含铬电镀废水处理技术方案.docx

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含铬电镀废水处理技术方案

含铬电镀废水处理技术方案

1.项目概况

揭阳市广润五金实业有限公司位于揭东县埔田镇溪南山村月山顶工业区，主要从事五金类配件电镀、成品制作。

废水主要来源于镀锌、镀铬、钝化、粗化、还原后续清洗等工序废水，废水中主要含Cr3+、Cr6+、总锌、酸、碱。

由于在生产过程中，将排放一定量的致癌、致畸废水，因此，必须认真处理，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。

受业主委托，我公司经安排工程师、技术人员等现场踏勘并结合我公司在同类废水处理工程设计经验，编制本设计方案，供业主及有关部门领导决策。

2.设计原则与标准

2.1设计原则

⑴按照国家有关环保治理的设计规范、标准、要求进行设计，确保各种污染物经治理设施处理后执行国家《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）。

⑵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、维修与运输条件，合理选定方案，降低工程造价、减少建设投资，降低后期运行维护费用。

⑶合理系统选用的设备运行安全可靠，管理、操作方便。

⑷技术先进，工艺合理，适用性强，有较好的耐冲击性、可操作性。

⑸治理系统自动化程度高，关键环节实行自动控制。

⑹因地制宜提高土地利用率，总平面布置做到合理、紧凑与周围景观相协调。

⑺处理效果稳定，有害物去除率高，处理后的废水稳定达到国家排放标准。

2.2设计范围

本技术方案工作内容：

工艺及非标设备设计、提供废水处理工艺设备、电气控制设备，并负责安装、调试及人员培训。

工程范围从废水调节池入口至系统末级处理出水达标排放口之间的工艺、设备、电气自动控制的设计及设备制造、安装、调试。

2.3主要规范、标准及依据

⑴《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）。

⑵《电镀废水治理规范》（GBJ136-90）。

⑶厂方提供的一些基础数据。

⑷废水处理产生的污泥执行《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中的有关规定。

3.设计参数

3.1废水进水水质、水量

⑴根据同类企业的情况，预计本方案进水水质如下表3.1：

⑵废水水量：

30m3/d。

3.2出水排放标准

废水排放标准执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）即：

第一类污染物：

Cr6+≤0.2mg/L，总铬≤1.0mg/L

第二类污染物：

总锌≤1.5mg/L，SS≤50mg/L，pH＝6～9

3.3处理能力

经现场踏勘实测，在生产过程中，产生的废水量平均约为2m3/h，生产按12小时单班制，则生产废水产生量为24m3/d，考虑到水量变化以及设计裕度（取Kz=1.25），设计日处理能力为Qmax=30m3/d，废水处理与生产同步，采用12小时单班制，则设计最大时处理能力为qe=2.5m3/h。

4.工艺选择

目前国内处理含六价铬等重金属离子电镀废水主要有两种方法：

药剂还原—沉淀法、铁屑内电解法。

药剂还原—沉淀法是一种大众化处理方法，历史较长，方法较为成熟。

其不足之处在于：

如果采用NaHSO3、N2H4·H2O等还原剂，不加其它混凝剂，出水难以达标。

如果采用硫酸亚铁还原剂，则污泥量较大，反应时间长（大于30分钟），并且药剂还原法要求的自动化程度较高。

铁屑内电解法是近些年来发展起来的一种处理方法，其优点在于：

对含铬电镀废水处理技术方案3废水水质变化适应性较强；反应时间短；去除六价铬和重金属络离子效果好；其缺点是不适合高浓度废水（重金属离子浓度≤15mg/L）,维护不当容易造成铁屑板结，影响处理效果。

4.1药剂还原—沉淀法

药剂还原法主要是利用六价铬的氧化能力，向废水中投加一定量的还原剂（可采用焦亚硫酸钠或亚铁离子），在酸性条件下使其发生氧化还原反应，将Cr6+还原成Cr3+，再经调节pH值后，形成Cr（OH）3沉淀去除。

其余重金属离子则形成氢氧化物沉淀。

上述反应方程式如下：

H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2（SO4）3+3Na2SO4+4H2O

Cr6++3Fe2+=Cr3++3Fe3+Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓Zn2++2OH-=Zn（OH）2↓

Cd2++2OH-=Cd（OH）2↓酸、碱废水：

H++OH-=H2O

4.2铁屑内电解法

“铁屑内电解法”主要是以经过活化的工业废铁屑为原料，利用原电

池原理所引起的电化学、化学反应及物理作用，包括催化、氧化、还原、置换、絮凝、共沉等多种处理原理的综合效果，将废水中的重金属等有害离子去除。

上述反应方程式如下：

Cr6++Fe=Cr3++Fe3+Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓Zn2++2OH-=Zn（OH）2↓

Cd2++2OH-=Cd（OH）2↓酸、碱废水：

H++OH-=H2O

4.3工艺选择

基于上述原因，根据现有废水特性—水量较小、含铬浓度高的特点，并结合现有废水处理情况，本改造方案采用药剂还原—沉淀法。

5工艺流程

5.1工艺流程简图

5.2工艺流程说明

来自电镀车间的含Cr6+等漂洗废水首先流入废水调节池，调节水量、均衡水质，然后由泵打入还原反应池，并调节pH值及投加还原剂，经充分反应后流入中和反应池，在此与酸碱废水混和并调节pH值、投加少量助凝剂后，流入斜管沉淀池进行泥水分离，上清液经过滤后各项指标均达到国家《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）的要求，可达标排放。

沉淀池中的污泥和砂滤池的反冲水均排入污泥池，然后由浓浆泵打入板框压滤机进行脱水处理，脱水后的污泥外运作填埋处理。

5.3废水处理主要构筑物及设备

⑴废水调节池：

用于均衡水质、水量，确保后续工序稳定运行。

设计水量：

qh=2.5m3/h

有效容积：

28m3

规格：

L×B×H=4.5×2.5×3.0m

有效水深：

2.5m

停留时间：

HRT=11h

数量：

1座，地下钢砼，内壁做防腐处理。

配套设备：

a、废水提升泵：

用于将废水提升至还原反应池。

型号：

TQH40-125A

性能参数：

Q=5.0m3/hH=15mN=0.75kW

数量：

2台（1用1备）

b、液位控制器

数量：

2台（1用1备）

⑵还原反应池：

用于将Cr6+还原成Cr3+。

设计水量：

qh=2.5m3/h

规格：

L×B×H=1.0×1.0m×3.5m（h）

有效水深：

3.1m

停留时间HRT=70min

数量：

1个，钢砼，环氧玻璃钢防腐。

配套设备：

a、搅拌机

功率：

N=0.75KW,桨叶防腐，非标定制

数量：

1台

b、PH计

数量：

1套

c、ORP仪表

数量：

1套

⑶絮凝反应池：

用于调节PH值，加入助凝剂搅拌，并使Cr3+形成氢氧化铬沉淀。

设计水量：

qh=2.5m3/h

规格：

L×B×H=1.0×1.0m×3.5m（h）

有效水深：

3.0m

停留时间HRT=65min

数量：

1个，钢砼，环氧玻璃钢防腐。

配套设备：

a、搅拌机

功率：

N=0.75KW,桨叶防腐，非标定制

数量：

1台

b、PH计

数量：

1套

⑷斜管沉淀池：

进行泥水分离。

设计水量：

qh=2.5m3/h

规格：

L×B×H=4.5×2.0m×3.5m（h）

表面负荷：

q=0.625m3/m2.h

有效水深：

3.0m

有效容积：

27m3

停留时间：

HRT=3.6h

数量：

1个，钢砼，环氧沥青防腐。

配套设备：

a、斜管填料

规格：

孔径50mm，长1m

数量：

3m3

⑸多介质过滤器：

用于去除废水中微量悬浮物。

设计水量：

qh=2.5m3/h

规格：

D×H=1.0×2.0m（h）

滤速：

3m/h

数量：

1个，钢衬胶。

配套设备：

a、橡胶等

数量：

若干

b、压缩机：

用于多介质过滤器清洗。

性能参数：

Q=0.8~1m3/min

数量：

1台

c、过滤泵：

用于多介质过滤器进水。

性能参数：

Q=15m3/hH=20mN=1.5kW

数量：

1台

⑹污泥池：

用于临时贮存沉降污泥。

规格：

L×B×H=3.0×3.0m×3.0m（h）

数量：

1个，钢砼，环氧沥青防腐。

配套设备：

a、浓浆泵：

用于将浓缩池污泥打入压滤机。

型号：

I-1B2.5″

性能参数：

Q=3m3/hH=50mN=2.0kW

数量：

1台

⑺清水池：

用于出水、反冲洗，消防等。

规格：

L×B×H=3.0×1.5m×3m（h）

有效水深：

2.65m

有效容积：

12m3。

数量：

1座，钢砼结构（防渗、防腐）。

配套设备：

a、反冲泵：

用于反冲多介质过滤器。

型号：

TQL65-160（I）A

性能参数：

Q=15m3/hH=30mN=2.5kW

数量：

1台

⑻压滤机间：

用于存放板框压滤机、加药罐、药剂等

尺寸：

L×B×H=8.5×1.8×3m

钢构架，彩钢棚，数量1座

配套设备：

a、加药泵

型号：

20CQ-12

性能参数：

Q=2m3/hH=12mN=0.37kW

数量：

4台（3用1备）

b、药剂槽

规格：

800×800×800（PVC制）

数量：

4个

c、溶药搅拌机

功率：

N=0.37KW,桨叶防腐，非标定制

数量：

4台

d、板框压滤机：

用于污泥脱水。

型号：

XAY30/800-U-IN=1.5kW

数量：

1台

5.4土建结构设计

5.4.1建筑设计

废水处理区建筑物为综合机房一座，主要为污泥脱水间和加药间。

结构形式由业主自定。

5.4.2结构设计

污水处理构筑物均为蓄水构筑物，主要采用整体现浇钢砼结构。

5.4.3主要工程材料

1、砖选用MU7.5。

2、砂浆选用：

基础以下M5水泥砂浆，基础以上M5混合砂浆。

3、混凝土：

建筑物选用C20砼；构筑物采用C25砼，部分构筑物应掺入FN-M砼膨胀剂。

抗渗标号S≥6。

4、钢材：

采用Ⅰ（Ф）级、Ⅱ（Ф）级钢，电焊条用E43、E50。

5、所有砼用砂石均应洗净，剔除泥木草杂物，级配合理。

6、石灰采用纯净块灰并预先化桨待用。

5.5公用工程

5.5.1电气

本项目电机功率统计表如表5-1

序号

设备名称

额定功率（Kw）

数量

装机总功率（Kw）

最大使用功率（Kw）

备注

1

提升泵

0.75

2

1.5

0.75

一用一备

2

反应搅拌机

0.75

3

2.25

2.25

3

溶药搅拌机

0.37

3

1.11

1.11

4

加药泵

0.37

4

1.48

1.11

三用一备

5

压滤机

1.5

1

1.5

1.5

6

浓浆泵

2.0

1

2.0

2.0

合计

电源由业主以电压等级为380/220V接至现场电控柜，本项目设备总装机容量为9.84Kw，实际最大使用功率为8.72Kw。

动力设备保护按厂内现有系统，接地电阻为≤10欧姆。

5.5.2给排水

给水利用厂区自来水，用DN30自来水管接入，主要用于溶药水，压滤机用水及操作工生活用水。

5.5.3劳动定员

本工程劳动定员为2人。

其中操作人员1人，技术管理1人。

5.5.4自动控制

本项目主要的控制仪表有：

液位控制器2套，与提升泵联动，通过高低液位信号输出控制泵的启闭；PH计3套，通过PH与酸碱加药泵的联动，控制酸碱的加药量；ORP仪1套，通过氧化还原电位控制焦亚硫酸钠的加药量，另外还有热电保护防止过流过载等。

现场就地控制主要为动力设备控制（如水泵等），可根据操作者指令随时进行手动操作，实现快速反应。

5.6工程投资估算1

构筑物工程投资估算一览表5-2单位：

万元

序号

名称

规格

数量（座）

单价

总价

备注

1

调节池

4.5×2.5×3.0m

1

3.0

3.0

钢砼结构

2

还原反应池

1.0×1.0m×3.5m

1

0.9

0.9

钢砼结构

3

絮凝反应池

1.0×1.0m×3.5m

1

0.9

0.9

钢砼结构

4

斜管沉淀池

4.5×2.0m×3.5m

1

3

3

钢砼结构

5

污泥池

3.0×3.0m×3.0m

1

2

2

钢砼结构

6

压滤机间

8.5×2.6×3.0m

1

2

2

钢结构棚

清水池

3.0×1.5m×3.0m

1

1

1

7

标排口

0.5×0.5×1m

1

0.05

0.05

砖混结构

8

零星土建

1项

1

1

9

工程防腐

非标

1项

1

1

小计

废水处理设备投资估算一览表5-3单位：

万元

序号

名称

规格

数量（台）

单价

总价

备注

1

提升泵

TQH40-125A

2

0.15

0.3

一用一备

2

反应搅拌机

0.75Kw

2

0.15

0.45

二用一备

3

溶药搅拌机

0.37Kw

4

0.06

0.24

4

加药泵

20CQ-12

4

0.10

0.4

5

压滤机

XAY30/800-U-I

1

3.5

3.5

6

浓浆泵

I-1B2.0″

1

0.3

0.3

斜管填料

孔径=50mm，长1m

3m3

0.1

0.3

过滤泵

1.5kw

1

0.5

0.5

多介质过滤器

Ф1.2×4m

1

1

1

滤料

0.5吨

0.8

0.4

液位控制器

2

0.05

0.1

PH计

2

0.65

1.3

ORP计

1

0.65

0.65

管道、管件

非标

1项

0.6

0.6

配电与自控

1项

1.5

1.5

小计

污水站总投资估算表5-4单位：

万元

序号

名称

数量

价格

一

土建投资

1

14.85

二

设备投资

1

11.54

三

直接费合计

1

四

其他费用

1

设计费

三×4%

1

2

调试费

三×2%

0.5

3

运输费

估算

0.2

4

设备安装费

二×8%

0.87

5

税金

（二+四）×6.8%

0.96

小计

工程总费用

29.92

5.7运行费用

5.7.1电费

由表5-1得知，本工程的最大使用功率为8.72Kw，按12小时工作运行排班制计算，功率因素为0.75，工作时设备使用率为0.8。

则实际每天用电容量为8.72×0.75×12×0.7=54.94Kw.h，折算成单位废水的电耗为1.83Kw.h/m3，按电价0.7元/Kw.h计，则电费为1.28元/m3废水。

5.7.2人工费

劳动定员为2人，每月1500.00计，则人工费为3.33元/m3废水。

5.7.3药剂费

名称

用量（kg/m3）

价格（元/吨）

吨水成本（元/吨）

烧碱

0.2

2.0

0.4

硫酸

0.75

0.8

0.6

焦亚硫酸钠

1.2

2.5

3

PAM

0.01

20

0.2

合计：

5.7.4维护费

根据工程经验，维护费约为设备费的3%，即0.33万元/年

5.7.5污泥处置费

本项目预计年产污泥量100吨，污泥的安全处置费按350元/吨计，即3.5万元/年。

5.7.8废水运行处理费用

根据上述论述，该污水处理站废水处理运行费用为：

1.28+3.33+4.2=8.81元/吨。

满负荷年总运行费用为：

8.81×30×360+3300+35000=13.34万元

5.6主要经济技术指标

⑴设计规模（处理能力）：

2.5m3/h。

，日处理量约为30吨。

⑵工程总投资（见工程投资估算）：

29.92万元。