电镀废水处理站设计_毕业设计书.doc

1、毕 业 设 计题 目：电镀废水处理工程设计摘要 .1说明说一 项目概况 .11.1 项目地理情况 .11.2 设计任务 .11.3 工程设计规模 .1二 处理方案论证 .22.1 处理方案选择 .22.2 工艺流程的确定 .7计算书一 物料衡算 .7（一） 含铬废水处理系统 .7（二） 含氰废水处理系统 .11（三） 含铜废水处理系统 .13二 主 要 构 筑 物 及 设 备 选 型 的 计 算2.1 格栅 .142.2 调节池 .152.3 酸洗槽 .172.4 铁粉反应器 .182.5 中和反应池 .212.6 反 应 池 （ 一 级 破 氰 反 应 池 、 二 级 破 氰 反 应 池 ）

2、 .222.7 竖 流 沉 淀 池 .232.8 斜板沉淀池 .25三 污泥部分设计计算3.1 污 泥 浓 缩 设 备 .303.2 污 泥 脱 水 设 备 .30四 管 网 布 置 与 水 力 计 算4.1 平 面 布 置 .324.2 高程布置原则 .324.3 污水水头损失计算 .324.4 污 泥 管 道 水 头 损 失 计 算 .354.5 主 要 构 筑 物 清 单 .37五 劳动定员六 结论七 参考文献说明书一、项目概况1.1 项目地理情况：（以下所有项目都假设定位于广州地区）广州地区位于东经 112 度 57 分-114 度 03 分，北纬 22 度 35 分-23 度 35

3、分，属于南亚热带季风气候区。该地区气候特点为：地处低纬，地表受太阳辐射量较多，同时受季风影响，夏季海洋暧气流形成高、温湿、多雨的气候：冬季北方大陆冷风形成干燥、低温、少雨。年平均气温为 21.4-21.9 度，最热 7、8 月平均气温为 12.4-13.5 度。绝对最高气温为 38.7 度，最低一月的气温为 12.4-13.5 度。珠江水位最高 3.1m，最低 1.8m，常水位 2.5m 地面相对标高：0.00m，绝对标高 4.5m。项目位于珠江下游，北面靠珠江，南面靠公路。土质为冲积沙质粘土。夏季吹西南风 1-2 级，冬季吹东北风 1-4 级，雨季偶有台风 8-12 级。夏季气温 28-35

4、 度。处理后直接排入珠江，污水厂排污口距珠江约 200m，污泥脱水后外运，不产生二次污染。1.2 设计任务：某电镀企业，在生产过程中生产大量的生产废水，废水主要为含氰废水（主要污染物为氰化亚铜、氰化锌、氰化钠等） 、含铬废水（主要污染物为铬酐）及含铜废水。上述废水若不经处理后而直接排放，将对周边环境造成严重影响。为了保护环境，该厂决定对所排放废水进行处理，处理后出水标准达到广东省地方标准水污染排放限值 （DB44/26-2001）第二时段一级标准后排放或回用于生产。 1.3 工程设计规模：工程规模为 1000m3/d，按照每天 20 小时的运行时间，其具体的水质水量见下表：表 1 废水水量、水

5、质表 单位：mg/L(PH 除外)序号 污染来源 废水产生量 指标 污染物浓度1 含铬废水 200m3/dCr6+PhCODCr55.6571502 含氰废水 200m3/dPhCN-7 91003 含铜废水 600m3/d Cu2+ 130本工程废水排放执行广东省地方标准水污染排放限值 （DB44/26-2001）第二时段标准，排放标准具体指标见下表：表 2 废水排放标准表 单位为 mg/L(PH 除外)名称 PH CODCr SS CN- Cr6+ 总铜排放标准 69 90 60 0.5 0.5 0.5要求电镀废水处理程度Cr6+ =55.70.5 / 55.7=99%CODcr =150

6、90 / 150=40%CN- =1000.5 / 100=99.5%Cu5+ =1300.5 / 130=98%二、处理方案论证2.1处理方案选择各种不同的电镀废水，可采用多种处理工艺，根据废水性质、场地、达到的要求、建设投资费用等条件选定。目前处理电镀废水的主要方法有：1.化学法在电镀废水中投加化学药剂，通过化学反应改变废水中污染物的化学和物理性质，使其变为无害物质或易于与水分离的物质，进下一步从废水中除去的处理方法。常用的化学法又有氧化法、还原法、中和法、硫化法、混凝沉淀、混凝气浮等方法。例如含氰废水的碱性氯化法，含铬废水的还原法、重金属的氢氧化物混凝沉淀法、酸碱废水的中和法等。该法是传

7、统的电镀废水处理方法，随着PH、ORP等自动控制仪器的采用及投药装备自动化，使化学法得到进一步完善和提高，成为最常用的方法。2.离子交换法离 子 交 换 法 是 利 用 离 子 交 换 树 脂 对 废 水 中 的 阴 阳 离 子 的 选 择 性 交 换 作 用 来 处 理 废 水 的方 法 。 几 乎 对 所 有 有 害 的 无 机 有 害 离 子 都 可 以 用 此 方 法 处 理 。 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 的 补 充 液 或 用 作 清 洗 水 。 当 不 考虑 再

8、生 洗 脱 液 的 处 理 时 ， 用 离 子 交 换 法 可 以 实 现 无 脱 水 排 放 的 “零 排 放 系 统 ”。因 此 ， 离 子 交 换 法 也 是 处 理 电 镀 废 水 的 常 用 方 法 之 一 。 随 着 高 长 寿 的 离 子 交 换 树 脂 的研 制 ， 处 理 设 备 的 小 型 化 、 自 动 化 ， 此 方 法 仍 在 不 断 发 展 之 中 。 离 子 交 换 法 也 有 不 足 之 处 ：一 次 投 资 大 ， 一 般 占 地 面 积 大 ， 技 术 较 难 掌 握 ， 废 水 中 处 理 物 浓 度 不 宜 太 高 ， 存 在 再 生 脱液 的 处 理

9、问 题 。目 前 ， 离 子 交 换 法 多 用 于 制 取 电 镀 用 的 纯 水 以 及 含 溴 、 铬 、 金 等 废 水 的 处 理 。 离 子 交 换 法适 用 于 电 镀 生 产 量 大 、 资 金 及 技 术 力 量 雄 厚 的 单 位 ， 而 且 适 用 于 单 一 废 水 的 处 理 。3.电解法电解法是利用通电时阴阳极的电化学反应而使废水中的有毒物质分解、氧化还原、沉淀的方法。电解法在处理含氰、含铬、含银、含铜等废水中得到较多的应用。利用电解法原理已制成各种定型设备，操作简单，对一些小型电镀厂比较适用，但电解法消耗电能和极板材料较多，还受到其他因素限制，目前使用越来越少。表

10、 3 各类电镀废水处理工艺特点比较工艺方法 建设投资 运行成本 占地面积 处理效果 出水水质 污泥量 工艺弱点化学法 中 低 多 尚可 一般 多 药剂量大离子交换法 高 高 少 好 好 少 操作复杂电解法 低 高 少 不确定 不确定 较多 处理量少2.2 工 艺 流 程 的 确 定经 过 处 理 效 率 ， 环 境 效 益 ， 经 济 效 益 的 共 同 评 估 ， 本 设 计 采 用 按 废 水 的 不 同 种 类 分 别处 理 废 水 的 组 合 法 ， 即 铁 粉 内 电 解 法 （ 处 理 含 铬 废 水 ） + 二 氧 化 氯 协 同 氧 化 剂 破 氰 法（ 处 理 含 氰 废 水

11、 ） + 混 凝 沉 淀 法 （ 处 理 含 铜 废 水 ） 。本 设 计 思 路 是 在 各 构 筑 物 废 水 停 留 时 间 上 设 计 构 筑 物 的 尺 寸 参 数 ， 并 且 采 用 连 续 式 的方 式 处 理 废 水 ， 所 以 本 设 计 的 资 金 投 入 量 低 和 构 筑 物 尺 寸 小 、 占 地 面 积 小 ， 以 及 减 少 废 水排 放 ， 操 作 方 法 简 便 ， 提 高 废 水 处 理 效 率 的 优 点 。（ 一 ） 工 艺 流 程 的 优 点1 铁 粉 内 电 解 法 。 其 处 理 废 水 后 不 但 各 种 金 属 离 子 浓 度 远 低 于 允

12、许 排 放 浓 度 ， 并 且 还 有一 定 的 脱 盐 和 去 除 COD 的 能 力 ； 从 经 济 上 来 说 ， 除 了 电 耗 外 ， 消 耗 的 主 要 材 料 是 铁 粉 ，其 来 源 广 泛 ， 价 格 低 廉 ； 此 法 所 用 的 酸 和 碱 可 以 采 用 电 镀 车 间 产 生 的 废 酸 和 废 碱 ， 达 到 以废 治 废 的 效 果 。铁 粉 内 电 解 原 理当 含 Cr6+废 水 通 过 铁 粉 时 ， 在 一 定 的 PH 条 件 下 ， 铁 粉 内 发 生 原 电 池 反 应阳 极 反 应 ： Fe 2e Fe2+Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14

13、H+ 2 Cr3+ + 6 Fe 3+ + 7 H2O （ 酸 性 条 件 ）CrO4 2- + 3 Fe2+ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O （ 碱 性 条 件 ）阴 极 反 应 ： 2 H+ + 2 e H22 二 氧 化 氯 协 同 氧 化 剂 破 氰 法 。 与 传 统 的 化 学 法 相 比 ， 二 氧 化 氯 协 同 氧 化 剂 破 氰 法 具 有节 能 、 设 备 投 资 少 、 运 行 成 本 低 、 体 积 少 、 效 率 高 、 操 作 方 便 、 无 需 专 人 值 守 使 用 寿 命 长的 特 点 。二 氧 化 氯 所 以 有 强 的 氧 化

14、力 ， 主 要 是 由 于 是 在 正 四 氧 化 态 下 的 氧 化 能 力 较 强 ， 其 活 性为 氯 的 2.63 倍 。 因 此 ， 能 处 理 含 氰 、 硫 、 金 属 离 子 、 产 酸 根 、 残 存 有 机 物 的 工 业 用 其 破氰 反 应 如 下 。一 级 反 应 ： pH 值 8.511.5ClO2+NaCN+NaOH+H2O NaCNO+NaCl+3OHClO2+Zn(CN)2+NaOH+H2O Zn(CNO)2+NaCl+2OHClO2+CuCN+NaOH+2H2O CuCNO+NaCl+3OH二 级 反 应 ： pH 值 7.58.52NaCNO+2ClO2+

15、2H2O N2 +2CO2 +2NaCl+4OHZn(CNO)2+2ClO2+2NaOH+2H2O N2 +2CO2 +Zn(OH)2 +2NaCl+4OH2CuCNO+2ClO2+2NaOH+2H2O N2 +2CO2 +2Cu(OH)2 +2NaCl+2OH同 时 利 用 氧 化 还 原 的 原 理 ， 还 可 以 去 除 废 水 中 的 部 分 阴 离 子 ， 如 S2-、 SO 2-、 NO 和 Fe3+、 Mn2+、 Ni2+。3.混 凝 沉 淀 法 。 技 术 比 较 成 熟 ， 运 行 成 本 低 、 操 作 简 单 。用 NaOH 调 整 pH 值 ,再 用 FeCl3 做 混

16、 凝 剂 ， 作 絮 凝 剂表 4 各种金属离子去除的最佳 PH 值，列表如下：金属离子 PH 范围 残留浓度(mg/L) 备 注Cu2+ 7-14 1Ni2+ 9 1Sn2+ 5-8 1Zn2+ 9-10.5 1 PH10.5 再溶解Fe3+ 5-12 1 PH12 再溶解Al3+ 5.5-8 3 PH8 再溶解（ 2） 流 程 1.污 水 流 程含 铬 废 水 处 理 系 统 _含 铬 废 水 调 节 池 酸 洗 槽 铁 粉 处 理 器 中 和 反 应 池 坚 流 沉 淀 池 排 水含 氰 废 水 处 理 系 统含 氰 废 水 一 级 反 应 槽 二 级 反 应 槽 坚 流 沉 淀 池 排

17、 水 二 氧 化 氯 发 生 器含 铜 废 水 处 理 系 统 含 铜 废 水 调 节 池 PH 调 整 槽 混 凝 槽 絮 凝 槽 斜 板 沉 淀 池 排 水2.污 泥 流 程污 泥 污 泥 浓 缩 机 污 泥 脱 水 机 污 泥 外 运 （ 交 给 专 业 公 司 处 理 ）工艺流程说明含铬废水处 理 系统1 含 铬 废 水 进 调 节 池 ， 进 行 水 质 水 量 的 均 衡 调 节 ；2 废 水 经 调 节 池 进 入 酸 洗 槽 加 入 酸 废 水 （ 设 计 中 取 用 H2SO4） 进 行 酸 化 ， 因 反 应 是在 酸 性 条 件 下 进 行 ， 为 后 面 反 应 做 准

18、 备 ；3 以 酸 化 的 废 水 进 入 铁 粉 反 应 器 进 行 内 电 解 反 应 ， 使 Cr6+还 原 为 Cr3+；4 反 应 后 的 废 水 进 入 中 和 反 应 池 加 入 NaOH 进 行 中 和 反 应 ， 将 Cr3+、 Fe3+从 废 水 中去 除 ， 后 进 入 沉 淀 池 进 行 沉 淀 ；5 沉 淀 后 的 污 泥 进 行 处 理 与 处 置 。含 氰 废 水 处 理 系 统1 含 氰 废 水 进 入 调 节 池 ， 进 行 水 质 水 量 的 均 衡 调 节 ；反 冲 洗2 废 水 经 调 节 池 进 入 一 级 反 应 池 ， 在 一 级 反 就 池 内

19、在 不 同 时 间 段 分 别 加 三 次 药 。 首 先 加 碱 废 水 （ 设 计 中 取 用 NaOH)调 整 PH 值 ， 再 从 二 氧 化 氯 协 同 氧 化 剂 发 生 器 加 入 以 二氧 化 氯 为 主 的 氧 化 剂 进 行 一 级 破 氰 反 应 ， 破 氰 反 应 后 为 了 后 续 处 理 要 加 入 H2SO4 使 其 酸化 ；3.废 水 经 过 一 级 破 氰 流 入 二 级 反 应 槽 ， 同 样 地 从 二 氧 化 氯 协 同 氧 化 剂 发 生 器 加 入 以 二氧 化 氯 为 主 的 氧 化 剂 进 行 二 级 破 氰 反 应 ， 二 级 破 氰 完 全

20、反 应 后 加 入 NaOH 去 除 废 水 中 的Zn2+和 Cu2+， 后 进 入 沉 淀 池 进 行 沉 淀 ；4.沉 淀 后 的 污 泥 进 行 处 理 与 处 置 。含 铜 废 水 处 理 系 统 1.含铜废水进入调节池，进行水 质 水 量 的 均 衡 调 节 以 及 曝 气 。2.废 水 经 调 节 池 进 入 FPH 调 整 槽 加 入 碱 废 水 （ NaOH)进 行 碱 化 。3.经 碱 化 的 废 水 进 入 混 凝 槽 加 入 FeCl3 使 废 水 水 的 颗 粒 凝 聚 。4.经 凝 聚 的 废 水 颗 粒 流 入 絮 凝 槽 ， 加 入 PAM 使 凝 聚 的 颗

21、粒 进 一 步 混 凝 。5.经 最 后 废 水 经 沉 淀 池 ， 使 较 大 的 颗 粒 沉 淀 ， 从 而 去 除 废 水 中 的 Cu 离 子 。6.沉 淀 后 的 污 泥 进 行 处 理 与 处 置 。污 泥 处 理 系统1.将分流废水系统的污泥经管道全部集合一起处理2.污泥流入浓缩机，减少自身的含水率3.湿污泥进入脱水机，进一步脱水成干污泥。4.处理好污泥外运，交由专业公司回收或处理。由废水处理工程经验得知 KZ=1.3-1.7,本工程取 KZ=1.3;平均设计流量(工程规模)Q = 1000 m3/d =1.3910-2 m3/s ;最大设计流量Qmax =10001.3 = 1

22、300 m3/d = 1.8110-2 m3/s ;含 铬 废 水 处 理 系 统 流 量平均设计流量Q = 200 m3/d = 2.78 10-3 m3/s 最大设计流量Qmax = 2001.3 = 260m3/d = 3.6210-3 m3/s ;含 氰 废 水 处 理 系 统 流 量平均设计流量Q = 200 m3/d = 2.7810-3 m3/s 最大设计流量Qmax = 2001.3 = 260m3/d = 3.6210-3 m3/s ;含 铜 废 水 处 理 系 统 流 量平均设计流量Q = 600 m3/d = 8.3410-3 m3/s 最大设计流量Qmax = 6001.3 = 780m3/d = 1.0910-2 m3/s 计算书一 物 料 衡 算（ 一 ） 含铬废水处 理 系统由 于 具 体 电 镀 废 酸 液 的 性 质 不 知 道 ， 所 以 废 酸 ， 废 碱 计 算 时 分 别 用 98%的 硫 酸 和NaOH 粉 末 代 替 ， 但 日 常 通 常 是 废 酸 和 电 石 渣 ， 一 般 情 况 下 废 酸 呈 液 态 ， 设 计 中 设 置 了 酸