1、 314816144 职业技术学院系 毕业设计 论文题目： 某厂电镀废水治理与回用设计 学生姓名： 专业班级： 治理班 指导教师： 完成时间： 2013-05-18 目 录 1 工程概述 . 1 2 设计依据 . 1 3 设计原则 . 2 4 设计范围 . 2 5 废水污染物成分及处理效率 . 2 6 工艺处理流程说明 . 3 6.1 工艺的预处理流程 . 3 6.1.1 含铬废水（系统 A） . 3 6.1.2 含氰废水（系统 B） . 3 6.1.3 含焦磷酸铜废水（系统 C） . 4 6.1.4 含铜、镍酸碱综合废水（系统 D） . 4 6.2 超滤系统 . 5 6.3 反渗透系统 .
2、7 7 工艺设计参数 . 10 7.1 含铬废水调节池 . 10 7.2 破铬池 . 11 7.3 含氰废水调节池 . 11 7.4 破氰池（两个） . 11 7.5 含焦磷酸铜废水调节池 . 12 7.6 PH 调节池 . 12 7.7 混凝池 . 13 7.8 絮凝池 . 13 7.9 含焦磷酸铜废水沉淀池 . 13 7.10 综合废水调节池 . 14 7.11 PH 调整池 . 15 7.12 混凝池 . 15 7.13 絮凝池 . 16 7.14 斜板沉淀池 . 16 7.15 中和池 . 17 7.16 中间 池 1 . 17 7.17 砂滤罐 . 18 7.18 碳滤罐 . 18
3、7.19 保安过滤器 . 18 7.20 精密过滤器 . 18 7.21 超滤系统 . 18 7.22 中间池 2 . 20 7.23 反渗透处理系统 . 20 7.24 回用池 . 22 7.25 污泥浓缩池 . 22 8 废水处理的主要构筑物和设备 . 22 8.1 构筑物 . 22 8.2 设备及材料部分 . 23 9 工艺特点 . 25 10 平面布置、施工原则 . 25 11 废水处理厂高程布置 . 26 12 电气控制 . 26 13 与阀门及设备安装 . 26 13.1 管道安装 . 26 13.2 设备安装 . 27 14、二次污染防治 . 27 15 设施防腐 . 27 16
4、 主要技术经济指标 . 27 16.1 能耗 . 27 16.2 药耗 . 27 16.3 人员配备 . 28 17 操作工培训及岗位职责 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 30 某厂电镀废水治理与回用工程设计 1 1 工程概述 某电镀厂位于惠州市，该厂主要从事五金电镀生产，包括碱性镀铜、酸性镀铜 、镀焦磷酸铜、镀镍、钝化镀铬、镀金和酸洗碱洗等工艺，生产过程中会产生含镍、含铜、含铬、含氰化物和含酸碱等废水，出水水质见表 1。根据 国家行业排放标准 规定，该厂（ 该厂所在地区工业废水 ）排放执行电镀行业污染物排放标准（ GB21900-2008）（表 3 标准）。若不加以治理直接排放会对
5、受纳水体造成严重污染，同时导致废水中铜离子、镍离子、铬离子、氰化物浓度和 PH 严重超标；因此亟需对电镀废水进行治理，在废水达标排放后设计一套回用处理设施。 2 设计依据 1.工厂基础资料：原水水量、水质 2.广东省地方标准水污染物排放限值（ DB44/26-2001） 3.国家电镀污染排放标准（ GB21900 2008） 4.土建工程采用的中国国家设计规范与标准； 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 砌体结构设计规范 GB50003-2001 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 建筑地基基础设计规范 G5000J7-2002 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069
6、-2002 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 建筑设计防火规范 GBJ16-87（ 2001 修订本） 5.室外排水设计规范 GB50014-2006 6.室外给水设计规范 GB50013-2006 7.水处理工程师手册 8.各厂家设备选型样本 9.相关电气、土建设计手册 某厂电镀废水治理与回用工程设计 2 3 设计原则 贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法律、 法规、规范及标准。 根据设计进出水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。 妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥，避免
7、造成二次污染。 为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中所选用的设备为优良名牌设备。 为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，且污水站运行设备有足够的备用率。 站区总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下，使各处理 构筑物尽量集中，节约用地。使厂区环境和周围环境协调一致。 站区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与其周围景观相协调。 4 设计范围 1、废水处理站废水处理工艺流程、工艺设备选型、工艺设备布置； 2、废水处理站的工艺设备动力配线 (分配箱至工艺设备之间 )； 3、废水处理站的工艺管线； 4、废
8、水处理站从调节池至处理后达标回用之间的处理工艺参数的制定。 5 废水污染物成分及处理效率 根据该厂提供相关资料，废水日均排放量为 200 吨，按每天工作运行 20 个小时计算，平均水量为 10 吨 /小时；其污染物水质浓度见 表 1： 某厂电镀废水治理与回用工程设计 3 表 1 污染物浓度 污染物 单位 进水浓度 预计出水浓度 排放标准 去除效率 % 对标结果 总铬 mg/L 80 0.3 0.5 99.6 达标 总铜 mg/L 60 0.2 0.3 99.3 达标 总金 mg/L 30 0.03 0.05 99.9 达标 总银 mg/L 50 0.06 0.1 99.88 达标 总氰 mg/
9、L 50 0.1 0.2 99.8 达标 总磷 mg/L 5-10 0.3 0.5 94-97 达标 总镍 mg/L 80 0.08 0.1 99.9 达标 6 工艺处理流程说明 6.1 工艺的预处理流程 6.1.1 含铬废水（系统 A） 在酸性 PH 值为 2 3条件下，用亚硫酸根将六价铬还原成三价铬，破铬的废水汇入含铜镍酸碱综合废水（系统 D）调节池，然后与其他废水混合，一起进行氢氧化物沉淀，反应方程式如下： 2H2Cr2O7+3H2SO4+6NaHSO3=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3 +3Na2SO4 图 1 含铬废水工
10、艺流程图 6.1.2 含氰废水（系统 B） 废 水在碱性条件下，次氯酸盐将氰根氧化分解为无毒的物质，其反应原理为在碱性条件下，用次氯酸钠作氧化剂，使氰根氧化成氮气、氢气和碳酸盐，反应分两步进行： NaCN NaClO H2O=CNCl 2NaOH CNCl 2NaOH=NaCNO H2O NaCl 2NaCNO+2HOCl=2NaCl+N2 +2CO2 +H2 氧化反应分两步进行：通过 PH 控制系统自动控制碱的加入量，调节废水含铬废水 调节池 破铬反应池 综合废水调节池 某厂电镀废水治理与回用工程设计 4 的 PH 值至 10 11，同时通过 ORP 自动控制系统控制氧化剂的加入量，使废水的
11、ORP 值在 650 550mV 之间；通过 PH 控制 系统自动控制酸的加入量，调节废水的 PH 值为 8 9，同时通过 ORP 自动控制系统控制氧化剂的加入量，使废水的 ORP值为 500-550mV。破氰后的废水汇入到综合废水调节池中 ,和系统 D 的废水合并以进行后续处理。 图 2 含氰废水工艺流程图 6.1.3 含焦磷酸铜废水（系统 C） 利用重金属硫化物的溶度积非常小的原理，先投加 Na2S 破络，通过 PH 控制系统自动投加石灰，调节 PH 值至 10.5，然后自流到混凝池中，使废水中磷酸根离子与钙离子生成羟基磷酸盐，反应完全后，经过絮凝池投加 PAM，然后自流到沉淀池 静置沉淀
12、，上清液流入综合废水调节池，沉渣由重力排入污泥池。 反应式如下： Y2 +S2 =YS 图 3 含焦磷酸铜废水工艺流程图 6.1.4 含铜、镍酸碱综合废水（系统 D） 含镍、酸碱综合废水流入其综合废水调节池中和上述废水合并，然后提升到pH调整池中，加入氢氧化钠调整 PH 值在 10.5 左右，然后自流到混凝池中 ,这时镍、铬等离子形成溶度积极小的沉淀物，通过投加石灰和絮凝剂，使水中颗粒在絮凝剂的作用下加大，然后在斜管沉淀池中利用浅层沉淀的原理加速沉淀分离，达到去除重 金属的目的，上清液流入中和池调节 PH 至 6-9。经预处理的废水调含焦磷酸铜废水 调节池 pH 调整池 混凝池 絮凝池 斜管沉
13、淀池 综合废水调节池 污泥池 含氰废水 调节池 一级、二级破氰反应池 综合废水调节池 某厂电镀废水治理与回用工程设计 5 PH=10.5 左右，反应式如下： H+ OH =H2O Mn+ nOH=M(OH)n 图 4 综合废水工艺流程图 6.2 超滤系统 图 5 超滤系统工艺流程图 超滤膜分离过程是一种与膜孔径大小相关的筛孔分离过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，即在一定压力作用下，当含有大、小分子溶质的混合溶液流过膜表面时，溶剂和小分子溶质（如无机盐类）将透过膜。大分子溶 质则由于体积大于膜孔径而被膜截留，作为浓缩液被回收。因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。 原液一般指
14、需要净化、分离或浓缩的溶液，透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体，浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在净化水工程中，原液是指原水进水，透过液即为净化水，浓缩液则是排放到废水处理站的废水。 超滤的过滤孔径在 0.002-0.1 m 之间的过滤膜称为超滤膜，而一般胶体体积均 0.1 m，乳胶 0.5 m，大肠菌、葡萄球菌等细菌体积 0.2 m，悬浮物、微粒子等体积 5 m，因此超 滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。 超滤膜的分离过程具有以下几个显著特点： 综合废水 综合调节池 pH 回调池 混凝池 絮凝池 斜管沉淀池 中和池 污泥池 中
15、间池 1 砂滤罐 碳滤灌 保安过滤器 超滤膜组件 中间池 2 某厂电镀废水治理与回用工程设计 6 * 在常温和低压下进行分离，因而能耗低，设备的运行费用低。 * 设备体积小、结构简单，投资费用低。 * 超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。 * 超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，在使用过程中不会有任何杂质脱落，运行稳定，保证超滤液的纯净。 以上特点决定了超滤膜的应用非常广泛，从普通家用饮水的净化到工业水处理都有大规模的应用。 (1)超滤增压泵 超滤系统的运行压力为 0.2 0.3MPa，增压泵为其提过稳定的压力和流量
16、。 (2)超滤膜组 采用奥力原中空纤维超滤膜，奥力原超滤膜属毛细管式中空纤维膜，是以高分子材料经特殊的膜制造工艺生产的非对称超滤膜，所用的制膜材料是聚砜或聚丙烯腈，其具有良好的机械性能和耐热、耐化学性能以及较强的抗污染能力。它的切割分子量为 3-10 万道尔顿，单根超滤膜组件包含了数百根到数千根内径1.3mm，外径 2.0mm 的中空膜丝，属于内压式过滤，即原液先进入中空膜丝内部，经压力差的驱动，沿径向由内向外渗透过中空膜丝 ，从而可以滤除原液中的各种细菌、胶体、杂质等大分子物质。 系统设置 1 套超滤膜组，采用 10 支膜组件。系统产水量为 10.m/h.超滤设备全部采用气动蝶阀，实现超滤进
17、水、正冲、反冲等工序的自动运行（要求用户提供无油压缩空气）。 (4)超滤反洗装置 超滤的反洗过程即从中空纤维膜丝的产水侧把等于或优于透过液质量的水输向进水侧，与过滤过程的水流方向相反。因为水被从反方向透过中空纤维膜丝，从而松解并冲走了膜外表面在过滤过程中形成的污物。设计 1套超滤反洗装置，反洗水利用超滤产水。 反洗装置由反洗泵、反洗阀和反洗进出水管道 组成。 (5)超滤化学清洗 在实际膜分离技术应用中，尽管选择了较合适的膜和适宜的操作条件，在长期运行中，过滤通量随运行时间增加必然产生下降现象，即膜污染问题必然发生。浓差极化是超滤膜截留溶质的必然结果，因此必须使浓差极化降到最低程度。 某厂电镀废
18、水治理与回用工程设计 7 清洗系统包括清洗溶液箱、清洗水泵及清洗过滤器。该清洗为手动过程，通常采用手动配药方式，且需将待清洗装置停机后进行。系统设计一套化学清洗系统，并与反渗透系统共用。 (6)控制仪表 为了控制、监测超滤系统正常运行，在整套超滤系统中需配置一系列监测仪表。包括超滤产水和浓水流量计，显 示产水和浓水流量；超滤进口和浓水压力表，显示超滤的运行压力和浓水压力；反洗水泵出口设置压力表，控制反冲洗压力小于 0.2MPa；超滤主机泵组前设置低压保护开关，当主机泵进口压力低于限定值时将停止泵的运行，以保证泵和超滤系统的安全稳定运行。 (7)中间水池 2 中间水池 2 用于储存超滤系统的产水
19、，起到缓冲水量的作用。同时配套液位控制系统，与各水泵及系统连锁控制，达到保护系统的作用。 6.3 反渗透系统 图 6 反渗透工艺流程图 反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。反渗透原理是在高于 溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，从而达到纯净水的目的。反渗透膜是一种采用错流过滤以制取纯水的工艺，被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件。错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染。 反渗透是工艺的核心部分，经反渗透系统处理能去除水体中 99%无机盐类和有机物、微生物、细菌等。 RO 装置在水质分离过程中具有无相变，脱盐率高，设备体积小，自控运行，适应性强，应用范围广，无环境污染等优 点。 (1)阻垢剂加药装置 当难溶盐在 RO 系统内不断被浓缩并超过其溶度积时，这些难溶盐就会在 RO膜表面上不断析出而结垢。为了防止 RO 浓水端，特别是压力容器最后一根膜元件的浓水侧出现难溶性盐类结晶析出，浓水朗格里尔指数 LSI 0，在膜表面形成垢层，从而损坏膜元件的应有性能，故在系统中设置加阻垢剂系统。 阻垢加药装置放置于反渗透系统的进水口，通过计量泵向管道中投加反渗透中间池 2 精密 过滤器 反渗透组件 回用池
