磷化废水处理工程方案1.docx
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磷化废水处理工程方案1
***公司
综合废水处理工程
设
计
方
案
***有限公司
一、设计水质水量
1、设计规模：
根据目前水量，污水处理站设计处理规模为50m3/d。
磷化废水每小时2吨，切屑液废水每周2吨。
2、设计进水水质：
根据***公司提供的有关资料及参考同类废水数据，生产废水的平均水质预测如下。
但具体设计会依照监测站的监测结果为准：
水质指标
磷化废水
切屑液
国家排放标准
CODcr：
mg/L
176
>100000
100
SS：
mg/L
120
70
磷酸盐（以P计）:
mg/L
15.4
0.5
Zn2+：
mg/L
120
2.0
油类：
mg/L
10
>2000
5
pH
7－10
6-9
3、设计出水水质：
执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，具体指标如下：
CODcr：
＜100mg/L
SS：
＜70mg/L
磷酸盐（以P计）：
＜0.5mg/L
Zn2+：
＜2.0mg/L
油类：
＜5mg/L
pH：
6.0-9.0
二、工艺流程及说明
1、工艺流程的选择说明
磷化处理是对金属材料及其制件表面进行的一种化学再加工工艺。
经磷化处理的金属材料及其制品表面形成浸入性磷酸盐膜层，该膜层与金属基体有良好的结合能力、耐磨性和对涂料的附着能力，因此，机械、钢铁等行业都采用磷化处理技术来制作机械零件的防护层。
磷化处理工艺一般包括碱洗除油、热水漂洗、冷水漂洗、酸洗除锈、二次冷水漂洗及磷化等几个步骤。
在其过程中，主要产生碱洗乳化废水、漂洗废水、酸洗废液及磷化废液等多种废水。
磷化废水中除含有大量的磷酸盐、锌离子、酸碱物质及有机物外，根据生产工艺不同，有时还含有一定量的镍离子、铜离子或铅离子等重金属和表面活性剂等污染物，成分复杂，处理难度较大。
目前,对此类废水的处理主要以物化法为主，即根据不同处理对象和处理目的采用分布沉淀、气浮、过滤、活性炭吸附和膜分离技术等组合工艺。
在工艺选择时，既要考虑减少工艺环节，降低工程投资和运行操作难度，又要考虑不同污染因子间的相互干扰，降低处理效果。
酸洗磷化废水中的主要污染因子是磷酸盐和锌离子，其中磷酸盐也是该类废水处理的难点，在实际工程中，往往局限于污水处理工程投资和运行成本控制，很难确保出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准（≤0.5mg/L）的要求。
因此，根据磷化生产废水的水质特点和已有的工程经验，我们在选择和确定本污水处理工艺时，主要从以下几个方面加以考虑：
[1]高浓度含切屑液废水虽然总量很小，但处理难度却很大。
调试时根据实际情况，一种方式对该废水与磷化废水进行混合，减低其COD浓度，再进行破乳分离油类污染后再与其它生产废水混合处理。
另一种方式是在产生切屑液时，停止磷化废水处理，气浮前段专门处理切屑液废水，然后汇入中间水池，再和磷化废水一点点混合反应，进入后续处理设施。
[2]PO43+、Zn2+的去除效率与使用的化学药剂及pH密切相关，因此必须在选择和确定合适的药剂种类的同时，严格控制反应的pH值和药剂投加量，由于废水处理是动态连续的，并且废水水质也是随即在一定范围内波动，pH的控制和药剂投加量控制是人工无法实现的，所以，必须采用在线实时控制方式，确保废水处理的效果稳定。
[3]控制的pH值不同，PO43+、Zn2+等污染因子的去除效果也不同，并且，各污染因子的最佳控制pH值不同，使用不同化学药剂时的最佳pH值也不同。
因此，必须充分了解使用不同化学药剂时各类污染因子获得最佳去除效果的最佳pH值范围，然后，选择某种化学药剂和pH控制范围，使各类污染物均能达到较好的去除效率，在满足废水处理达标排放要求的前提下尽量减少废水处理工艺环节，节约投资、处理成本和运行管理难度，而不是单纯追求每个污染因子的最佳处理效果下的最佳工艺控制条件。
[4]磷化混合废水中还含有表面活性剂和其它重金属离子，在工艺选择和操作条件控制时，应综合考虑这些污染物的去除和干扰。
根据上述分析，只有把握好以上几个废水的处理工艺特点，才能做到为业主提供一套真正能够满足排放要求和投资省、运行费用低的设计方案。
我们在以上的认识基础上，经研究对表面处理废水采用混凝沉淀＋气浮＋过滤的处理工艺。
2、工艺流程与工艺描述
本方案对表面处理生产废水的处理采用下图所示的工艺流程。
根据业主的规划和实际需要，污水处理站设计全地上式。
考虑到美观因素，除了调节池、储水池外，所有设备及附属设施全部采用钢结构。
因为钢结构设备整体造价并不是很高，根据计算，同样体积钢机构设备的造价与钢筋混凝土造价之比为1.1：
1。
而且建成后，如果厂区规划需要改变，设备的整体搬迁和改造非常方便。
所有设备内部采用环氧酶沥青防腐，外刷草绿色垂纹漆，均有楼梯走道上下。
车间排出的磷化废水采用高低位浮球自动控制，然后直接泵入隔油调节池。
在进水段加入破乳剂氯化钙，氯化钙加药泵与进水泵联动控制。
破乳剂絮凝破乳后，浮油被隔油池拦截，含油量低的混合废水自流进入调节池待处理。
考虑到磷化废水的水质特点，以及定期会有高浓度废液需要处理，设计中隔油调节池按照10小时调节时间考虑，基本能满足水质调节的要求。
而切屑液专门储存后集中处理，处理后汇入中间水池。
破乳除油后的污水由泵提升至多极反应器，多极反应器由两格组成，废水在第一格通过在线pH控制系统精确调节pH至控制范围，在第二格加入化学药剂，与废水中的磷酸根、锌离子和其它重金属离子、表面活性剂反应，形成难溶盐颗粒，然后在高效沉淀池内沉降分离，使废水中绝大部分的磷酸根等污染物被去除。
前两段主要反应方程式如下：
OH-+H+→H2O
3Ca2++PO43-→Ca（PO4）2↓Ksp=3×10-33
Ca2++HPO42-→CaHPO4↓Ksp=2×10-31
3Fe2++2PO43-→Fe3（PO4）2↓Ksp=1×10-30
Fe3++PO43-→FePO4↓Ksp=1.3×10-28
3Zn2++2PO43-→Zn3（PO4）2↓Ksp=9.1×10-31
加碱钙中和难掌握好投药量，控制不好反应终点。
投药不足，达不到效果；过量投药，不仅成本加大，有时反而有害。
混合废水中若有多种重金属离子需要同时沉淀，则难以兼顾不同离子沉淀所需的最佳pH值。
如Zn，沉淀pH值在8.2左右即可，而沉淀Ni2+应达9.7左右。
若为了沉淀Ni2+将pH调到很高，则Zn（OH）2又有部分呈锌酸盐而溶解，Cu或Ni都不易达标。
化学反应中的药剂我们采用的是南京大学环境学院的污染控制与资源化研究国家重点实验室，经过多年的实验研究制备的高效多功能除污染复合药剂,解决单一化学中和沉淀，不必精确调整pH值和考虑多种离子的沉淀的兼顾问题。
因此只要pH可调整到一定范围即可达到去除污染离子，操作性很强。
加适量的碱性钙盐，调整pH值，再加复合除污剂，则可达到用量省，效果好，费用低的优势。
反应后的混合液进入高效斜管沉淀池，斜管沉淀是一种占地面积小、投资少、处理效率高的沉淀方式，在自来水及污水处理中广为应用。
通过沉淀后绝大多数金属离子和磷酸盐得到去除。
高效沉淀池的上清液自流进入混凝反应池，混凝反应池也由两格组成，废水首先通过pH在线控制系统精确调节pH至控制范围，然后先后加入PAC、PAM絮凝剂和助凝剂，使废水中剩余的磷酸根、锌离子等污染物进一步形成难溶盐颗粒并聚集成较大絮凝体，在气浮池内与溶气过程形成的微小气泡一起形成浮渣而被刮出池外。
气浮装置的另外一个重要功能就是通过加药混凝这种物化处理方式，去除废水中的大部分COD和细小颗粒状悬浮物，为后续生化处理奠定基础。
考虑到所排污水必须严格稳定达到GB8978-1996《污水综合排放标准》，我们在设计中增加了一级生化处理，起到把关作用。
生化处理采用的是操作简便，运行稳定的接触氧化工艺。
这也是目前国内最成熟稳定的生化处理工艺，COD去除效率高，而且微生物对重金属离子也有一定的吸附作用。
由于废水生化性能不是很好，因此需要引入部分生活污水。
通过生物填料上的好氧微生物对废水中有机物的吸附降解，将有机物变成水和二氧化碳。
降解过程中增长的微生物和废水的混合物，进入竖流式沉淀池，清水达标排放，微生物形成的污泥沉入污泥斗。
废水处理过程中，隔油调节池、高效沉淀池和气浮池产生的污泥首先通过污泥浓缩池初步浓缩去除大部分自由水，减少污泥体积后，再由螺杆泵提升至板框压滤机，脱水干化制成泥饼后外运处置。
污泥浓缩池和压滤机清水回流至集水井重新进入污水处理系统处理，避免造成二次污染。
三、各单元处理效果预测
单位：
mg/L
水质指标
CODcr
SS
总磷
Zn2+
油类
隔油调节池
进水
213
122
15
117
18.7
出水
192
97.6
3.74
去除率
10%
20%
80%
高效沉淀池
进水
192
97.6
15
117
3.74
出水
――
78
0.75
5.9
――
去除率
――
20%
95%
95%
――
气浮池
进水
192
78
0.75
5.9
3.74
出水
115.2
46.8
0.53
3.5
0.37
去除率
40%
40%
30%
40%
90%
接触氧化池
进水
115.2
46.8
0.53
3.5
0.37
出水
46
――
0.27
1.4
――
去除率
60%
――
50%
60%
――
说明：
废水水质指标由乳化和磷化废水混合后，计算得来。
四、主要构筑物、设备说明
1、隔油调节池
有效容积：
20m3，
停留时间：
10h
建筑尺寸：
4.0×2.0×3.0m，
数量：
1座，钢结构。
配套设备：
提升泵：
型号WQ25-8-12，最大流量5m3/h，扬程8米，功率0.75kw，数量2台，一用一备。
2、反应池1
有效容积：
2.0m3
停留时间：
1h
结构尺寸：
2.0×1.0×1.5m
结构数量：
6mm钢板防腐，2座
配套设备：
搅拌：
空气搅拌。
加药计量泵：
型号PZ-120，流量0-12L/h，出口压力7.6bar，数量3台。
溶药装置：
规格2.4×0.8×1.2m，功率3.3kw，数量3套,材质PVC。
pH在线控制器：
型号DP5000－6B－0，数量1台。
3、竖流式沉淀器
有效容积：
10m3
停留时间：
5.0h
结构尺寸：
2.0×2.0×3.0m
有效水深：
2.5m
数量：
1座，钢结构
4、反应池2
有效容积：
2.0m3
停留时间：
1h
结构尺寸：
2.0×1.0×1.5m
结构数量：
6mm钢板防腐，2座
配套设备：
搅拌：
空气搅拌
加药计量泵：
型号PZ-120，流量0-12L/h，出口压力7.6bar，数量3台。
溶药装置：
规格2.4×0.8×1.2m，功率3.3kw，数量2套,材质PVC。
pH在线控制器：
型号DP5000－6B－0，数量1台。
管道混合器：
型号DN125，数量1台。
5、气浮设备
处理能力：
3m3/h
停留时间：
0.5h
表面负荷：
5～7m3/m2·h
结构尺寸：
2.5×1.2×2.7m
数量：
1套（含反应系统、尼克尼泵、刮渣系统、控制系统），碳钢防腐。
6、生化处理设备
有效容积：
20m3
停留时间：
10.0h
结构尺寸：
2.0×4.0×3.0m
有效水深：
2.5m
数量：
1座，钢结构
7、竖流沉淀器
有效容积：
10m3
停留时间：
5.0h
结构尺寸：
2.0×2.0×3.0m
有效水深：
2.5m
数量：
1座，钢结构
8、污泥浓缩池
有效容积：
3.2m3，
建筑尺寸：
2.0×1.6×1.5m，
数量：
2座，钢结构
9、板框压滤机
型号：
DYQ350－J
泥饼含水率：
≤80％
电机功率：
1.3kw
设备尺寸：
3120×920×1286mm
数量：
1台。
五、主要药剂及运行费用分析
污水处理中的主要药剂为片碱、氯化钙、除磷剂、PAC、PAM、硫酸亚铁等。
废水的运行成本主要是提升泵电耗、药剂费用及人员工资，由于采用了PLC控制，每班仅需1人即可。
根据测算，每吨水电耗约为0.10元，药剂费用为0.60元，人工费用为0.21（按照3班计算），每吨废水运行总费用为0.91元左右。
六、工程总预算
工程设备投资估算
序号
名称
规格、型号
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
污水提升泵
WQ5-8-0.75
台
4
2
液位计
套
3
3
调节隔油池
钢结构
1
4
切屑液储存池
钢结构
1
5
中间水池
钢结构
1
6
一级反应设备
钢结构
7
竖流沉淀设备
钢结构
8
二级反应设备
钢结构
9
3T/H气浮设备
钢结构
10
污泥泵
10WQ-8-1.1
台
2
11
加药设备
套
5
12
生化处理系统
5T/H
套
1
13
生化沉淀系统
套
1
14
管道、阀门及辅材
套
1
15
电控系统
PLC控制
套
1
16
在线PH计
台
2
17
板框压滤机
台
1
18
电线电缆
19
设备防腐
20
安装费（5%）
21
调试费（5%）
22
设计费
23
运输费
24
税金（6％）
合计：
注：
集水井和设备基础由***公司施工。
基础尺寸为长15米、宽6米、混凝土垫层厚度为30厘米。
七、工程技术组织
我公司将由项目经理组织有关设备，工艺、电气等工程技术人员组成现场项目组，全面负责项目现场的土建施工，安装调试，现场施工严格按照图纸技术要求及国家有关施工安装技术规定执行。
八、质量保证、安全体系
1、生产制造质量保证体系
我公司严格按照工艺要求进行制作；设备制作制造严格按照图纸进行选材、加工、检测。
生产制造过程中对产品的质量采取如下措施：
1.产品制作前期质量控制
确定最合理的工艺，按照设备的工艺要求，确保产品与设计工艺吻合，为保证产品的制造质量创造先决条件。
2.图纸及生产工艺控制
产品制造之前，由技术、质检、生产有关人员对产品制造图纸进行审核，编制合理的生产工艺，确定产品生产制造过程中的质量控制点，保证产品的制造质量。
3.供应质量控制
供应、质检、仓库有关人员，明确分工，专人负责。
根据图纸对原材料的质量要求，确定供货渠道，指定主要材料及外购件的生产厂家（国家名优产品），制定严格的把关检验制度，对所购的原材料、外购件必须有材质报告书、产品合格证，对无材质报告书、产品合格证的原材料或外购件拒绝验收入库。
4.制造过程生产质量控制
制作人员首先了解图纸要求和工艺过程，严格按照图纸设计要求和生产制作工艺进行制作。
对设备的焊接，严格按照标准施焊，做到焊缝有工号，对焊缝的最大的棱角度、最大对口、焊接的最大咬口深度、焊缝余高等均有详细记录，严格把关，为产品的最终检测打下良好的基础。
所有设备的制造严格按照JBZ932—1986《水处理设备制造技术条件》的规定进行。
5.最终质量控制
工程完工后，按照图纸要求进行总体验收，对土建主体尺寸及主要部件进行验收。
6.防腐、包装质量控制
防腐处理严格按照设计图纸指定的防腐材料、颜色进行施工，施工时做到设备无毛刺、无锈污、无焊渣，严格按照防腐质量执行标准进行验收。
2、工程安装质量保证体系
为了确保安装工程的整体质量，我公司严格按照质量管理体系对安装工程的全过程进行有效控制，以保证安装工程质量满足国家规范及有关标准要求，安装过程中对安装工程的质量采取如下措施：
1.安装工程前期质量控制
主要与业主单位密切联系，了解现场状况，确定设备的管口方位和基础，确定安装工艺路线，确保设备安装与设计图纸相吻合，为保证整体工程的安装质量创造先决条件。
2.图纸及安装工艺控制
工程安装前，由总工程师会同设备、工艺、电气等有关人员对设计图纸进行会审，制定合理的安装作业计划书及安装技术规程。
安装作业计划书力求订出更细的工时进度计划，并使它符合连续性、成比例、有节奏的要求。
确定安装过程中的质量控制点，以保证安装工程的整体质量。
3.工程安装前的质量控制
主要有六项：
一是把有关的技术文件及时送达安装工地，让安装人员掌握产品的技术标准，熟悉图纸内容，熟悉安装作业计划及安装工艺。
二是按照安装作业计划书的要求，提前准备好齐全的工艺工装，以确保安装过程中的安装质量。
三是搞好安装设备的维修保养，以确保安装工程顺利进行。
四是组织好原材料，辅料的供应工作，保证合乎质量要求。
五是检查各个工序、岗位的劳动力配置是否合理，以确保工期的按时完工。
六是按照安装作业要求，提前检查和做好原材料在装品和设备运送等辅助工作的准备。
4.安装过程质量控制
安装人员在工程安装前必须首先了解图纸要求和工艺过程，安装人员必须严格按照图纸设计要求和安装工艺规程进行安装，对所安装产品的外形尺寸、形位公差、平直度、垂直度等做好各项检验记录，并做好检测标记，确认合格后方能进入下道安装程序，严格控制不合格工序不流入下道安装工序。
对设备的焊接，严格按照标准施焊，做到焊缝有工号，严格把关，设备及支架的防腐处理严格按照设计图纸指定的防腐材料、颜色进行施工，施工时做到无毛刺、无锈污、无焊渣，严格按照防腐质量执行标准进行验收。
为工程安装的整体质量打下良好的基础。
5.安装工程最终质量控制
工程安装完毕后，对整体安装工程按照图纸要求进行总体验收，对其中设备的主体尺寸及主要部件进行验收。
曝气器的出厂和清水充氧性能试验严格按CJ/T3015.2标准执行，布气均匀性测定按CJ/T3015.4标准执行。
3、安装工程安全保证体系
安装工程安全保证体系从安全制度、安全规范、安全学习、安全管理和全员监督等五个方面着手。
1．安全制度
建立健全以岗位责任制为核心的安装安全制度，建立安全自检，互检和专检制度。
严禁违章指挥，违章作业。
安装人员有权拒绝任何人违章指挥，制止任何人违章作业。
项目经理对安装的安全负完全责任，在计划布置作业任务时，同时计划布置好安全工作安全措施，把安装指标与安全指标捆绑在一起。
2．安全规范
安装过程中做到安装设备，安全设施标准化，作业环境，工具摆放标准化，个人防护用品使用标准化。
2．安全学习
在工程安装前，向安装工人交代有关安全生产规章制度，学习各岗位的安全技术知识。
确定“安全第一，预防为主”的防范意识。
3．全员监督
开展群众性监督检查，及时发现隐患，报告险情，制止违章情况。
九、技术服务及培训
我公司负责对承接的环保水处理工程进行设备、管道、阀门、电气、仪表的安装、调试，并负责相关人员的操作培训。
当整体工程安装结束，即开始对操作人员进行培训。
工程调试前，我公司将按设计图纸要求，编制操作手册及安全规程，严格要求调试人员，按操作规程进行操作，以确保工程质量，确保污水处理站处理后的出水达国家排放标准。
要求操作人员熟悉有关操作和维护常识，与我公司工程调试人员跟班作业，直至独立上岗。
我公司对贵公司作如下承诺，工程质量保证期1年，并终身提供技术服务，定期安排技术人员指导，以确保工程正常运行。
十、后期服务承诺
我公司后期服务的执行由工程部负责，工程部的主要职责是负责做好后期服务活动；负责工程的交付，以及针对用户来函、来电、来访提供满意的服务。
我公司广泛征询用户提出的意见，调查每一位用户对工程质量和服务质量的意见，并且定期组织人员走访用户，为实施加强产品质量、工程质量及服务质量的措施提供依据。
对于用户的异议和投诉，我们都给予高度的重视，有工程部填写用户投诉登记及异议处理登记表，技术部分析异议原因，制定补救及改进的措施，并按“纠正和预防措施控制程序”执行，并组织后期服务人员前往用户现场。
我公司承诺：
在接到故障通知后，在半小时内作出响应，技术工程师24小时内赶到现场，并在48小时内排除故障。
产品质量承诺：
我公司保证制作的设备100%合格，如设备在使用过程中由于我公司设备制造问题（质保期12个月内），我公司将无任何条件进行维修，设备超出质保期我公司将对设备实行终身保修，对工程实行终身售后服务。
如果由于用户操作问题引进的质量问题和设备运行正常损坏问题，我公司将实行有偿服务。
服务专线：
成立客户服务专线，提供永久、高效、快捷的售后服务。
听取顾客意见和建议，并确保每一个意见和建议均会得到妥善的处理。
热线电话：
*****也可以通过传真、E-mail等途径为业主提供详细技术支持和相关问题解答。
十一、工程进度表
工程进度以合同签订之日算起，施工进度暂定为：
天
项目
10
20
30
40
50
60
施工图纸设计
—
技术交底工程准备
—
设备制作、土建施工
—
—
—
设备安装调试
—
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