1、 本科毕业论文（设计） 论文题目： 基于提标后的电镀生产废水处理工艺设计 所在学院 生物与环境学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 日 摘 要 采用化学和电化学工艺，对宁波轻纺城电镀工业区污水处理方案进行了工艺参数选择和初步设计计算，并且确定了主要构筑物尺寸和设备选型， 通过对厂区进行平面布置和工艺流程的布置后，最后对工程进行了造价成本和运行成本的经济核算。该工艺处理规模为 1900m3/d，处理原水水质为 氰 20mg/L，六价铬 100mg/L，铜110mg/L，锌 30mg/L， COD150mg/L，处理后出水水质为 氰 0.032mg/L，六价铬
2、0.2mg/L，铜 0.18mg/L，锌 0.01mg/L， COD0.01mg/L，达到电镀污染物排放标准(GB21900-2008)。该工程造价成本为 447.65 万元，每立方米废水处理成本为 1.13元。 关键词： 电镀废水 处理；工艺流程；设计计算；成本 ABSTRACT The techniques of “electrochemical”was applied for the water treatment proce-ss of electroplating sewage disposal plant in Ningbo qingfang town. The primary d
3、esign results were obtained through calculation with the correct choice of proce-ss parameters. The structure of main constructions were determined and the mainequipments were selected. The building plan of the plant and the flow process chart were drafted according to the calculation results. The e
4、conomic accounting of the whole project was analyzed respectively for the fabrication cost and the running cost. The sewage flow of this plant is 1900m3/d with the influent water concentrate on of CN-20mg/L,Cr6+100mg/L, Cu2+110mg/L,Zn2+30mg/L,COD 100mg/L; the quality of effluent water meets the Elec
5、troplating Sewage DischargeStandard (GB21900-2008)with the concentration of CN-0.032mg/L,Cr6+0.2mg/L,Cu2+0.18mg/L, Zn2+0.01mg/L,COD0.010mg/L. In this project the fabrication co-st was 44.765 million yuan and the running cost was 1.13yuan per m3. Key Words: Electroplating sewage treatment; technologi
6、cal process; design and calcul- ation;cost I 目 录 1.前言 . 1 2.基本资料 . 1 2.1 设计水量 . 1 2.2 设计进水水质 . 2 2.3 废水处理处理要求 . 2 2.4 气象与水文资料 . 2 2.5 污水处理站位置的确定 . 3 3设计依据和标准 . 4 4.污水处理站处理工艺 . 4 4.1 含铬废水 . 4 4.2 综合废水 . 5 4.3 污水处理系统工艺流程 . 7 5.污水处理站工程设计 . 8 5.1 调节池 . 8 5.2 含铬废水处理系统 . 10 5.3 综合废水处理系统 . 14 5.4 清水池 . 17
7、6.主要构筑物及设备 . 18 6.1 主要设备清单及性能 . 18 6.2 污水处理系统构筑物 . 18 7.污水管道尺寸的确定 . 19 8.高程计 算 . 19 8.1 水头损失计算 . 19 8.2 高程确定 . 20 9.经济评价 . 21 9.1 工程投资估算 . 21 9.2 运行成本 . 22 10.结论 . 23 II 参考 文献 . 24 致 谢 . 26 1 1.前言 电镀业是当今世界三大污染工业之一，电镀废水成分比较复杂、废水组成差异较大且废水量大，其中含有大量各种重金属离子、氰化物等，有些甚至属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质 1-3，就一般电镀企业而言，所排放的废水水
8、质大致相同。废水中主要污染物有铜、锌、镍等重金属及其络合物、 F-、 SS、碱、 酸和有机物等，个别电镀企业废水还含有 Cr6+、 CN-4-6如不经处理直接排放，将对受纳水体产生污染，甚至会危及人体生命。电镀废水的毒性大、排放量大、难以治理等特点在各种污染源中显得尤其值得关注。随着科技的发展进步，该工业所排放的电镀废水水量也随之越来越大。根据有关调查显示，我国现有 1.5 万多家电镀工厂，每年排放的电镀废水约有 40 亿 m3，其中有约 50%的未达到国家排放标准 7-9。 宁波市鄞州电镀工业区电镀废水站建于 2002 年，废水分为含铬废水和综合废水，废水的主要来源：电镀前处理除锈除油、电镀
9、、出光 以及钝化后道水洗的环节，各类镀件的漂洗废水、地面的冲洗废水、镀液过滤和废镀液、冲刷地坪和极板及由于镀槽渗漏或操作管理不善引起的各种槽液和废水，另外还有化验排放水和废水处理过程中自用水的排放 10-12。设计水量为 1900m3/h。工艺采用化学法及电化学法，其中综合废水中含氰、铜、锌等重金属离子及有机化合物，无机盐。 从废水入口调节池至标准排污口，其中包括有建筑、结构、工艺、设备、电气、仪表自控等专业。方案设计内容包括进出水水质、设计原理、设计的工艺流程、各构筑物的尺寸、设备选型、工程投资估算、运行费用说明 、平面布置等技术文件。 2.基 本资料 2.1 设计水量 根据宁波鄞州电镀工业
10、区生产工艺，综合废水、含铬废水 2 类，其中综含氰废水含铜、铬、锌等废水。设计日处理量 1900m3/d (135.7m3/h,日处理 7h)，其中含氰废水 1400m3/d (100m3/h，日处理 7h)，含铬废水 500m3/d (35.7m3/h,日处理 7h)。 2 2.2 设计进水水质 根据目前实际情况，进水水质采用如表 1： 表 1 电镀工业区废水水质 类型 项目 最大值 (mg/L) pH值 水量 (m3/d) 综合废水 氰 20 6 8 1400 铜 锌 SS COD 110 30 120 150 含铬废水 六价铬 总铬 100 150 3 5 500 COD 80 SS 5
11、0 2.3 废水处理处理要求 根据电镀污染物排放标准 GB21900-2008 表 2 的水污染物排放限值，废水外排水质如表 2 所示： 表 2 电镀废水污染物排放标准 污染物 排放浓度限值 总 铬 (mg/L) 1.5 六价铬 (mg/L) 0.5 总 铜 (mg/L) 1.0 总 锌 (mg/L) 2.0 总 铁 (mg/L) 5.0 总 铝 (mg/L) 5.0 pH 值 6 9 悬浮物 (mg/L) 70 化学需氧量 (CODCr， mg/L) 100 总氰化物（以 CN计， mg/L） 0.5 2.4 气象与水文资料 鄞州区地处浙东沿海，杭州湾南岸，行政区域面积 1380.54 平方
12、公里，海岸线25.66 公里，河网总长 1600 多公里。境内 “ 五山四田一分水 ” ，其中低山丘陵面积706.14 平方公里，占总面积的 51.1%；平原面积 528.54 平方公里，占总面积的 38.3%；3 水域面积 145.86 平方公里（包括象 山港面积 53.5 平方公里），占总面积的 10.6%。全区大部分属甬江水系，甬江干流奉化江穿越鄞州区平原地区；小部分属大嵩江流域，为独流入海（象山港）水系。 宁波地处宁绍平原，纬度适中，温和湿润，冬夏季风交替明显，但由于所处纬度常受冷暖气团交汇影响，加之倚山靠海，特定的地理位置和自然环境使各地天气多变，差异明显，灾害性天气相对频繁，但同时
13、也形成了多样的气候类型，给发展多种经营提供了有利的自然条件。宁波四季分明，冬夏季长达 4 个月，春秋季仅约 2 个月。若以平均气温 22 为夏季、 10 为冬季、10 22 为春秋两季这 一标准划分，一般是 3 月第六候入春， 6 月第一候进夏， 9月第六候入秋， 11 月第六候入冬。宁波全市的多年平均气温 16.4 ，极端气温最高41.2 ，最低 -10 。 2.5 污水处理站位置的确定 厂区地处浙江东部沿海，临近奉化江。厂区用地为原堆泥场地，具体见图 1。 图 1 厂区与原有厂区地形关系图 4 3设计依据和标准 (1)鄞州电镀城每月自来水总用量； (2)环境工程手册水污染防治卷； (3)电
14、镀污染物排放标准 (GB219002008)； (4)污水综合排放标准； (5)排水手册； (6)废水处理工艺设计计算； (7)给水排水设计手册； (8)水处理工程师手册； (9)地表水环境质量标准 (GB3838-2002)； (10)城镇污水处理厂污染物排放 标准 (GB18918-2002)； (11)混凝土结构设计规范 (GBJ10-98)； (12)室外排水设计规范 (GBJ-87)有关规定； 4.污水处理站处理工艺 4.1 含铬废水 铬是一种钢灰色的耐腐蚀硬金属，相对密度为 6.92，熔点为 1615 ，沸点为2200 。纯铬有延展性，含杂质的铬质硬而脆。铬在水中常以三价（ Cr3
15、+）和六价（ Cr6+）离子形式存在，其氧化物为 Cr2O3， CrO3，铬酸盐为 Na2CrO4， Na2Cr2O7，是强氧化剂，在废水中铬主要以六价形式存在。含铬废水 PH为 3 5， COD 80mg/L，SS 50mg/L， CCr6+ 100mg/L， C 总 Cr 100mg/L。在调节池一中使用 PH(OPR)仪表自动控制含铬废水 PH至 1.52.0用耐腐蚀潜水泵将含铬废水从调节池中打到还原池中将六价铬还原成三价铬，还原池中的还原剂为铁屑，成本低，而且使用铁屑为废物再利用。 还原反应原理： 在酸性条件下，铁屑在废水中形成腐蚀电池，并发生电化学还原反应，铁将置换氢离子生成亚铁离子
16、，并于水中 Cr6+发生氧化还原反应，生成 Cr3+，反应方程式5 如下所示： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Cr2O72- + 14H+ + 6 Fe2+ =2 Cr3+ 7H2O + 6 Fe3+ 在还原池中反应停留时间为 1520 分钟，然后通过管道自流入反应池中，用加药泵加入生石灰溶液，用 PH(OPR)仪表自动控制 PH值为 8 9，并用搅拌机搅拌。 沉淀反应式如下： Fe3+ + 3OH- =Fe(OH)3 Cr3+ + 3OH- =Cr(OH)3 然后通过管道自流入沉淀池。沉淀池中的污泥用污泥泵打入板框压滤机，沉淀池中的上层清夜流入储水池中。 4.2 综合 废水 含氰
17、废水中， CCu2+ 110mg/L， CZn2+ 30mg/L， CCN- 20mg/L， COD 150mg/L，SS 120 mg/L， PH值在 6 8。使用耐腐蚀泵将综合废水从调节池二打入氧化复合絮凝床中进行氧化分解并絮凝。 氧化絮凝复合床 (OFR)试验装置为结构示意如图 2 所示。 1-槽体； 2-阳极； 3-阴极； 4-隔膜； 5-填料； 6-布气板； 7-入气口； 8-入水口； 9-出水口 图 2 OFR 实验装置示意图 氧化复合絮凝床（ OFR）技术原理：以（三维电极提供的）电能作激发能，以无机物作为引发剂，利用 O2 生 成初生态的 H2O2，再进一步分解生成羟基自由基（ OH），利用羟基自由基（ OH）强氧化性处理高浓度难生化有机废水。羟基自
