电镀厂工艺方案.doc

电镀废水工程
电镀厂污水处理工程
工艺设计方案
一、总论
1.1概述
电镀厂是一种专业从事装饰镀铬（铜、镍、铬、复合镀层）及镀锌（非氰化），电镀企业，在生产过程中不可避免的会产生电镀废水，若不经处理直接外排，将对外界环境造成严重污染。
1.2设计和实施单位简介
XXX公司在电镀生产工艺、生产在线回收工艺和设备以及“三废”治理方面，积累了较丰富的专业实践经验，并获多项生产、治理工艺和配套设备的专利技术。
二、设计依据、原则和范围
2.1设计依据
1.《中华人民共和国水污染防治法》1996
2.《室外排水设计规范GB16297-1996
3.《污水综合排放标准》GB8978-1996
4.《建筑结构荷载规范》GBJ9-87
5.《混凝土结构设计规范》GBJ10-87
2. 2设计原则
1.确保达标排放原则。把清洁生产、污染源管理、废水达标处理和排放几方面结合起来进行系统的设计。
2.有价物质回收原则。所谓污染，实际是有价物质放错了位置。电镀业中的贵金属电镀以及装饰电镀中的铬、镍等均具有很高的回收价值。本工艺采用小型在线直接回收封闭技术，不仅80%以上的有价物质能够直接得到回收，而且纯水封闭处理，90%可回收利用，从而保证主槽成份稳定，对提高产品质量和降低产品成本都有极大好处。在自动化生产线中设计回收工艺和装置，还可大幅度削减污染物排放量及排放因子浓度，从而减少一次性投资和降低运行处理成本。该企业采用的电镀生产工艺基本能满足这一治理方案的实施条件，仅仅在镀液槽后将一级纯水、二级清水洗工艺改为三级纯水洗工艺，再配套小型处理装置即可。
3.水资源的合理利用原则。将废水治理与工业用水相结合进行全面设计，充分提高水资源的利用率，做到65%以上的废水经处理后可回用，达标外排的废水仅在35%以下。
4.综合治理原则。一个企业在生产过程种不可避免要产生众多废水，分别治理则一次性投资和运行成本高，而综合治理，充分利用废水中的有价成份，以废治废，可减少重复建设，降低运行费用。
5.先进、可行、稳定、经济的原则。采用科学合理的废水综合治理方案，选用先进的工艺技术及相应的装备，从而使工艺流程短，运行稳定、操作简易方便，以求得最好的技术经济效果。
2.3设计范围
本设计范围包括：该厂废水处理工艺方案设计、工艺流程设计、工程土建设计、自动化控制系统设计、工程电气电控系统设计、标准设备选型及非标设备设计（专利产品不供图，只供产品）、给排水工程设计。
本设计范围还包括：废水处理工艺技术（资料不外传）、废水处理操作规程、废水处理安全操作规范、有关废水分析技术及操作人员技术培训、废水处理站管理制度文件的编制等。
但本设计范围不包括工厂排污管线设计，工厂供水、电、气至废水处理站，道路通至废水站，及废水处理合格后外排的管网设计。
三、电镀废水治理研究及实践概述
3.1电镀废水处理常用工艺方案比较分析
1.离子交换法
采用离子交换法处理电镀废水,正常运行费用低（仅需水泵电费及离子再生费用），运行平稳，出水质量很高，但由于一次投资十分昂贵（以4500t/d计算，一次性投资在860万～1000万左右），而树脂使用寿命一般为三年，投入费用也在300万～450万之间，若分在每年运行费用中，则吨水处理费用高达6.8～8.2元/吨。故一般企业无法承受。
2.渗透法、反渗透法、电渗透法、浓差渗透法等离子交换膜法。此类离子交换膜法在实验室均获得成功，但由于电镀废水中有机物（添加剂、光亮剂，改进电极极化药剂）对这类膜均有极强毒化和污染作用作用，使膜的寿命仅只有3～6个月，故均自然退出这一领域的应用。
3.电解法，主要应用于电解废水处理，对铬、氰均能达到治理目标，但由于电价不断上涨，污泥量太大，电极钝化等问题，故它的应用也已退出这一领域。
4.化学法，是最古老的有效方法，延续时间近80年仍在广泛应用，但它存在致命的缺点：①污泥量大。②出水浑浊。出水SS难以达标，也无法回用。③运行时投药量过大（药剂费高）。
3.2本公司治理电镀废水主要成果介绍
我公司经过多种处理工艺对比优选，确定采用已经增加多种专利技术装备、药剂的新的化学法处理工艺。现将我公司对治理此类废水已取得的主要成果作如下简要介绍：
1. 在线回收工艺和技术应用
采用在线直接回收工艺和技术，不仅80%以上的有价物质能够直接得到回收，90%纯水可回收利用，从而保证主槽成份稳定，对提高产品质量和降低产品成本都有极大好处。而且在自动化生产线中设计含镍回收工艺和装置后，含镍废水就不用单独设废水处理装置,这样可以节约含镍废水处理设施投资和处理废用。
2.综合处理技术的应用
采用以废治废的综合处理技术，使酸碱废水自然中和，可减少处理药剂费用20%左右。
3.固液分离和复合絮凝技术的改进
原化学法处理工艺中固液分离是个大难题，铁盐在碱性条件下形成胶体状态，使废水成浅黄色泥浆状，出水浑浊呈浅黄色，导致出水的色度、SS均无法达标。随着复合絮凝技术及新药剂的发明，可以使废水快速呈乳状化，又能将固状物絮凝成容易沉淀的大颗粒。固液分离采用斜管沉淀技术，斜管沉淀池比平流式沉淀池（平流式沉淀池表面负荷只有0.2～0.3m3/m2，斜管沉淀池可提高至1.5～2m3/m2）效率提高5～10倍。斜管出水不但可以全面达标，而且可作为电镀前生产用水。
4.自动化控制系统应用
考虑到整个处理过程中，操作的条件要求比较高，人工操作很难达到工艺技术条件的要求，故采用自动化控制系统，使废水处理工艺参数达到很好的保证。控制系统实行分散控制、集中管理。
将上述多项专利技术和先进装置有机结合， 用改进的化学法处理这类废水，达到了工艺简便、流程短、土建投资少、处理效果好、运行费用低的目的。
四、废水综合处理工艺
4.1设计进水水量水质及出水指标
1. 设计进水水量水质（厂家提供）
废水水量：
Q 50 t/d
含铬废水 6-8t/d
含镍废水 12-15t/d
含铜废水 6-8t/d
含氰废水 4-6t/d
酸、碱废水 15-20t/d
废水水质：
PH 1～2
总Cr 60～80 mg/L
Ni 40～60 mg/L
Cu 40～60 mg/L
CN 20～30mg/l
COD 150-200mg/l
SS 250～300 mg/L
色度 300～400 倍

2.设计出水指标
根据国家《综合废水排放标准》GB8978～1986（一级排放标准），具体指标如下：
PH. 6～9
色度 　　 ＜ 50倍
SS ＜ 70 mg/L
总Cr 1.5 mg/L
Cr6+ 0.5 mg/L
Ni 1 mg/L
总Cu 0.5mg/l
Zn+2 2.0mg/l
COD ＜100mg/l
4.2废水处理工艺确定
根据该企业电镀工艺的特点与废水化学性质，各类废水必须进行分类处理。 4.2.1废水处理工艺流程
具体废水处理工艺流程如下：

含铬废水 调节池 还原反应 综合废水池

含氰铜废水 调节池 一级破氰 二级破氰 综合废水池

酸碱重金属废水 综合废水池 斜管沉淀 回用水池

上清液 污泥浓缩池

滤液 板框压滤机 干污泥外运

4.2.2废水处理工艺流程说明
1.含铬废水处理工艺流程说明
含铬废水处理（采用焦亚硫酸钠还原法）
反应原理：Cr2O7-2＋3HSO3-＋5H+ 2Cr+3＋3SO4-2＋4H2O
PH要求：3～4
反应时间:1～5秒
加药比：1∶3.5～1∶5
含铬废水进入含铬废水调节池，调节4小时以稳定废水池含铬浓度，然后用泵将废水打入双旋流反应器，同时加入废硫酸（调PH至3左右时）和焦亚硫酸钠，废水与药剂的反应速度极快，处理后直接排至综合废水池。
2.含氰铜废水处理工艺流程说明
由于该企业镀铜工艺是采用低氰镀铜工艺,建议改为焦磷酸镀铜工艺。本处理工艺仍按含氰废水处理工艺进行处理。先将废水PH值调至>9，然后加入次氯酸钠药剂进行一级破氰处理，一级破氰处理后再进行二级破氰处理，二级破氰处理后的废水排至综合废水池。
3.酸碱重金属废水处理工艺流程说明
来自车间的酸碱废水（含有较多乳化的油）混合排放至综合废水池，利用废水中酸、碱进行自然中和，减少分别处理的酸、碱量消耗。自然中和反应后的废水，PH值仍呈偏酸性。由于此类废水成分复杂，多数重金属（三价铬、铜、镍等）在酸性条件下，均形成溶于水的氢氧化物，故需调节PH8～8.6左右，才能使各种重金属离子形成不溶于水的氢氧化物。但由于废水中存在铁离子、很多表面活性剂、乳化剂，其中还有重金属离子以络合物状态存在，因而废水在碱性条件下形成的胶体状、乳化状，固液仍难以彻底分离。故本工艺采用特种破乳、破络合物复合絮凝技术和药剂，配双旋流反应器，使废水中重金属氢氧化物转化为粗大的、容易沉淀的颗粒，再进行固液分离（斜管沉淀）。处理产生的污泥定期排入污泥浓缩池，然后再通过污泥泵打入板框压榨机进行固液分离，脱水后的泥渣外运制砖或回收制抛光剂，滤清液回综合废水池。
废水中有机物基本是矿物油脂类，这类有机物经过絮凝（采用SR-1、SR-7复合絮凝剂）、固液分离基本被去除，COD可降至40-60mg/l。
关于综合废水PH值控制问题，常规控制在9.5～10左右，而本公司PH值之所以控制在8.0～8.6左右，这是因为：
①综合废水中含有多种金属离子时，由于中和会产生共沉作用，某些在高PH值下沉淀的重金属离子被较低PH值下生成的金属氢氧化物吸附而共沉，因而也能在较低PH条件下达到排放标准。
②综合废水中各种重金属离子达标排放所需的PH值是不同的，如果单就某种重金属离子达标排放所需的PH值来控制综合废水PH值，会出现其它重金属离子返溶于水的现象。
③综合废水PH值控制在8.0～8.6和采用特殊复合絮凝剂处理有关联，使综合废水中的各种重金属离子能迅速较好的絮凝沉淀，并起到吸附除油和去除COD的效果，从而保证出水达标排放。
综上所述，综合废水PH值控制在8.0～8.6，不仅保证达标排放，而且出水无需回调PH值，从而可以节约处理费用（酸碱用药量）。
4．污泥处理工艺流程说明
酸、碱废水经隔油和沉沙处理产生的污泥及斜管沉淀池产生的污泥定期排放到污泥浓缩池，浓缩后的上清液排入综合废水池；浓缩污泥用污泥泵打入板框压滤机进行固液分离，滤液排入综合废水池，脱水后的污泥外运安全处置。
4.2.3电镀废水处理工程自动化控制系统
自控系统控制原理为：废水由液位计控制提升泵至反应器后，由pH/ORP电极测得的信号进入pH/ORP仪表，仪表输出开关量信号控制各反应器的加药泵的启停，实现自动加药功能。当加药系统没有药剂时，反应相应的系统停止所有处理运行，并发出报警信号，由操作人员配备药剂后再复位，即系统恢复自动运行状态。另外，为提供双重保证，本方案在自动控制的基础上同时设有手动控制系统。
污水提升泵由液位计自动控制运行，并在自动控制的基础上同时设计手动控制。
pH/ORP仪表：
破氰反应池：pH仪表一套，ORP仪表一套；
含铬废水调节池：pH仪表一套，ORP仪表一套；
综合废水调节池：pH仪表一套；
五、工程设计
5.1主要构造物设计
1、含氰污水池 数量 1
池体尺寸 2×2×3.2m
池体容积 12m3
2、含氰污水池 数量 1
池体尺寸 2×2×3.2m
池体容积 12m3
3、含铬污水池 数量 1
池体尺寸 2×2×3.2m
池体容积 12m3
4、综合污水池 数量 1
池体尺寸 2×4×3.2m
池体容积 24m3
调节时间 12h
污水调节时间 12h
5、斜管沉淀池 数量 1
池体尺寸 2×9.5×3.2m
其中加药平台 2×2.5×3.4m
反应池 2×1×3.2m
沉淀池 2×6×3.2m
有效沉淀池容积 36m2
有效沉淀表面积 2×6=12m2
表面负荷 0.7-0.8m3/m2.h
处理功能 6-8m3/h
(设有上台人梯及观察空中走道)
6、污泥浓缩池 数量 1
池体尺寸 2×4×2.8m
池体容积 24m3
停留时间 >4h/次
7、其它公共设施，包括：压榨机平台、水泵等设备基础、雨水井、工作通道等。
5.2标准设备选型及非标设备设计
1、加药装置 数量 7套
加药装置包括：加药槽、搅拌装置、流量计、管阀组等，非标设备见设计图规定配套。
3、含氰污水泵 数量 1台
型号 FC32/25型（耐酸耐磨陶瓷泵）
流量 6-8m3/h
杨程 8m
电机功率 0.55KW
4、含铬污水泵 数量 1台
型号 FC32/25型（耐酸耐磨陶瓷泵）
流量 6-8m3/h
杨程 8m
电机功率 0.55KW
5、搅拌机 数量 1台
型号 JHP-1100
功率 1.1KW
6、综合污水泵 数量 2台
型号 FC50/40-A型（陶瓷耐酸耐磨泵）
流量 12m3/h
杨程 8m
电机功率 1.1KW
7、高压污泥泵 数量 1台
型号 PW-Ⅱ型
流量 4-6m3/h
杨程 32m
电机功率 3KW
8、板框压滤机组 数量 1套
型号 XMSL12型
规格 12m2
滤板付数 21
滤室容积 200L
滤饼厚度 30mm
过滤压力 1Mpa
设备尺寸 2845×886×1015
9、配电箱 数量 2台
非标电气，按设计图配套订制。
10、斜管 数量 12m3
规格 Φ50斜六角
材质 PVC
11、斜管固定支架 数量 2套
非标设备按设计图加工
12、标准排放渠 数量 1套
按环保局规定配套
13、配套管阀件、电器、仪表等，详见设计图配套。
5.3自控系统投资概算
1、PH/ORP仪表、探头 数量 5套
2、磙力加药泵 数量 10台
3、液位计 数量 14只
4、中央控制柜 数量 1套
5、电气元件及配件 数量 若干
六、工程投资概算
6.1主要构筑物投资概算
序号
名 称
规 格
数 量
投资(万元)
1
含氰污水池
2×2×3.2
1

2
含氰污水处理池
2×2×3.2
1

3
含铬污水池
2×2×3.2
1

4
综合污水池
4×2×2.8
1

5
斜管沉淀池
2×9.5×3.2
1

6
污泥浓缩池
4×2×2.8
1

7
水池防腐及土建配套项目

若干

合 计

6.2设备投资概算
序号
名称
规格
数量
投资(万元)
1
加药装置
0.8×1×1
7

2

3
污水泵
FC32/25
2

4
搅拌机
JHP-1100
1套

5
综合污水泵
FC50/40-A
2

6
高压污泥泵
PW-Ⅲ
1

7
板框压滤机
XMSL-12
1

8
配电箱
非标
1套

9
斜管
Φ50斜六角形
12m3

10
斜管支架
非标
2套

11
标准排放渠
环保局定

12
配套管阀件等配件
非标
若干

合 计
6.3自控系统投资概算

序号
名 称
规 格
数量
单价
金额（万元）
1
磁力加药泵

10
0.10

2
液位计

14
0.02

3
pH/ORP仪表、探头
PHK-1
5套
0.98

4
中央控制柜

1

5
电气元件及配件

若干

6
电气元件及配件

合 计

6.4间接费用
1、工程设计费 万元
2、工程安装费 万元
3、工程调试费 万元
4、工程运杂费 万元
5、税金 万元
合计 万元
工程总投资 32.87 万元

七、技术经济分析
7.1废水处理动力消耗计算
废水处理工程正常运行耗电测算表
序号
设备名称
使用容量(kw)
数量(台)
装机容量(kw)
使用时间
(h/d)
日耗电量
(kwh/d)
1
含氰污水泵
0.55
1
0.55×1
10
5.5
2
含铬废水泵
0.55
1
0.55×1
10
5.5
3
搅拌机
1.1
1
1.1×1
2
2.2
4
综合污水泵
2.2
2
2.2×2
10
22
5
高压污泥泵
3
1
3×1
6
18
6
合计
7.4
6

53.2
废水处理耗电 53.2KW
电费按0.8元/度计，则处理一吨废水耗电费为：
53.2×0.8/50=0. 85元/吨
7.2人工费用计算
该废水处理站配制为1班制，需操作人员1人，工人月工资为2000元/月，
日处理50吨计算，吨水人工费为：
1×2000/30/50=1.3元/吨
7.3药剂费
经计算，该厂每处理1吨废水消耗化学药品共7种，数量不一，测算出每处理一吨废水所需药剂费为2.18元/t
该厂处理一吨废水运行费用为
序号
名称
单价
计算方法
单价费用（元/吨）
1
电费E1
0.8元/度
1×0.8
0. 85
2
人工费E2
2000元/月.人
2000÷30÷50
1.3
3
药剂费E3
化学药品共7种测算出每处理一吨废水所需药剂费为2.18元/t
2.18
4
吨废水处理费E4

E4=E1＋E2＋E3
4.33
八、工程效益分析
1、环境和社会效益
污水处理工程的建设是改善区域生态环境，保障人民身体健康，造福社会的环境保护工程，主要工程效益就是环境效益。电镀厂污水处理站的建成将对改善和提高环境质量水平将起到重要作用。同时，污水站的建设将有效的防止纳污水体的恶化，保护水体资源。
2、经济效益
电镀厂污水处理站的建成，将对该公司的发展提供强有力的环保基础保证，因此从这一点上讲，污水处理工程产生的间接经济效益将是巨大的。污水处理工程建成其本身一般不产生直接经济效益，但采用本公司设计的在线回收处理工艺可回收有价物质、新的化学处理法可节约运行费用和水资源的回收利用，一定能产生可观的直接经济效益。
九、小结
本处理工艺方案是根据企业实际情况，并结合同类废水治理经验基础上设计的，具有治理工艺科学合理、技术含量高、处理装置先进、一次性投资少和运行费用低等特点。从而解决了该企业生产给环境带来的污染问题，是一个成熟可靠、行之有效的处理工艺方案。
由于该工艺设计涉及的内容多，方案设计难免考虑不周，欢迎环保部门领导和专家批评指正。
十、附图
工程总平面图
工艺流程图
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