含氟废水处理方案.docx

目 录
一 概述 2
二 改造范围 2
三 设计依据和设计要则 4
四 废水水质水量以及排放标准 4
五 废水处理工艺流程 5
六 工艺设备以及构筑物的设计参数和选型 9
七 自动控制设计 13
八 工程投资估算 14

含氟废水处理方案
一 概述
根据贵公司现场运行情况以及所提的供相关资料，目前贵公司污水处理工程主要处理的废水为车间酸碱废水、含氟废水和再生酸碱废水等。本技术改造方案主要考虑含氟废水处理工艺和再生酸碱废水处理工艺的改造工作，使其达标排放。废水中主要污染物为：F-、酸、碱等。
本工艺技术改造方案设计原则为工艺技术先进、可靠，设备运行稳定、安全，操作管理简便；同时，在系统运行可靠的基础上做到本工程各构筑物及设备布局整齐，造型美观。实现本工程实用性、经济性、美观性的统一。处理后废水可以达标排放。
二 改造范围
根据目前贵公司现场运行情况，结合贵公司实际生产情况，本工程废水处理量分别为：车间酸碱废水35m3/h；含氟废水17.5m3/h；再生酸碱废水90m3/次，每次3小时，酸性废水和碱性废水的排放时间均为1.5小时，先排酸后排碱。
原设计废水处理工艺分为酸碱废水处理工艺和含氟废水处理工艺两套工艺，酸碱废水处理工艺主要处理处理车间酸碱废水和再生酸碱废水，含氟废水处理工艺主要处理含氟废水。
根据贵公司目前现场运行情况，现有工艺存在如下问题：
a、再生酸碱废水进入酸碱废水处理系统后对系统冲击大，pH调节困难，酸和碱的加药量都很大，存在大量浪费的现象。
b、原设计含氟废水系统进水氟离子浓度为400mg/l，实际进水氟离子浓度为1600mg/l，大大超出设计负荷范围，出水氟离子不达标。
c、含氟废水处理系统设备存在老化和锈蚀现象，主要设备已经开始漏水。
根据以上情况，我公司设计人员经过对现场情况的细致了解，结合我公司废水治理经验以及贵公司生产废水排放实际情况，建议将再生酸碱废水单独分开处理，原酸碱废水处理系统只处理车间酸碱废水；鉴于氟废水实际来水与设计不符，且设备老化严重，建议重新复核工艺，选择合适的设备，确保含氟废水能够达标排放。
综上所述，本废水处理工程技术改造方案改造范围为：再生酸碱废水90m3/次，每次3小时，酸性废水和碱性废水的排放时间均为1.5小时，先排酸后排碱；含氟废水17.5m3/h，氟离子设计进水浓度为1600mg/l。
三 设计依据和设计要则
1 设计依据
1.1 污水处理工程现场运行情况记录以及所提供的车间生产情况；
1.2 《污水综合排放标准》（GB8978－1996）；
1.3 《水处理设备制造技术条件》（JB2932-86）；
2 设计原则
2.1 严格执行环境保护的各项规定，确保废水处理后水质符合国家标准《污水综合排放标准》GB8978—1996；
2.2 尽可能的利用原有工艺构筑物和设备，优化废水处理工艺流程。
2.3 采用技术先进、运行可靠、运行费用低、操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来；
2.4 采用成熟先进技术提高处理效率，尽量降低投资和运行费用；
2.5 采用先进的控制手段，保证操作运行与维护管理方便可靠。
四 废水水质水量以及排放标准
1 废水水质水量及设计处理能力
需要改造部分废水主要来源于生产工艺产生的再生酸碱废水和含氟废水。
废水水质水量情况如下：
a、再生酸碱废水90m3/次，每次排放3小时，酸性废水和碱性废水的排放时间约为1.5小时和1.5小时，先排酸后排碱；
b、含氟废水17.5m3/h，氟离子浓度为1600mg/l，pH为2左右。
2 排放标准
严格执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。
标准名称
标准号
级别
评价因子
标准限值
污水综合排放标准
GB8978--1996
二级
SS
150mg/l
磷
1.0mg/l
铜
1.0mg/l
氟化物
10.0mg/l
PH
6∼9

五 废水处理工艺流程
1 废水处理原理
a、再生酸碱废水的特点是酸碱废水是废水处理时最常见的一种。废水处理中酸的质量分数差别很大，低的小于1％，高的大于10％。酸碱废水具有较强的腐蚀性，需经适当废水处理方可外排。对于酸碱废水处理，考虑到经济原因，该类废水处理应该首先考虑中和处理。而中和处理应首先考虑以废治废的废水处理原则。如酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，利用废酸中和碱性废水。在没有这对碱性废水进行中和时可首先考虑采用酸性废水的中和治理。本污水处理工程，再生酸碱废水中的酸性废水和碱性废水量相当，可考虑中和再加酸或加碱处理，使出水pH达到6-9。工业上一般用采用液碱处理酸性废水，硫酸和盐酸处理碱性废水。硫酸价格较盐酸便宜且对废水中的重金属能起沉淀的作用，因此本工程考虑用硫酸处理中和后的酸碱废水。
b、当前，国内外高浓度含氟废水的处理方法有数种，常见的有吸附法和沉淀法两种。其中沉淀法主要应用于工业含氟废水的处理，吸附法主要用干饮用水的处理。
沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一，是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀，通过固体的分离达到去除的目的，药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。
化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理，采用较多的是钙盐沉淀法，即石灰沉淀法，通过向废水中投加钙盐等化学药品，使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀，来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简单方便，费用低，但是存在一些不足。处理后的废水中氟含量达15mg/L后，再加石灰水，很难形成沉淀物，因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理反应，很难达到国标一级标准。
铝盐除氟法是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝盐混凝剂，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花，去除废水中的F- ，效果不错。由于药剂投加量少、成本低，并且一次处理后出水即可达到国家排放标准，因此铝盐混凝沉降法在含氟废水处理中常作为二级处理反应。
吸附法是将装有活性氧化铝、聚合铝盐、褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等吸附剂的设备放入工业废水中，使氟离子通过与固体介质进行特殊或常规的离子交换或者化学反应，最终吸附在吸附剂上而被除去，吸附剂还可通过再生恢复交换能力。为了保证处理效果，废水的pH值不宜过高，一般控制在5左右，另外吸附剂的吸附温要加以控制，不能太高。该方法一般在工业含氟废水处理中用于末端的保护措施，效果十分显著。
本工程F-离子浓度为1600mg/l，浓度较高，应考虑采用钙盐+铝盐二级处理反应除氟。考虑到反应后形成的CaF2较难沉淀，如果只做一级沉淀很难达到国家排放标准，因此本工程采用二级反应+二级沉淀去除废水中的氟离子，活性炭吸附作为保障措施。
2 废水处理工艺流程说明

2.1 再生酸碱废水处理系统
再生酸碱废水的每次排水时间约为3小时，先酸后碱，待排水2小时后启动再生酸碱废水调节池搅拌系统，排水结束后根据水池内pH计探测值确定加酸（或加碱）量，调节pH至6-9后停止搅拌，由提升泵提升排放。
2.2 含氟废水处理系统
含氟废水提升至反应槽后首先加入NaOH调节pH至12 左右，同时加入CaCl2，经过搅拌使废水充分接触反应，再加入盐酸调pH至8.5，同时加入CaCl2，经过搅拌使废水完成预反应，然后反应槽二级投加PAC，进行混凝反应。反应槽出水进入一级斜板沉淀器，同时加入PAM进行混凝沉淀。一级沉淀斜板器出水进入反应槽，同时加入NaOH调节pH至12左右，同时加入CaCl2，经过搅拌使废水充分接触反应，再加入盐酸调pH至8.5，同时加入CaCl2，经过搅拌使废水完成预反应，然后反应槽二级投加PAC，进行混凝反应。反应后出水进入二级斜板沉淀器，同时加入PAM进行混凝沉淀，出水进入中间水池。中间水池废水由泵提升至多介质过滤器和活性炭过滤器，过滤达标排入清水池溢流和酸碱废水统一排放。多介质过滤器和活性炭过滤器反冲洗水源来自清水池，反冲洗出水排入含氟废水调节罐。
3.3 污泥处理系统
“斜板沉淀器”产生的污泥，利用静压定期排入污泥池，由原有污泥处理系统处理。
六 工艺设备以及构筑物的设计参数和选型
1 废水处理构筑物
1.1再生酸碱废水调节池
设计再生酸碱废水调节池1座。用于调节和处理再生酸碱废水，池底布置曝气管道，用于废水充分接触反应，达到稳定处理效果。尺寸规格为： 4000×6000×5000mm(深)，总容积为120m3；有效高度为4.2m，有效容积为100m3。平均停留时间3小时。
再生酸碱废水调节池拟建为地下式钢筋混凝土结构，进行防水防渗漏处理并且内壁环氧玻璃钢防腐处理。
1.2提升泵房
设计再生酸碱废水调节池提升泵房1座。用于放置再生酸碱废水提升泵。尺寸规格为： 4000×3000×5000mm(深)。
提升泵房拟建为地下式钢筋混凝土结构，进行防水防渗漏处理。
1.3 中间水池
设计中间水池1座，用于收集含氟废水二级斜板沉淀器处理后的废水。尺寸规格为：4000×3000×4500mm(深)，总容积为54m3；有效高度为3.80m，有效容积为45m3。平均停留时间约为：2.0h。
中间水池拟建为地上式钢筋混凝土结构，进行防水防渗漏处理。
1.4 清水池
设计清水池1座，用于收集处理达标后的含氟废水和提供过滤器反冲洗水。尺寸规格4000×3000×4500mm(深)，总容积为54m3；有效高度为3.80m，有效容积为45m3。平均停留时间约为：2.0h。
中间水池拟建为地上式钢筋混凝土结构，进行防水防渗漏处理。
2 主要水处理设备
2.1反应槽
用于含氟废水处理系统。
处理能力：20m3/h
规格：3000×3000×5500mm(h) （内带4台搅拌机）
材质：Q235-A，环氧玻璃钢防腐
功率：4.5KW
数量：2台
2.2 斜板沉淀器
用于含氟废水处理系统。
处理能力：20m3/h
规格：9000×3000×5200mm(h)
材质：Q235-A，玻璃钢防腐
数量：2台
2.3 多介质过滤器
用于含氟废水处理系统。
处理能力：20m3/h
规格：Ø2000×3600mm(h)
材质：Q235-A，衬胶
数量：1台
2.4 活性炭过滤器
用于含氟废水处理系统。
处理能力：20m3/h
规格：Ø2000×3600mm(h)
材质：Q235-A，衬胶
数量：1台
2.5 动力设备
列表如下：
动力设备一览表
序号
设备名称
规格参数
数量
单位
备注说明
1
酸碱废水排水泵
Q=12.5m3/h,H=12.5m,N=1.5KW
2
台
酸碱系统
2
中间水池提升泵
Q= 20m3/h,H=12.5m,N=2.2KW
2
台

3
反冲洗泵
Q= 150m3/h,H=20m,N=15KW
1
台

4
硫酸投药泵
Q=240L/h,H=30m,N=0.25KW
1
台
酸碱系统
5
碱投加泵
Q=240L/h,H=30m,N=0.25KW
1
台
酸碱系统
6
盐酸投药泵
Q=120L/h,H=30m,N=0.25KW
2
台

7
碱投药泵
Q=120L/h,H=30m,N=0.25KW
2
台

8
CaCl2投药泵
Q=120L/h,H=30m,N=0.25KW
2
台

9
CaCl2投药泵
Q=1000L/h,H=30m,N=0.55KW
2
台

10
PAC投药泵
Q=120L/h,H=30m,N=0.25KW
2
台

11
PAM投药泵
Q=120L/h,H=30m,N=0.25KW
2
台

12
罗茨风机
Q=2.2m3/min，P=0.55Kpa，N=4.0Kw
1
台
酸碱系统
13
电动调节阀
DN25
6
个
其中2个用于酸碱系统
注：备注标有酸碱系统的设备用于再生酸碱废水处理系统。
2.7 自动控制设备
自动控制设备汇总表
序号
项目元件
型 号 规 格
数量
单位
备注
1
PLC应用软件

1
套

2
PLC系统

1
套

3
电 力 电 缆

1
批

4
钢管及附件

1
批

5
液 位 计

9
个
其中3个用于酸碱系统
6
PH控制系统

5
套
其中1套用于酸碱系统
7
控制柜

2
套
其中1套用于酸碱系统
注：备注标有酸碱系统的设备用于再生酸碱废水处理系统。
七 自动控制设计
本工程自动控制系统采用PH计以及变送器、PLC和智能仪完成工艺要求的所有用电点的逻辑控制连锁控制；采用液位控制方式对水泵进行开启/关停的自动操作； pH控制自动加药。二次仪表系统主要功能是完成对主要参数的设置，pH、流量瞬时值和累计值等实时监视与控制。
本工程控制系统采用中央控制和就地控制二级管理，采用手动自动相互切换双回路控制系统。中央控制系统将各测量数据进行采集，实时监控各单元和水泵的运行情况，对废水处理中的PH值、流量、液位、加药量等进行显示和最佳控制，对进水量、加药量、PH值等进行显示。自控失灵或故障的的情况下可切换为手动，利用就地控制系统对单元设备进行分散的、独立的人工或自动控制，并连锁报警。
本工程所有设备的运行状况和所有检测仪表的状态（运行、关闭、故障）在控制值班室内予以显示。
根据检测仪表传递的信号，自动控制相应设备。相关设备实现联动功能，出现异常情况自动报警。控制仪表应用模糊控制理论与优选法，克服了系统惯性大的缺陷，可以有效消除被控参数大幅振荡现象，起调量小，调节品质高。关键仪表及装置采用进口制造产品，使其可靠性大增，同时减少了大量的维修维护工作，可靠经济。
八 工程投资估算
1 土建工程估算

土建工程估算表
序 号
建筑物名称
数 量
单价
（万元）
合价
（万元）
备 注
1
再生酸碱废水调节池
120 m3
0.120

玻璃钢防腐
2
提升泵房
60m3
0.10

3
中间水池
54m3
0.100

4
清水池
54m3
0.100

土建工程费用总计

备注：土建工程估算暂按陕西省有关标准计算。
2 工艺设备估算
主要工艺设备估算表
序号
名称及规格
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
酸碱废水排水泵
台
2
2.50

2
中间水池提升泵
台
2
0.80

3
反冲洗泵
台
1
1.50

4
硫酸投药泵
台
1
1.20

5
碱投加泵
台
1
1.20

6
盐酸投药泵
台
2
1.20

7
碱投药泵
台
2
1.00

8
CaCl2投药泵
台
2
1.00

9
CaCl2投药泵
台
2
2.50

10
PAC投药泵
台
2
1.00

11
PAM投药泵
台
2
1.00

12
电动调节阀
台
6
1.20

13
反应槽
台
2
8.00

14
斜板沉淀器
台
2

15
多介质过滤器
台
1

16
活性炭过滤器
台
1

17
罗茨风机
台
1

18
管道阀门及附件
批
1

19
自控系统
套
1

工艺设备费用总计

3 总投资估算
本改造工程总投资为： 万元。其中土建工程为： 万元；工艺设备为： 万元。用于再生酸碱废水处理系统的费用为： 万元，用于含氟废水处理系统的费用为： 万元。