制次氯酸钠的投加。4.3工程投资概算4.3.1编制说明1•工程投资估算范围包括污水处理工程、污泥处理工程、其他附属建筑工程、公用工程等。另外包描供电线路、临时道路等。本依据《广东省市政工程费用定额》，及《广东省市政工程费用定额的补充规定》中给水工程费率。套用《全国市政工程预算定额广东省市政工程单位估价表》中的定额基价，并对基价进行调整，调整系数为15.34%。土方工程计取地区材料基价系数，按《广东省市政工程费用定额》屮土石方工程费率计算。构筑物所用的材料价格根据市场现在价格，经调查分析后综合测算确定。2.本工程概算包括：污水处理站从泵站集水池的进水口直到处理后出水排放管的整个工艺的所有有关的土建建设装备；机械、电器设备的购置、安装及调试；污水处理系统内管线及阀门。3.木工程概算未包括如下部分：需厂方提供的必要的设计技术资料的咨询费（水文、地质、气象及工程实际勘测等）;污水处理站外围进水、出水输送管线；n接入本污水处理站的输变电缆；实物运行调试中动力原材料消耗和监测分析费用。4.3.2工程概算(1)土方开挖工程概算表4.1土方开挖工程概算序号名称单位数量单价总价11调节池m31259.001125.0023调节池m35009.004500.003混合废水调节池m35429.004878.004反应池m31009.00900.005A2/0反应池m33049.002736.006重金属反应沉淀池m3289.00252.007污泥浓缩池m3189.00162.008砂滤池n?539.00477.009出水池m359.0045.00合计15075.00备注：其余未被列出的池子，重金属反应池、砂滤池、出水池均为地上式。n（2）钢筋混凝土工程概算表4.2钢筋混凝土工程概算序号名称单位数量单价总价11调节池（一座3格）m3125320.0032500.0023调节池（一座3格）m3500320.00160000.003混合废水调节池（一座）m3542320.00173440.004反应池（一座4格）m3100320.0032000.005A2/O反应池m3304320.0097280.006重金属反应沉淀池m328320.008960.007污泥浓缩池（一座4格）m318320.005760.008砂滤池m353320.0016960.006出水池m35320.001600.00合计531700.00备注：重金属反应池隔板、出水池的墙体、沉淀池泥斗是砌砖结构，门均为24墙。（3）砌砖工程概算表4.3砌砖工程概算序号名称单位数量单价总价1-•级沉淀池块30000.15450.002加药池块13600」5204.003重金属反应池块16400」5246.004A2/O反应池块162300」52434.005出水池块19600」5294.006合计3178.00n（4）脚手架工程概算表4.4脚手架工程概算序号名称单位数量单价总价11#调节池m21258.001000.0023#调节池m25428.004336.003混合废水调节池m25008.004000.004反应池m21008.00800.005重金屈反应池m2288.00224.006A2/O反应池m23048.002432.007砂滤池m2538.00424.008污泥浓缩池m2188.00144.009合计13360.00（5）模板工程概算表4.5模板工程概算序号名称单位数量单价总价11#调节池m21252&003500.002混合废水调节池m25002&0014000.003反应池m21002&002800.004A2/O反应池m23042&008512.005重金屈反应池m22828.00784.0063#调节池m254228.0015176.007砂滤池m25328.001484.008污泥浓缩池m21828.00504.009合计46760.00n(6)水泥砂浆批荡工程概算表4.6水泥砂浆批荡工程概算序号名称单位数量单价总价11调节池m212512.501562.502混合废水调节也m250012.506250.003反应池m210012.501250.0043#调节池m254212.506775.005重金属反应池m22812.50350.006A2/O反应池m230412.503800.007砂滤池m252.812.50660.008出水池m2512.5062.509污泥浓缩池m21812.50225.0010合计20935.00n表4.7设备部分工程概算序号名称说明m3/h单位数量单价总价11#2#调节池提升泵Q=50台66600.0039600.002混合调节池提升泵Q=87台36600.0019800.0031#2#反应池提升泵Q=50台66600.0039600.0041#2#反应池搅拌装置套48800.0035200.005罗茨风机套216000.0032000.006加药池搅拌装置套33000.009000.007污泥泵台62000.0012000.008板框压滤机台156800.0056800.009工艺管道批123500.0023500.0010斜管立方102550.0056100.0011配件及杂件批110000.0010000.001213电气系统合计套123800.0023800.00377200.00n(8)工程总价估算表4.8工程总价估算序号项口计算方法价格1工程直接费1008208.002设计费(1)x5%50410.403调试费(1)x3%30246.244税收管理费(1—3)x8%78236.945合计1167100.94备注：1.本投资概算不包括基础处理费及调试期间的药剂费;2.本投资概算不包括环保部门验收的费用。4.4运行费用4.4.1药剂费用表4.9药剂费用药品厂家价格规格数量(KG/D)总价(元/D)硫酸720元/吨98%0.03750.027氢氧化钠南京大唐化工有限公司2400元/吨99%25kg/袋0.030.72PAM上海富庶化工有限公司14500元/吨桶135.61966.2次氯酸钠上海海曲化工有限公司280元/吨10%桶17.1934.82合计1971.8备注:水量为2000n"d,笏剂费用为22.967元/d,所以每吨废水笏剂的处理费用为:1971.8-2000=0.986元/nAn4.4.2人工费用工人8人，平均工资1000元/月,则每吨废水的人工费用为：1000x8-30-2000=0.14元/nA4.4.3电费费用电费费用=Nxhx电费-2000=(1.58x6x3.5+4.9x1x24+1.58x4x5+7x3x4+7.5x4x3+15x2x1.5)x0.70-2000=0.17元/m3o4.4.4每吨水的总处理费用每吨水的总处理费用=药剂费用+人工费用+电费费用=0.986+0.14+0.17=1.296元/m‘n本设计主要采用化学法处理2000t/d的含CM废水、含Z/+和Cu*重金属废水和COD、BOD等成分的电镀混合废水，其处理效果理想。出水中各项重金属离子浓度均达到广东省地方标准《水污染排放限值》DB44/26-200冲第一类污染物最高允许排放浓度的排放标准。本设计采用的化学法处理具有以下的特点：（1）在本电镀废水的处理屮，采用比较成熟、经济的化学法处理。（2）pH控制实时响应快，pH控制值稳定、准确，沉淀效果好，重金属去处率高。（3）加药量控制精确，减少认为因素，运行费用控制合理。（4）采用间歇运行或连续运行，视废水水量、水质而定，维护管理方便。（5）处理负荷高，处理时间短，所需装置设备小，占地面积小，耐冲击的适应力强。（6）自动化程度高，可节约人力、物力和财力；实时在线监测，异常情况报警，操作简单。（7）处理后出水水质好，可作为工厂的清洗用水，达到循环再用。n参考文献[1]安成强，等.电镀三废处理技术[M].北京：国防工业出版社,2002.[2]彭昌盛，等.化学法处理混合电镀废水的工艺流程及药剂选择[J].水处理技术,2003,(29):363-366.[3]罗跃宗，沈仲林，柳斌，等.二级监控电镀混合废水处理装置[J]・电镀与环保，1992,12(1):26-27.[4]陈经明.电镀废水治理新工艺的研究[J].工业水处＜1995,15(5):6-7.[5]蒋仁徳.石灰乳浆治理电镀锌废水及锌冋收[J].电镀与坏保,1991,11(6):27-30.[6]刘汉初，骆宏卫,邱萍.电镀废水的处理研究卩]・环境工程,1997,15(3):11・12,60・[7]贺俊兰，迟丽荣.化学沉淀法处理含铅废水[J]・工业水处理,1992,12(2):36-37.[8]王大晖，徐新华，宋爽.工业废水屮专项污染物处理手册[M].北京：化学工业出版社,2000,50-72,123-141.[9]陈惠国.论电镀废水治理技术发展动态[J].电镀与坏保,2001,21(3):32-35.[10]胡宗烈.含銘废水铁氧体法操作条件的理论探讨[J].环境污染与防治，1989,11(2):12-14.[11]魏振枢.铁氧休法处理含珞废水工艺条件探讨[J].化工环保，199&18(1):33-36.[12]赵文波.电镀废水处理方法评议卩]・工业水处理,1987,7(3):7-11.[13]陈惠国.试论我国电镀废水治理的五个阶段[J].工业水处II,1989,9(5):3-6.[14]魏子栋.常压蒸发在电镀中的应用[J]・电镀与精饰，1998,20(4):31・33.[15]Kongsricharoem,N.Polprasert,C・Electrochemicalprecipitationofchromium(Cr6+)fromanelectroplatingwastewater[J].Wat.Sei.Tech.1995,31(9):109-117.[16]Kongsricharoern,N.Polprasert,C.Chromiumremovalbyabipolarelectro-chemicalprecipitationprocess[J].Wat.Sci.Tech.1996,34(9):109-116.[17]Luo,K.Q.Knowledge-basedandmode-basedhybridmethodologyforcomprehensivewasteminimizationinelectroplatingplants[MJ.PlhDthesis,WayneStateUniversity,1999.[18]李春华等.离子交换法处理电镀废水[M].北京：轻工业出版社,1989.[19]Kiefer,R・Holl,W.H.Sorptionofheavymetalsontoselectiveion-exchangeresinswithaminophosphonatefunctionalgroups[J].Ind.Eng.Chem.Res.2001(40):4570-4576.n[1]Lehto,J.Vaaramaa,K.Leinonen,H.Ionexchangeofzincbyanaminophosphonateresin[J].React.Funct.Polym.1997,(33):13-18.[2]Qin,JJ.Wai,M.N.Oo,MH,Wong,F.S.Afeasibilitystudyonthetreatmentandrecyclingofawastewaterfrommetalplating[J].JournalofMembraneScience,2002,(208):213-221.[3]Benito,Y.Ruiz,M.L.Reverseosmosisappliedtometalfinishingwastewater[J].Desalination,2002(142):229-234.[4]Marder,L.Bemardes,A.M.Ferreira,J.Z・Cadmiumelectroplatingwastewatertreatmentusingalaboratory-scaleelectrodialysissystcm[J]・SeparationandPurificationTechnology,2004(37):247-255.[5]贾金平，谢少艾，陈虹锦.电镀废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