普通廠房電鍍廢水處理畢業(yè)論文.doc

PCB下載站資料整理 摘 要電鍍是當(dāng)今全球三大污染工業(yè)之一。電鍍廢水的成分常常是同時含有多種污染物，其中有毒有害的物質(zhì)有鉻、鎳、氰化物、銅等。本設(shè)計中廢水進水水量水質(zhì)為：含氰廢水Q=8m3/d，平均每小時排放量1.0m3，氰化物濃度為1.03-8.5mg/L，其廢水中還含有OH-和少量Cu2+離子；含鉻廢水 Q=8m3/d，平均每小時排放量1.0m3，六價鉻濃度為6.08-12.1mg/L，其廢水中還含有H+離子；綜合廢水 Q=4m3/d，平均每小時排放量0.5m3，pH=6.5-7.9，其廢水中含有H+、OH-和少量的Cu2+和Ni2+離子。綜合該廠的廢水水質(zhì)水量特點，決定按照“分類收集、分類處理”的原則，采用“化學(xué)法+一步凈化器”的“間歇式”處理方法，并在固液分離后調(diào)節(jié)廢水pH值，以保證達到排放標(biāo)準(zhǔn)。本處理站的總投資為41.58萬元，年運行費用為5.54萬元，處理單位水量的成本為7.6元/m3。經(jīng)處理后可使電鍍廢水達標(biāo)排放，同時具有良好的社會效益和環(huán)境效益。關(guān)鍵詞：電鍍廢水；化學(xué)法；一步凈化器；間歇式；小流量PCB下載站資料整理 IIThe project design for electroplating wastewater of the Guilin 5718 factoryStudent: REN Shi-biao Teacher: ZHU Yi-nianAbstract：Electroplating industry is one of the three serious polluting industry in the world. There are many kinds of pollutants in the electroplating wastewater, containing the toxic and harmful substances, such as Cr6+, Ni2+, CN-, Cu2+ etc.In this design, the quantity and the effluent-quality of the wastewater are as follows. Waste water containing cyanide: 8 m3/d or 1.0 m3/h, CN- =（1.03-8.5）mg/L, with a small number of Cu2+ and OH- in it; Wastewater containing chromium: Q= 8m3/d or 1.0 m3/h, Cr6+=（6.08-12.1）mg/L, with a small number of H+ in it; Integrated wastewater: Q= 4m3/d or 0.5 m3/h, pH=6.5-7.9, with some H+/OH- and a small number of Cu2+ and Ni2+ in it.Considering the wastewater quality and quantity characteristics, the design chooses the intermittent “chemical treatment + step purifier” as the treatment of the wastewater in accordance with the principle of collecting & treating separately. And after the solid-liquid separation adjust the pH value of wastewater to ensure that emission standard.The effluent will accord with the national first ambient effluent quality standard of the first and the second polluents. The overall cost of the plant is 415,800 yuan, and the operating charge is about 55,400 yuan per year. The cost of this treatment is about 7.6 yuan/m3. The result of this treatment will accord to the effluent-quality standard, and it has a good social and environmental benefits.Key words：electroplating wastewater；chemical treatment；step purifier；intermittently；small flow目 次摘 要IAbstractII1 引言11.1 電鍍與電鍍廢水11.1.1 電鍍及電鍍廢水來源11.1.2 電鍍廢水的性質(zhì)和危害11.2 我國電鍍污染現(xiàn)狀31.3 電鍍廢水處理技術(shù)綜述31.3.1 物理方法41.3.2 化學(xué)方法41.3.3 物理化學(xué)方法61.3.4 生物處理方法71.4 設(shè)計的主要內(nèi)容和范圍91.4.1 設(shè)計的主要內(nèi)容91.4.2 設(shè)計范圍92 設(shè)計說明書102.1 工程概況102.2 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計原則102.2.1 設(shè)計依據(jù)102.2.2 設(shè)計原則102.3 設(shè)計水質(zhì)水量、排放標(biāo)準(zhǔn)和出路112.3.1 水質(zhì)水量112.3.2 排放標(biāo)準(zhǔn)112.3.3 排放出路122.4 處理工藝的選擇及說明122.4.1 水質(zhì)水量特性分析122.4.2 工藝流程的選擇122.4.3 工藝流程說明162.5 主要構(gòu)筑物的設(shè)計及設(shè)備選型說明172.5.1 含氰廢水處理系統(tǒng)172.5.2 含鉻廢水處理系統(tǒng)182.5.3 綜合廢水處理系統(tǒng)192.5.4 藥劑投配系統(tǒng)202.6 構(gòu)筑物和設(shè)備材料一覽表212.6.1 構(gòu)筑物一覽表212.6.2 設(shè)備材料一覽表222.7 平面布置和高程布置242.7.1 平面布置242.7.2 高程布置242.8 土建、電氣和自動控制介紹242.9 二次污染防治242.10 人員配備253 設(shè)計計算書263.1 含氰廢水處理系統(tǒng)計算263.1.1 單體計算263.1.2 投藥量計算263.2 含鉻廢水處理系統(tǒng)計算273.2.1 單體計算273.2.2 投藥量計算283.3 綜合廢水處理系統(tǒng)計算293.3.1 單體計算293.3.2 投藥量計算313.4 藥劑投配系統(tǒng)計算323.4.1 酸（H2SO4）323.4.2 堿（NaOH）323.4.3 二氧化氯（ClO2）323.4.4 焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）333.4.5 混凝絮凝劑（PAC/PAM）333.5 高程計算334 工程概預(yù)算344.1 投資估算344.1.1 直接費344.1.2 間接費374.1.3 第二部分費用374.1.4 工程預(yù)備費374.1.5 工程總投資374.2 運行費用374.2.1 動力費374.2.2 藥劑費374.2.3 工資及福利費384.2.4 總資產(chǎn)折舊費384.2.5 其他費用384.3 單位廢水處理成本385 效益分析39致 謝40參考文獻41附 錄421 引言1.1 電鍍與電鍍廢水1.1.1 電鍍及電鍍廢水來源 電鍍是利用化學(xué)和電化學(xué)方法在金屬和非金屬表面進行裝飾、防護及獲得某些新的性質(zhì)的一種工藝過程。電鍍技術(shù)廣泛應(yīng)用于機器制造、輕工、電子等行業(yè)。電鍍行業(yè)中，常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍金和鍍錫。氰根（CN-）具有很好的絡(luò)合性、表面活性，在某些電鍍生產(chǎn)中被大量使用。鍍銅、鍍鋅、鍍銅錫合金、鍍金及某些活化液、退渡液等，都可采用氰化物。鉻主要用于鍍鉻、鈍化和退鍍等工藝。銅和鎳等重金屬也在電鍍中應(yīng)用較多。 電鍍車間有鍍前表面處理、電鍍處理和鍍后處理三個工藝環(huán)節(jié)1。每個環(huán)節(jié)又包括若干工序，詳見表1。表1 電鍍車間工藝工序環(huán)節(jié)鍍前表面處理電鍍處理鍍后處理工序磨光 拋光 刷光 滾光 噴砂 去油 去銹 浸蝕 中和 清洗電鍍 浸鍍等拋光 出光 鈍化 著色 干燥 封閉 去氫 清洗等作用整平鍍件并去除鍍件上的污物，為電鍍做準(zhǔn)備鍍上鍍層清洗附著液，優(yōu)化鍍層質(zhì)量電鍍廢水是電鍍的以上環(huán)節(jié)、工序中產(chǎn)生的含有大量含金屬離子、金屬絡(luò)合離子及清洗液的液體。電鍍廢水主要來源有：前處理除油酸洗工序，鍍件的清洗水，廢電鍍液，跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水，沖洗水及設(shè)備冷卻水。1.1.2 電鍍廢水的性質(zhì)和危害 電鍍廢水的性質(zhì)電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理水平與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的成分非常復(fù)雜，除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。根據(jù)重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻(Cr6+)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。廢水中含有多種高毒物質(zhì)，危害性很大。另一方面，廢水中許多成分又是寶貴的工業(yè)原料2-3。 電鍍廢水的危害1）含氰廢水的危害氰化物是極毒物質(zhì)，特別在酸性條件下，它變成劇毒的氫氰酸。人體對氰化鉀的中毒致死劑量為0.25g（純凈氰化鉀為0.15g）。很低濃度的氫氰酸（45）10-6，0.05mg/L，會引起很短時間的頭疼、心率不齊。在高濃度（910-6，0.1 mg/L）時能立即致人死亡。對魚類和其他水生物的危害為（以游離CN-計）：濃度為0.040.1mg/dm3就能使魚類致死。此外，含氰廢水作為農(nóng)灌水時會使農(nóng)作物減產(chǎn)。2）含鉻廢水的危害 鉻有三價（Cr3+）和六價（Cr6+）之分。六價鉻對人體的危害，因進入途徑不同，中毒表現(xiàn)也不同。（1）對人體皮膚的損害：六價鉻化合物對皮膚有刺激和過敏作用。六價鉻經(jīng)過切口和擦傷處進入皮膚，會因腐蝕作用而引起鉻潰瘍（又稱鉻瘡）。（2）對呼吸系統(tǒng)的損害：六價鉻對呼吸系統(tǒng)的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。（3）對內(nèi)臟的損害：六價鉻經(jīng)消化道侵入，會造成味覺和嗅覺減退，以至消失。劑量小時也會腐蝕內(nèi)臟；引起腸胃功能降低，出現(xiàn)胃痛，甚至腸胃道潰瘍，對肝臟還可能造成不良影響。三價鉻是生物所必需的微量元素。通過動物試驗發(fā)現(xiàn)三價鉻有激活胰島素的作用，還可以增加對葡萄糖的利用。實驗證明，六價鉻的毒性比三價鉻高100倍。3）含鋅廢水的危害鋅是人體必需的微量元素之一，正常人每天從食物中攝取鋅1015mg。人體缺鋅會出現(xiàn)不少不良癥狀，誤食可溶性鋅鹽對消化道黏膜有腐蝕作用。過量的鋅會引起急性腸胃炎癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，偶爾腹部絞痛，同時伴有頭暈、周身乏力。誤食氯化鋅會引起腹膜炎，導(dǎo)致休克而死亡。4）含銅廢水的危害銅是生命所必須的微量元素之一，但過量的銅對人體和動植物都有害。對于人來說，過量的接觸銅化合物會導(dǎo)致皮炎和濕疹；水中銅含量過量時，會抑制水體自凈；銅可以在土壤中富集，污染糧食籽粒；銅對水生生物的毒性也很大。5）含鎳廢水的危害 鎳的毒性主要表現(xiàn)在抑制酶系統(tǒng)，如酸性磷酸酶。鎳及鎳鹽對電鍍工人的毒害主要是鎳皮炎。6）其他 除以上幾種物質(zhì)外，還有隔、鉛、汞、銀等重金屬，酸、堿及鹽類，以及電鍍中使用的添加劑、光亮劑等物質(zhì)。它們在環(huán)境中過量后均會造成環(huán)境污染甚至生態(tài)毒害。1.2 我國電鍍污染現(xiàn)狀電鍍行業(yè)是通用性強、使用面廣、跨行業(yè)、跨部門的重要加工工業(yè)和工藝性生產(chǎn)技術(shù)。由于電鍍行業(yè)使用了大量強酸、強堿、重金屬溶液，甚至包括鎘、氰化物、鉻酐等有毒有害化學(xué)品，在工藝過程中排放了污染環(huán)境和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，已成為一個重污染行業(yè)。電鍍是當(dāng)今全球三大污染工業(yè)之一。就我國電鍍廢水而言，據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年我國電鍍廠點約有一萬家，每天排放的40億噸廢水約有50%沒有達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。電鍍廢水的排放量約占廢水總排放量的10%，占工業(yè)廢水排放量的20%4。電鍍廢水不僅量大，而且對環(huán)境造成的污染也嚴(yán)重，因為電鍍廢水中不僅含有氰化物等劇毒成分，而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不能降解的重金屬離子。 除了少部分國有大型企業(yè)、三資企業(yè)及新建的正規(guī)專業(yè)電鍍廠擁有國際先進水平的工藝設(shè)施，大多數(shù)中小型企業(yè)仍然使用簡陋而陳舊的設(shè)備，操作方式以手工操作為主。我國電鍍行業(yè)存在的主要問題是： （1）廠點多、規(guī)模小，專業(yè)化程度低。（2）裝備水平低。表現(xiàn)在一方面缺少機械裝備，以手工操作為主；另一方面是技術(shù)裝備水平不高，自動化程度低、可靠性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。（3）管理水平較低，經(jīng)濟效益較差。（4）電鍍污染治理水平低，有效治理率低。（5）經(jīng)營粗放，原材料利用率低。一大部分甚至絕大部分寶貴的原材料流失并變成了污染物。在清潔生產(chǎn)審計中調(diào)查的10條電鍍加工線中，平均用水量為0.82t/m2，是國外的10倍5。 近年來，國內(nèi)許多電鍍企業(yè)從實際出發(fā)，積極改進和推廣低濃度、低污染的電鍍工藝、逆流清洗工藝，發(fā)展電鍍槽（廢）液的凈化與回收技術(shù)，重視廢水處理，開展綜合防治，消除和減少污染。 1.3 電鍍廢水處理技術(shù)綜述20世紀(jì)50年代末是我國電鍍廢水治理的起步階段，60年代至70年代中期才開始引起重視，但仍處于單純的控制排放階段。70年代中期至80年代初，大多數(shù)電鍍廢水都已有了比較有效的處理，離子交換、薄膜蒸發(fā)濃縮等工藝在全國范圍內(nèi)推廣使用，反滲透、電滲析等工藝已進入工業(yè)化使用階段，廢水中貴重物質(zhì)的回收和水的回收利用技術(shù)也有了很大進展。80年代至90年代開始研究從根本上控制污染的技術(shù)，綜合防治研究取得了可喜的成果。上世紀(jì)90年代至今，電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環(huán)進一步向綜合防治方向發(fā)展，多元化組合處理同自動控制相結(jié)合的資源回用技術(shù)成為電鍍廢水治理的發(fā)展主流6。電鍍廢水的治理方式大體可分為如下四類：物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法和生物處理方法。1.3.1 物理方法物理方法是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中不改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如電鍍廢水中的除油、蒸發(fā)濃縮回用水等。蒸發(fā)濃縮回收，是一種對重金屬電鍍廢水進行蒸發(fā)使之獲得濃縮，并加以回收和回用的處理方法，一般用于處理含鉻銅、銀及鎳離子廢水。蒸發(fā)濃縮法處理電鍍重金屬廢水，工藝成熟簡單，不需要化學(xué)試劑，無二次污染，可回用水或有價值的重金屬，有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，但因能耗大，操作費用高，雜質(zhì)干擾資源回收問題還待研究，使應(yīng)用受到限制。目前，一般將其作為其它方法的輔助處理手段7。1.3.2 化學(xué)方法化學(xué)方法就是向廢水中投加化學(xué)藥劑，通過化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變成無害或易于與水分離的物質(zhì)從廢水中除去的處理工藝。從近幾十年的國內(nèi)外電鍍廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢來看，電鍍廢水有80%采用化學(xué)法處理，化學(xué)法處理電鍍廢水，是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的電鍍廢水處理技術(shù)，技術(shù)上較為成熟。化學(xué)法包括沉淀法，氧化還原法等，是一種傳統(tǒng)和應(yīng)用廣泛的處理電鍍廢水方法，具有投資少，處理成本低，操作簡單等特點，適用于各類電鍍金屬廢水處理。但化學(xué)法的最大不足之處，是生產(chǎn)用水不能回收利用，浪費水資源且占用場地較大。 化學(xué)氧化法該方法主要用于含氰廢水的處理。該工藝是在堿性的條件下，用氧化劑把游離氰離子以及與金屬絡(luò)合的氰離子氧化成氮氣和二氧化碳，常用的氧化劑是次氯酸鈉、液氯和漂白粉，也可以用空氣或者臭氧作為氧化劑。該方法能夠徹底消除氰化物的污染問題，但是其出水水質(zhì)較差，且不能回用。在處理混合廢水時，易造成二次污染，而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問題有待于解決。 化學(xué)還原法該方法主要用于含鉻廢水的處理，用還原劑把毒性很大的Cr6+還原成毒性較低的Cr3+，然后利用中和沉淀法除去廢水中的Cr3+。根據(jù)投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、亞硫酸鹽法、鐵屑法、SO2法等。化學(xué)還原法處理電鍍含鉻廢水有硫酸亞鐵一石灰法、亞硫酸鹽法、二氧化硫法、亞鐵鹽法、硫化堿法等。該方法的優(yōu)點是處理后水能達到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，設(shè)備操作比較簡單，但鉻污泥如存放不妥易引起二次污染。應(yīng)用化學(xué)還原法處理含Cr廢水，堿化時一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但藥劑費用高，處理成本大，這是化學(xué)還原法的缺點。 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?。該法是一種較為成熟實用的電鍍廢水處理技術(shù)，且處理成本低，便于管理，處理后廢水可達標(biāo)排放?；瘜W(xué)沉淀法按照使用沉淀劑的不同可分為：1）氫氧化物沉淀法銅、鎘、鉻、鉛等氫氧化物溶度積很小的重金屬，可采用此法除去廢水中的重金屬離子，常用的沉淀劑有石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉等；該沉淀法操作簡單，是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點：（1）中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放；（2）廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴(yán)格控制pH值，實行分段沉淀；（3）廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質(zhì)等有可能與重金屬形成絡(luò)合物，因此要在中和之前需經(jīng)過預(yù)處理；（4）有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成8。2）鉻酸鹽沉淀法（鋇鹽法）這種方法處理的對象只限于Cr6+。投加的沉淀劑有氯化鋇、硫化鋇和碳酸鋇等，因而習(xí)慣上也稱為鋇鹽法。3）鐵氧體沉淀法鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的處理方法。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4，使Cr6+還原成Cr3+，F(xiàn)e2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續(xù)式。該法形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，容易進行固液分離和脫水處理，能一次脫除多種金屬離子，特別適用于重金屬混合電鍍廢水的一次性處理。我國應(yīng)用鐵氧體法已經(jīng)有幾十年歷史，處理后的廢水能達到排放標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。鐵氧體法具有設(shè)備簡單、投資少、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70)，能耗較高，處理后鹽度高，而且有不能處理含汞和絡(luò)合物廢水的缺點。 化學(xué)中和法中和處理的目的是中和廢水中過量的酸、堿及調(diào)整廢水的酸堿度，使之呈中性或接近中性，以適宜下一步處理或外排的要求。國內(nèi)對電鍍酸堿廢水的處理，一般視其流量或單獨處理，或排入電鍍混合廢水中一起處理。1.3.3 物理化學(xué)方法物化法是通過物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。主要有以下幾種，即：氣浮法、離子交換法、萃取法、吸附法、電解法、離子交換法、膜分離法等。 氣浮法氣浮法是一種高效、快速的固液分離技術(shù)，其中的溶氣氣浮法，是使空氣在一定壓力下溶于水中并達到飽和狀態(tài)再進行氣浮的廢水處理方法；由賈金平等人研究可知，當(dāng)處理廢水中的懸浮物濃度為600mg/dm3以下時可采用溶氣氣浮法。 離子交換法離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，含重金屬廢水通過交換劑時，交換器上的離子同水中的金屬離子進行交換，達到去除水中金屬離子的目的。此法操作簡單，便捷，殘渣穩(wěn)定，無二次污染，但由于離子交換劑選擇性強，制造復(fù)雜，成本高，再生劑耗量大，因此在應(yīng)用上受到很大限制。 電解法電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，使廢水中的有害物質(zhì)通過電解在陽、陰兩極上分別發(fā)生氧化、還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)，或利用電極氧化、還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離除去。它是處理含有高濃度電沉積金屬廢水的一種有效方法，處理效率高，便于回收利用。但該法缺點是不適用于處理含較低濃度的金屬廢水，并且電耗大，成本高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟效益較好。近年來，電解法迅速發(fā)展，并對鐵屑內(nèi)電解進行了深入研究，利用鐵屑內(nèi)電解原理研制的動態(tài)廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。另外，高壓脈沖電凝系統(tǒng)為當(dāng)今世界新一代電化學(xué)水處理設(shè)備，對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統(tǒng)電解法電流效率提高20%-30%；電解時間縮短30%-40%；節(jié)省電能達到30%-40%；污泥產(chǎn)生量少；對重金屬去除率可達96%-99%。 混凝法 為了提高化學(xué)法之后的微小沉淀物的沉降性能，可在廢水中加入適當(dāng)?shù)幕炷齽?、絮凝劑或螯合劑等藥劑，?jīng)過一定的攪拌加速重金屬沉淀物的固液分離。此種方法一般作為化學(xué)法的組合手段。在實踐應(yīng)用中已有不少實例出現(xiàn)。 吸附法吸附法是利用吸附劑的獨特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種方法。傳統(tǒng)吸附劑有活性炭，腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等?；钚蕴垦b備簡單，在廢水治理中應(yīng)用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達到回用要求，一般用于電鍍廢水的預(yù)處理。實踐證明，使用不同吸附劑的吸附法，不同程度地存在投資大，運行費用高，污泥產(chǎn)生量大等問題，處理后的水難于達標(biāo)排放。 萃取法利用一種不溶于水而能溶解水中某種物質(zhì)的有機溶劑，使廢水中的溶質(zhì)充分溶解而從廢水中分離出去；溶劑萃取法是分離和凈化物質(zhì)常用的方法。由于液一液接觸，可連續(xù)操作，分離效果較好。盡管萃取法有較大優(yōu)越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應(yīng)用受到很大的限制。 膜分離法膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取等。利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍原料，大大降低成本，另一方面可以實現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。用電滲析法處理電鍍工業(yè)廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設(shè)備。反滲透法已大規(guī)模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實現(xiàn)閉路循環(huán)。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領(lǐng)域液膜法已由基礎(chǔ)理論研究進入到初步工業(yè)應(yīng)用階段。膜萃取技術(shù)是一種高效、無二次污染的分離技術(shù)，該項技術(shù)在金屬萃取方面有很大進展。1.3.4 生物處理方法生物處理技術(shù)是通過生物有機物或其代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用達到凈化廢水的目的，具有成本低，環(huán)境效益好等優(yōu)點。由于傳統(tǒng)處理方法有成本高、對大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點，隨著重金屬毒性微生物的研究進展，生物處理技術(shù)日益受到人們的重視，采用生物技術(shù)處理電鍍金屬廢水呈發(fā)展勢頭。 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。所用的微生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。目前，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來。微生物絮凝法處理廢水具有安全方便、易于實現(xiàn)工業(yè)化等特點。具有廣泛應(yīng)用前景。 生物吸附法生物吸附法指利用生物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液分離而去除金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長過程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。該法具有原料易得、處理成本低等特點。 生物化學(xué)法生物化學(xué)法是通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。例如：有人利用脫硫腸桿菌(SRV) 去除電鍍廢水中的銅離子，在含銅質(zhì)量濃度為246.8mg/L的溶液，當(dāng)PH為4.0時，去除率達99.12%。 植物修復(fù)法 植物修復(fù)法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。 藻類凈化重金屬廢水的能力，主要表現(xiàn)在對重金屬具有很強的吸附力，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道。草本植物中的鳳眼蓮是國際上公認(rèn)和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優(yōu)點，也受到人們廣泛關(guān)注。綜上所述，化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法等都可以治理和回收廢水中的重金屬，但這些方法各有利弊，諸如對含氰化物或六價鉻的電鍍廢水采用氧化或還原的方法加以處理，雖破壞或除去了毒性，卻沒有對它們加以回收利用；對于其他電鍍廢水的處理采用沉淀法、中和法，只是對廢進行了無害化處理，使之達到了排放標(biāo)準(zhǔn)，卻同樣未能從資源化的角度進行回收利用；生物化學(xué)法也有一定的局限性，無論是植物還是微生物，一般都具有選擇性，只吸取或吸附一種或幾種金屬，有的在重金屬濃度較高時會導(dǎo)致中毒，從而限制其應(yīng)用。組合法可在一定程度上彌補各種單一方法的不足，達到最好的技術(shù)經(jīng)濟效果。如將化學(xué)法與氣浮法結(jié)合可強化重金屬離子的去除。但相比較而言，閉路循環(huán)則是目前處理電鍍廢水的一種很有效的工藝，綜合防治是污染解決的根本方法，從單純的治廢變成綜合治理是治理電鍍廢水的發(fā)展方向。1.4 設(shè)計的主要內(nèi)容和范圍1.4.1 設(shè)計的主要內(nèi)容設(shè)計的主要內(nèi)容包括工藝流程的確定、主要構(gòu)筑物的設(shè)計、設(shè)備的選型、平面高程布置、土建電氣照明等附屬設(shè)施的說明、工程概預(yù)算等。1.4.2 設(shè)計范圍從廢水集水池進水口至廢水處理站的放流池排放口。地基處理和廢水處理站外的廢水收集管道系統(tǒng)由業(yè)主自行處理。432 設(shè)計說明書2.1 工程概況桂林5718廠位于桂林市象山區(qū)凱風(fēng)路，成立于1979年，是一家國有軍工相關(guān)的企業(yè)。在其產(chǎn)品生產(chǎn)中需要用到電鍍工序。桂林5718廠電鍍車間排放的廢水主要分為：（1）綜合廢水，來源于前處理，鍍鎳與鍍銅工序，主要污染物為H+、OH-、Cu2+和Ni2+；（2）含氰廢水，來源于鍍鋅與鍍銅工序，主要污染物為OH-、Cu2+和CN-；（3）含鉻廢水，來源于鍍鉻工序，主要污染物為Cr6+和H+。小型電鍍車間的廢水水量都較少，一般日排放量只有幾十噸，其污染因子也較少，多數(shù)為含氰、含鉻、含鋅、酸性廢水等，不存在COD和BOD5，但其危害很大9。該廢水若不經(jīng)妥善處理直接排入附近水體，會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，直接影響周圍居民的生產(chǎn)、生活，因此，按國家有關(guān)環(huán)保法規(guī)要求，應(yīng)對該生產(chǎn)廢水進行處理，實現(xiàn)達標(biāo)排放。2.2 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計原則2.2.1 設(shè)計依據(jù)（1）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）；（2）室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）；（3）電鍍廢水設(shè)計規(guī)范（GBJ136-90）；（4）重金屬污水化學(xué)法處理設(shè)計規(guī)范（CECS 92:97）；（5）三廢處理工程技術(shù)手冊廢水卷；（6）排水工程下冊；（7）給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50069-2002）；（8）業(yè)主提供的資料；（9）當(dāng)?shù)赝悘U水治理工程經(jīng)驗和技術(shù)；（10）各廠家設(shè)備選型樣本。2.2.2 設(shè)計原則（1）貫徹執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護的政策，符合國家的有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。廢水經(jīng)處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標(biāo)均達到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中的各污染物最高允許排放濃度要求；（2）根據(jù)設(shè)計進出水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進成熟、處理效果好、運行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟合理，確保污水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。（3）設(shè)備選型兼顧通用性和先進性，運行穩(wěn)定可靠、效率高、管理方便、維修維護工作量少、價格適中。（4）妥善處理處置污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，避免造成二次污染。（5）為確保工程的可靠性及有效性，提高自動化水平，降低運行費用，減少日常維護檢修工作量，改善工人操作條件。（6）站區(qū)總平面布置力求在便于施工、安裝和維修的前提下，使各處理構(gòu)筑物盡量集中，節(jié)約用地。使廠區(qū)環(huán)境和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。（7）工程建設(shè)完成后，力爭達到社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的最佳統(tǒng)一。2.3 設(shè)計水質(zhì)水量、排放標(biāo)準(zhǔn)和出路2.3.1 水質(zhì)水量 設(shè)計水量 桂林5718廠電鍍廢水水量排放情況見下表2。表2 桂林5718廠電鍍廢水水量序號廢水種類平均流量(m3/h)工作時間(h)晝夜廢水量(m3/d)1綜合廢水0.5842含氰廢水1.0883含鉻廢水1.088合計2.5 設(shè)計進水水質(zhì) 桂林5718廠電鍍廢水進水水質(zhì)見表3所示。 表3 設(shè)計進水水質(zhì) (mg/L)參 數(shù)pH六價鉻總鉻CN-總鎳處理前6.5-7.92.71-10.96.08-12.11.03-8.50.912.3.2 排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表4。表4 設(shè)計出水水質(zhì) (mg/L)參 數(shù)pH六價鉻總鉻CN-總鎳處理后6-3時，F(xiàn)e3+即生成大量沉淀，生成的氫氧化鐵有凝聚作用，有利于其他沉淀物的沉降。 硫酸亞鐵石灰法處理含鉻廢水的特點是：除鉻效果好，當(dāng)使用酸洗廢液的硫酸亞鐵時，成本較低，處理工藝成熟，但產(chǎn)生的污泥量大，占地面積大，出水色度偏高。 鋇鹽法 鋇鹽法處理含鉻廢水是利用固相碳酸鋇與廢水中的鉻酸接觸反應(yīng)，形成溶度積比碳酸鋇小的鉻酸鋇，以此除去廢水中的六價鉻。經(jīng)碳酸鋇處理后的廢水中含有一定量的殘余鋇離子，可用石膏（CaSO42H2O）進行除鋇，生成溶度積更小的硫酸鋇。 鋇鹽法處理含鉻廢水的特點為：方法簡單，出水水質(zhì)好，但貨源、沉淀分離以及污泥二次污染問題較大，污泥清除周期較長。同時，由于鋇鹽有毒，因此，如采用這種方法時，對調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池等地下構(gòu)筑物應(yīng)做好防滲漏、防腐蝕等措施，并加強管理，防止由鋇引起的污染。綜上分析，本工程采用常用的亞硫酸鹽還原法進行破鉻處理。常用的亞硫酸鹽還原劑有亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、亞硫酸鈉（Na2SO3）和焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）。亞硫酸鹽與六價鉻的投量比見下表6。表6 亞硫酸鹽與六價鉻的投量比序號亞硫酸鹽種類投量比（質(zhì)量比）理論值實際使用值1NaHSO31:31:452Na2SO31:3.61:453Na2S2O51:2.741:3.54在相同處理效果的情況下，焦硫酸鈉（Na2S2O5）使用量小且市場價較低一些，所以本工程的亞硫酸鹽還原劑選用焦硫酸鈉（Na2S2O5）。同樣，本工程又有綜合廢水，為了節(jié)省投資，在含鉻廢水廢水破鉻后，排入到綜合廢水處理系統(tǒng)一同處理。3）綜合廢水綜合廢水以及經(jīng)過前期處理的含氰、含鉻廢水混合后，主要的污染物為Cr3+和少量的鎳、銅。它們均可用化學(xué)沉淀法進行去除。常用的中和沉淀藥劑是氫氧化物，包括氫氧化鈉（NaOH）和氫氧化鈣（Ca(OH)2）。兩者相比，氫氧化鈉價格稍高，但氫氧化鈣需要有化石灰工序，且在操作中易產(chǎn)生粉塵，生成的污泥量大，故本工程選用NaOH作為中和沉淀劑。沉淀處理后的廢水應(yīng)加入PAC/PAM混凝、絮凝劑進行強化絮體凝聚效果。由于本工程廢水流量小，污泥量小，宜采用一體化的處理設(shè)備進行處理。不僅能達到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且能降低工程費用。4）污泥處理本工程廢水量小且污染物濃度小，但為了保護環(huán)境，不造成污泥的二次污染，含鉻和少量的含銅含鎳污泥應(yīng)進行脫水濃縮處理。本工程污泥量小，污泥性質(zhì)特殊，選擇板框壓濾機對其進行壓濾脫水。壓濾液回流至綜合廢水調(diào)節(jié)池進行處理，被壓濾后的污泥委外處理，不能隨意丟棄。2.4.3 工藝流程說明本由以上分析選擇，確定本工程的工藝流程圖如下圖1所示。圖1 桂林5718廠電鍍廢水處理工藝流程按照“分類收集，分類處理”的原則，采用“化學(xué)法+氣浮法”的“間歇式”處理流程。在固液分離時采用混凝強化，以保證達到排放標(biāo)準(zhǔn)。整個流程配置在線控制、操作方便、加藥精確、反應(yīng)徹底。各個系統(tǒng)的處理說明如下。 含氰廢水的處理 含氰廢水從電鍍車間分流自流入含氰廢水調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，以利于后續(xù)處理單元的有效運行。然后經(jīng)泵提升至兩級破氰池，分別在堿性條件(pH=11.5，ORP 值為300mV)和弱堿條件(pH=8，ORP 值為650mV)下利用ClO2等強氧化劑把CN-被氧化成CNO-和把CNO-被氧化成N2和CO2；反應(yīng)式如下：一級反應(yīng)：pH值=8.511.52ClO2+2NaCN+NaOH+2H2O2NaCNO+2NaCl+6OH-二級反應(yīng)：pH值=7.58.52NaCNO+2ClO2+2H2O2N2+2CO2+2NaCl+4OH-最后自流至綜合廢水調(diào)節(jié)池進行綜合處理。 整個破氰過程采用pH計和ORP計在線嚴(yán)格控制pH值和ORP值，保證加藥量準(zhǔn)確合適；同時用液位控制器控制廢水流量。 含鉻廢水的處理含鉻廢水從電鍍車間分流自流入含鉻廢水調(diào)節(jié)池，進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，以利于后續(xù)處理單元的有效運行。然后經(jīng)泵提升至破鉻池（強酸性條件pH=2.5，ORP 值為200250mV），在焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）還原劑的作用下Cr6+被還原成Cr3+；化學(xué)反應(yīng)為：2H2Cr2O7+3Na2S2O5+3H2SO42Cr2(SO4)3+3Na2SO4+5H2O接著再自流送至綜合廢水調(diào)節(jié)池進行化學(xué)沉淀處理，反應(yīng)方程式為：Cr2(SO4)3+6NaOHCr(OH)3+3Na2SO4 整個破鉻過程采用pH計和ORP計在線嚴(yán)格控制pH值和ORP值，保證加藥量準(zhǔn)確合適；同時用液位控制器控制廢水流量。 綜合廢水的處理綜合廢水從電鍍車間分流自流入綜合廢水調(diào)節(jié)池，和預(yù)處理的前兩種廢水進行混合，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，以利于后續(xù)處理單元的有效運行。然后經(jīng)泵提升至一步凈化器（堿性條件），在氫氧化鈉的作用下將Cr3+和少量的Ni2+、Cu2+被分別轉(zhuǎn)化Cr(OH)2、Ni(OH)2、Cu(OH)2沉淀物；沉淀反應(yīng)完成后，投加PAC/PAM藥劑，增加沉淀物的凝聚作用；接著自流至酸堿調(diào)節(jié)池進行調(diào)節(jié)至中性，最后達標(biāo)排放。 整個沉淀反應(yīng)過程采用pH計在線控制pH值，保證加藥量準(zhǔn)確使金屬離子完全沉淀反應(yīng)；同時用液位控制器控制廢水流量。 污泥的處理經(jīng)氣浮池排除的含重金屬離子的污泥用污泥泵送至板框壓濾機進行污泥脫水。脫水后的污泥暫時存放在一小塊污泥存放區(qū)中，再集中委外處理；壓濾出的上清液用泵回流至綜合廢水調(diào)節(jié)池進行處理。2.5 主要構(gòu)筑物的設(shè)計及設(shè)備選型說明2.5.1 含氰廢水處理系統(tǒng) 含氰廢水集水池處理量：4.0m3/次有效容積：4.0m3數(shù)量：2座集水時間：4.0h規(guī)格：1.5m1.5m2.1m (H)材質(zhì)：磚混+ FRP附件：1）提升泵：50FB-16A耐腐蝕泵，2臺，一備一用；13.1m3/h，12m，1.5kw；2）液位控制器：1套，四點控制式；3）流量