电镀综合废水处理工程设计方案
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
第一章总论 0
1.1 项目概况 0
1.2 设计依据 (1)
1.3 设计范围 (1)
1.4 设计原则 (2)
1.5 设计水量、水质及出水标准 (2)
第二章工艺设计 (4)
2.1 工艺选择 (4)
2.2 工艺流程图 (8)
2.3 工艺流程说明 (8)
2.4 预期处理效果 (9)
第三章废水处理站工程设计 (11)
3.1 主要建、构筑物工艺设计及设备选型 (11)
3.2 土建结构设计 (23)
3.3 公用工程 (23)
3.4 自动控制 (25)
第四章技术经济 (25)
4.1 工程投资估算 (25)
4.2 运行费用 (27)
4.3 主要技术经济指标 (29)
第五章工作进度及服务承诺 (30)
5.1 工作进度安排 (30)
5.2 服务承诺 (30)
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
1.1 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：Ni 2+、Cu2+、Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+等。其PH值一般为4—6，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，处理环境各不相同，是非常难以处理的一种工业污染废水。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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，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。
1.5 设计水量、水质及出水标准
1.5.1 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、COD Cr 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、COD Cr 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、COD Cr 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、COD Cr 等；
5、含铬废水( W5)主要来自于镀铬、钝化、粗化、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 、COD Cr、总铁等；
总水量的确定：根据上述分析，生产废水产生量Q=Σ(W1+W2+ ?
W6)=300m3/d。考虑到水量变化以及设计裕度(取Kz= 1.33)，设计处理日处理能力为Q max=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q e=50m3/h。
1.5.2 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
1.5.3 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《污水综合排放标准》，现实行新的行业标准），具体指标如表1-2：
mg/l
第二章工艺设计
2.1 工艺选择
2.1.1 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-）氧化为二氧化碳（CO2）和氮气（N2）
CN - + OCl - + H 2O CNO - + Cl - + H 2O 2CNO - + 4OH - + Cl 2
CO 2 + N 2 + 6Cl - + 2H 2O
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
W1)
2.1.2 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：
P 2O 74- + ClO - 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
焦磷酸废水
反应调节池 2 并入综合废水 W4 （W2）
2.1.3 含镍废水（ W3）
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：
净化水
含氰废水 反应调节池 1
并入综合废水（ W4 ）
2 PO 42- + Cl -
并入综合废水W4
2.1.4 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次混凝沉淀作用。
M n+＋nOH-=M（OH）n↓
W4 的处理工艺流程为：
W1、W2、W3 碱PAC PAM
去中和池 2
2.1.5含铬废水（W5）
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+＋3OH-=Cr（OH）3↓
W5 支线的处理工艺流程为：
(W5)
去排放口pH 回调池沉淀池2
2.1.6 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、COD cr 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COD cr及磷的含量。W6 的处理工艺流程为：碱、铁盐
PAC、PAM
除油除蜡清洗水
（W6）
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）
2.1.7COD cr 的去除
由于电镀废水生化性很差，真实B/C 值不足0.2，采用生化法很难去除。在本方案中，清污分流后COD cr含量较高的是除油除蜡废水（W6），其余废水COD cr 值较低，对W6 采用物化的方法将COD cr 降至200mg/l以下再与其他废水混合，混合后的废水COD cr在150mg/l 左右，采用臭氧氧化+吸附的方式可确保COD cr 达标。
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
≥10.5 ）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
（pH3～3.5）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，可有效去除焦磷酸、化学镍等络合物，处 理后的废水与 W1、W3、 W4合并处理；
2.2 工艺流程图
排放
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10.5 ～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的废水一起流入中和池2，调节pH8.5～9.0，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8.5 ～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。
2.4 预期处理效果
预计处理过程中污染物削减情况如表2-1
含氰废水（W1）中氧化破氰工艺对CN-的去除率按99.75％计，同时COD cr 的去除率按55.6%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99.5%计，氧化剂同时降低约46.7%的COD cr；
含镍废水（W3）经槽边回收装置回收，对Ni 2+去除率按99.3%计；综合废水（W4）与W1、W2、W3 相互混合稀释，经中和沉淀，对Ni 2+、Cu2+去除率按99.3%、98.9%计，COD cr 的去除率按23.3%计；
含铬废水（W5）采用焦亚硫酸钠还原，对Cr6+的去除率按99.97% 计，同时由于焦亚硫酸钠的过量投加，COD cr升高到200mg/l 左右；W4 与W5 混合后，COD cr 有所稀释，降至157mg/l，再经中和沉淀，去除率按23.6%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，COD cr
去除率按60%计；
臭氧氧化+活性碳吸附，对COD cr 的去除率按62.5%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
3.1 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、臭氧发生器、污泥脱水设备等。
3.1.1 调节池1 设计参数：设计水量：q h＝5m3/h 停留时间：HRT=13.5h 有效容积：V ＝67.5m3 有效水深：H=2.5m 土建外形尺寸：L×B×H＝3.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼, 内壁作防腐处理。配套设备：
1. 提升泵
型号：50UHB-ZK-20-20/4流量：Q＝20m3/h
扬
程：H＝20m功率：N=4.0kw
数量：二台（一用一备）
2. 液位控制器
数量：二台（与水泵联动）
3.PH 计
数量： 1 套
4．ORP 仪表
数量： 1 套
3.1.2 反应调节池 2 设计参数： 设计水量： q h ＝3.325m 3/h 停留时间： HRT=20h 有效容积： V ＝67.5m 3 有效水深： H=2.5m 土建外形尺寸： L ×B ×H ＝3.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼 , 内壁作防腐处理。 配套设
备：
1. 提升泵
型号： 32UHB-ZK-15-15/2.2 流量： 扬程： H ＝ 15m 功率：
数量：二台（一用一备）
2. 液位控制器 数量：二台（与水泵联动）
3. PH 计
数量： 1 套
4．ORP 仪表
数量： 1 套
3.1.3 调节池 4 设计参数：
设计水量： q h ＝8.125m 3/h
停留时间： HRT=11h 有效容积： V ＝90m 3
有效水深： H=2.5m 土建外形尺寸： L ×B ×H ＝4.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼 , 内壁作防腐处理。
Q ＝15m 3/h N=2.2kw
配套设备：
1. 提升泵
型号：50UHB-ZH-20-20/4 流量：Q＝20m3/h
扬程：H＝20m 功率：N=4.0kw
数量：二台（一用一备）
2. 液位控制器数量：二台（与水泵联动）
3.1.4 中和池1
设计参数：
设计水量：q h＝40m3/h
停留时间：HRT=3.4h 有效容积：V ＝135m3
有效水深：H=2.5m 土建外形尺寸：L×B×H＝6.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼, 内壁作防腐处理。
配套设备：
1. 提升泵
型号：50UHB-ZK-20-20/4 流量：Q＝20m3/h
扬程：H＝20m 功率：N=4.0kw
数量：二台（一用一备）
2. 液位控制器
数量：二台（与水泵联动）
3.PH计
数量：1 套
3.1.5 絮凝反应池1
设计参数：
设计水量：q
h＝20m3/h（按水泵流量）
停留时间：HRT=18min
有效容积：V＝6m3
有效水深：H=2.0m
外形尺寸：L×B×H＝1.5×2.0×2.5m（共2格）
结构形式：钢制防腐，与沉淀池合并。
配套设备：
1. 搅拌机
功率：N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制
数量：2 台
3.1.6 沉淀池1
设计参数：
设计水量：q
h＝20m3/h
表面负荷：q=0.667m3/m2.h
停留时间：HRT＝3h
有效容积：V＝60m3
外形尺寸：L× B×H＝5.0 × 6.0 ×3.5m
结构形式：钢制，内壁作防腐处理。
配套设备：
1. 斜管填料
规格：孔径50 mm，长1m
数量：30m3
3.1.7 调节池5
设计参数：
设计水量：q h＝15m3/h
停留时间：HRT=7.5h
有效容积：V ＝112.5m3
有效水深：H=2.5m
土建外形尺寸：L×B×H＝5.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼, 内壁作防腐处理。配套设备：
1. 提升泵
型号：50UHB-ZK-20-20/4 流量：Q＝20m3/h
扬程：H＝20m 功率：N=4.0kw
数量：二台（一用一备）
2. 液位控制器
数量：二台（与水泵联动）
3.1.8 还原池
设计参数：
设计水量：q h＝20m3/h
停留时间：HRT=18min
有效容积：V ＝6m3
有效水深：H=2.0m
外形尺寸：L×B×H＝1.5×2.0×2.5m（共2格）结构形式：钢制防腐。配套设备：
1. 搅拌机
功率：N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制
数量：2台
2. PH计
数量：1 套
3.ORP仪表
数量：1 套
3.1.9 中和池2 设计参数：
设计水量：q
h＝40m3/h（按水泵最大组合流量）
停留时间：HRT=3.4h
有效容积：V＝135m3
有效水深：H=2.5m
土建外形尺寸：L×B×H＝6.0 ×9.0 × 3.0m 结构形式：地下钢砼, 内壁作防腐处理。配套设备：
1. 提升泵
型号：65UHB-ZH-40-15 扬程：H＝15m
数量：二台（一用一备）
2. 液位计数量：1 套
3. pH 仪表
数量：1 套
3.1.10 絮凝反应池2
设计参数：流量：Q＝
40m3/h
功率：N=5.5kw
设计水量：q
h＝40m3/h
停留时间：HRT=23min
有效容积：V＝15.6m3
有效水深：H=2.5m
外形尺寸：L×B×H＝2.5×2.5×3.0m（共2格）
结构形式：钢制防腐，与沉淀池合并。
配套设备：
1. 搅拌机
功率：N=2.2kw，浆叶防腐，非标定制
数量：2 台
3.1.11 沉淀池2
设计参数：
设计水量：q
h＝40m3/h
表面负荷：q=0.80m3/m2.h
停留时间：HRT＝2.5h
有效容积：V＝100m3
外形尺寸：L× B×H＝5.0 × 10.0 ×3.5m
结构形式：钢制防腐。
配套设备：
1.斜管填料
规格：孔径50 mm，长1m
数量：50m3
3.1.12 调节池6
设计参数：
设计水量：q h＝15m3/h
停留时间：HRT=7.5h