某金属表面处理有限公司废水零排放方案
常州市XX金属表面处理有限公司电镀废水零排放回用方案
1、工程概述
常州震XX金属表面处理有限公司是常林股份有限公司，小松常林公司，江苏多棱多数控制机床有限公司，苏州长风机械厂，韩国现代等单位定点镀硬铬加工企业。同时生产镀白锌、镀金、镀彩锌、镀镍、镀锡二极管等产品。因发展需要，企业准备搬迁至新厂区，需新建废水处理站。新厂投产后，废水量将达到200吨/天。水质情况与旧厂基本相同。
2、设计依据：
1.企业提供的基础资料：原水水量、水质
2.《城镇污水处理厂污染无排放标准》(GB18918-2002)
3.《给排水设计手册》（第二、四、六、九分册）
4.《三废处理工程技术手册》
5.《水处理工程师手册》
6.各厂家设备选型样本
7.相关电气、土建设计手册
3、设计原则
1.贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法律、法规、规范及
标准。
2.根据设计进出水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果
好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程
投资及日常运行费用。
3.妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥，避免造成二次污染。
4.为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日
常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中所选用的设备为优良名
牌设备。
5.为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，且污水站运
行设备有足够的备用率。
6.站区总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下，使各处理构筑物
尽量集中，节约用地。使厂区环境和周围环境协调一致。
7.站区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与其周围景观相协调。
4、废水来源及污染物成分
废水的来源
根据该厂提供相关资料，废水日均排放量为240吨，按每天工作运行20个小时计算，平均水量为10吨/小时。
原水污染因子及设计水量
根据厂方提供的有关资料及我们对同类废水的了解，按处理的方式将该厂生产废水分为以下几大类：
1.含氰废水：水量约80m3/d(即4m3/h)，PH＝，[Cu2+]≤70mg/L， [CN-]≤50mg/L；
2.含铬废水：水量约40m3/d(即2m3/h)，PH＝2～6，[Cr6+]≤80mg/L；
3.含铜、镍酸碱综合废水:：水量约120m3/d(即5m3/h)，PH=6～7，
[Ni2+]≤100mg/L，[Cu2+]≤100mg/L；
5、设计范围
1.废水处理站废水处理工艺流程、工艺设备选型、工艺设备布置；
2.废水处理站的工艺管线；
3.废水处理站从调节池后的处理工艺参数的制定。
6、工艺流程设计
设计指导思想
1.根据废水分类要求，本设计围绕以下几点进行设计:
2.由于含氰废水的特殊性，本设计对含氰废水进行单独破氰预处理，鉴于无机
化学反应的不可逆性，为节省投资，简化管理，破氰完后的废水并入混合废水一起进行后续沉淀处理。
3.为降低工程造价和综合运行费用，将含铬废水单独收集，还原后的废水并入
混合废水一起进行后续沉淀处理
4.为防止间歇性排放的高浓度的电镀废液和退镀废液，对污水处理系统造成冲
击，调节池容积，宜尽可能大，有足够的蓄水调节能力。
5.设置适当的在线监控设备，达到降低劳动强度、稳定处理、达标排放的目的。废水分类
根据电镀废水的处理技术可行性和电镀行业生产、管理现状，我们建议对各种废水进行如下分类：
1.含氰废水由于CN-毒性较大，而其他混合废水的PH值较低，一般呈酸性，如
果废水采用完全混合分流，因为CN-和H+结合生成HCN挥发，直接污染环境。
此外，CN-与某些金属离子混合生成稳定的络合离子，不易从水中去除。因此，宜将含氰废水单独设置管道收集，经除氰后才能排入混合废水系统。
2.含铬废水处理相比于其它含金属离子废水处理需多一道还原处理程序，为降
低各还原处理单元的规模，对含铬废水进行分流，由独立管道系统排入。3.考虑电镀行业的生产管理现状，同时为了简化污水管网敷设，我们建议除含
氰废水和含铬废水外的其他废水混合统称为混合废水。
4.对镀铬废液和退镀液属不定期排放，接入混合废水管集中到污水处理厂进行
处理。为了防止镀铬废液和退镀液对污水处理系统造成冲击，要求废水调节池有足够的蓄水调节能力。
以上废水分类有如下几个优点：(1)与实际情况符合，可操作性强；（2）氰废水单独接出，并进行碱性氯化法破氰，既可以使CN-达标排放，又可以减少污泥产生量；（3）含铬废水单独接出，进行还原反应，可以降低还原单元处理规模，降低工程造价。
工艺流程选择
1、含氰废水
废水中的氰化物毒性较大，处理技术有化学氧化、电解氧化、离子交换、膜分离等，但常用且较成熟的方法为碱性氯化法，本方案采用二次碱性氯化法破氰，氧化剂采用NaCLO。一次氧化阶段PH控制在10-11，ORP在300mV左右，二次破氰PH控制在7-8之间，ORP在650mV左右。
该处理方法稳定可靠，采用进口ORP计及PH计在线监控，控制药剂投加量，降低处理费用，处理后废水流入混合废水调节池。
2、含铬废水
含铬废水中Cr6+还原，采用焦亚硫酸钠还原，方法成熟可行，可以达到尽可能减少污泥产生量的目的，过程在线控制PH2~3，控制ORP在300~330mV之间。经还原处理后的废水流入混合废水调节池。
3、混合废水
经破氰和铬还原的废水与混合废水进行混合，采用二次中和沉淀处理工艺，中和剂采用石灰水和氢氧化钠配合使用，一次中和反应投加石灰水和氢氧化钠，由进口PH计在线监控PH在~8之间，二次中和反应采用氢氧化钠并控制PH在10~
之间。混合废水中各种重金属成份多，而每种重金属加碱析出的最佳PH范围不同(见表6-1)，尤其对一些两性元素，如锌，它的氢氧化物，既溶于强酸，又溶于强碱，其沉淀的最佳PH是，所以两段PH调节沉淀是必须的。
表6-1某些金属氢氧化物沉淀析出的最佳范围
工艺流程说明
废水回用零排放工艺主要由“化学沉淀预处理”部分和“回用系统”部分所组成。其工艺流程简述如下：
各车间废水经厂区污水管道收集至混合调节池。含氰废水单独收集至含氰废水收集池，均质均量后，用提升泵1泵入破氰池，机械搅拌调节pH为10～11，投加次氯酸钠进行一次破氰处理，通过ORP计在300～350mV之间控制氧化剂次氯酸钠的加入量，。一次破氰后，在PH下调至7～8，继续加入次氯酸钠，直至ORP值为600-700mV。此时废水在碱性条件下，次氯酸盐将氰根氧化分解为无毒的物质，二次破氰后的废水汇入到混合调节池中。
含铬废水经铬废水调节池匀质匀量后投加硫酸控制PH为2~3之间，用提升泵2泵入铬还原反应池，焦亚硫酸钠采用泵前吸入的方式投加，控制ORP在300~330mV之间，还原反应池内采用机械搅拌，经还原反应后的废水流入混合废水调节池。
混合废水经混合废水调节池匀质，为适应重金属离子沉淀不同的PH要求，采用两段PH调节和反应沉淀分离法。混合废水由提升泵3泵入一次中和反应池，池内投加石灰乳液和液碱，在线控制PH为~8之间，使废水中的重金属离子与OH-反应生成氢氧化物絮体后自流入斜管沉淀池，经斜管沉淀池进行泥水分离，上清液经砂滤后进入中间水池。
经上述化学沉淀处理后，处理水水质指标主要表现为少量未完全沉淀的重金属离子、阴离子和少量残余的PAM。
化学沉淀预处理系统出水进入多介质过滤器，去除其中的有机物、悬浮物和部分重金属离子后，再经过精密过滤器进一步去除悬浮物。精密过滤器出水进入
超滤系统，通过超滤膜微米级的孔径过滤，彻底截留分子量两万以上的有机物和悬浮物。通过超滤截留后，水中残余的只是重金属离子，再通过反渗透纳米的错流过滤，将重金属离子截留。经过系统处理，出水可达到饮用水标准，大大高于工艺用水要求。整个系统由PLC控制，在运行过程中，不需要人值守。
零排放工艺流程图案
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回用工艺简介
7 主要构筑物及设备工艺设计
考虑到处理场地有限，拟将所有处理单元整合为一个综合构筑物，各单元的设计参数如下：
调节池
调节池采用合建形式，内分3格，分别用于含氰废水、含铬废水和混合废水
的匀质匀量，使后续废水处理得以连续稳定运行。
5.1.1含氰废水调节池
结构形式：地下式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理净尺寸：3×4m×3.5m
有效水深：3.0m
有效容积：36m3
水力停留时间：9h
配套设备：
(1)提升泵1：
功能：将废水提升至破氰池
型号：IH50-32-125
流量：6.3m3/h
扬程：5m
功率： kw
数量：1台
5.1.2含铬废水调节池
结构形式：地下式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理净尺寸：2m×4m×3.5m
有效水深：3.0m
有效容积：24m3
水力停留时间：12hr
配套设备：
(1)提升泵2：
功能：将废水提升至还原反应池
型号：IH50-32-125
流量： 6.3m3/h
扬程：5m
功率：
数量：1台
5.1.3混合废水调节池
结构形式：地下式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理
净尺寸：8m×4m×3.5m
有效水深：3.0m
有效容积：96m3
水力停留时间：8hr
配套设备：
(1)提升泵3：
功能：将废水提升至中和池
型号：IH65-50-160
流量：12.5m3/h
扬程：5m
功率：
数量：1台
含氰废水处理系统
7.2.1破氰池
结构形式：地上式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理，与铬还原反应池合建。破氰方式为间歇式，一次破氰控制ORP为300mv，二次破氰控制ORP为650mv。
净尺寸：2m×2m×3.3m
有效水深：3m
有效容积：12m3
水力停留时间：3hr
配套设备
(1)搅拌机1：水下部分不锈钢SS304
型号：LFJ-150
功率：
转速：8rpm
数量：1套
(2)pH计：德国E+H公司
型号：topHit H CPS 401
数量：1套
(3)ORP计：德国E+H公司
型号：topHit H CPS 401
数量：1套
铬还原反应池
六价铬还原采用投加Na
2S
2
O
5
溶液方式，经混合池搅拌混合，反应池反应完全。
混合池和破氰合壁共建，池底布置PVC穿孔管曝气装置。
单体(混合池或反应池)参数如下：
结构形式：地上式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理
净尺寸：2m×2m×3.3m
有效水深：3m
有效容积：12m3
反应时间：6hr
配套设备
(1) 搅拌机2：水下部分采用不锈钢材质
型号：LFJ-150
功率：
转速：8rpm
数量：1套
(2) pH计：德国E+H公司
型号：topHit H CPS 401
数量：1套
(3)ORP计：德国E+H公司
型号：topHit H CPS 401
数量：1套
中和池(1)(2)
采用投加NaOH石灰乳混合液方式。
池参数如下：
结构形式：地上式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理，折流板填充净尺寸：1m×5m×3.3m
有效水深：3m
有效容积：9m3
混合时间：54min
配套设备
(1)PVC穿孔管曝气搅拌
(2) pH计：德国E+H公司
型号：topHit H CPS 401
数量：1套
斜管沉淀池(1)(2)
结构形式：半地下式钢砼结构，与中和池合壁共建，内壁四酯三布防腐处理净尺寸：4m×5m×6.3m
有效水深：2.8m
泥斗高度：3m
表面水力负荷：0.75m3/m2·h
斜管型号：HX80
数量：15m3
中间水池
结构形式：地下式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理
净尺寸：2m×4m×3.5m
有效水深：3.0m
有效容积：24m3
水力停留时间：
砂滤塔
工艺尺寸：Φ?H=?3.2m
结构：钢制
滤层面积：1.7m2
滤速：20.0m/h
主要设备
(1)反冲水泵
反冲强度：12L/
型号：SLS50－125（I）
Q=33m3/h,H=18m,N=
数量：1台
(2)气源
共用罗茨风机提供
污泥浓缩池
结构形式：半地下式钢砼结构，池内壁四酯三布防腐处理
平面尺寸：3m×3 m×4.1m
有效深度：4m
表面负荷：0.6m3/h
板框压滤机
多介质过滤器
废水处理系统出水中的污染物，主要为未沉淀完全的金属离子、残余的聚丙烯酰胺（PAM）及少量的悬浮物。多介质过滤器填料由颗粒活性碳层及精制石英砂层组成。依靠活性碳巨大的比表面积和强大的吸附能力，将废水中的少量有机物和异味、异色等吸附去除，并能吸附部分重金属离子。活性碳吸附后，再经精制石英砂层进行过滤，截留活性碳碎屑。
精密过滤器
精密过滤器由聚丙烯熔芯组成，属微率范畴，依靠滤芯上的微孔，机械截留水中的悬浮物体，用在此处为防止活性碳碎屑，进入后续处理系统，对膜造成伤害。
超滤
超滤是利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为50000～200000Da范围内的物质。当被处理水借
助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300～500
的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得
到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同
时可去除大量的有机物等。系统简单、操作方便、占地小、投资省、且水质极优，
可满足各类反渗透装置的进水要求。其结构示意图如下：
浓缩液浓缩液
超滤膜工艺
反渗透
反渗透技术是利用半透膜（膜）以水压使水由较高浓度的一方渗透到较低浓度的一方，利用孔径仅为1/10000um的膜（相当于大肠杆菌大小的1/60000，病毒的1/3000），将水中污染物及重金属、细菌、病毒等杂质全部清除，系统脱盐率在97%以上，从而达到规定的理化指标及卫生标准，产生至清至纯的水，纯净度几乎达到100%，本系统所用反渗透膜为美国海德能公司生产。其结构示意图如下：
原液浓缩液
透过液
反渗透膜工艺
在反渗透产水过程中，浓水侧由于水的不断浓缩，无机盐当达到超饱和状态
时，盐容易析出，在膜表面凝结，如不及时冲洗掉就形成了垢，长期使用会使反
渗透膜的脱盐率下降，产水量下降，工作压力升高，导致化学清洗或损坏，为了
防止这种现象的产生，在反渗透进水前加入阻垢剂能够提高无机盐的溶解度，不
致以在反渗透运行过程中浓缩水盐的析出，使用美国通用-贝迪公司生产的
MDC220阻垢剂(本公司代理)，不仅能够有效地阻止Ca2+、Mg2+、Fe2+、Ba2+、Sr2-、So2-等离子形成垢，还能够防止胶体、有机物在膜表面的凝结，同时，当膜表面已经结垢时（但不严重）还能够使已形成的垢逐渐溶解，从而提高了设备的使用效果以及膜的寿命，降低化学清洗频率，由于该设备占地面积小，操作简便，不易产生故障，而在水处理系统中广泛使用。
8、投资和运行费用核算
投资费用核算
8.1.1化学沉淀预处理系统投资一览表
8.1.2 10T/h回用处理系统投资一览表
续表：
工程总投资一览表
8.2.1化学沉淀预处理系统设备功率一览表
运行费用核算
8.3.1运行费用计算
1、电费：
电价按元/度计，则每吨水耗电费为+×=元；
2、药剂费：
NaClO：600元/吨计，吨水费用为元/吨
稀硫酸,生石灰,焦亚硫酸钠合计元/吨
阻垢剂(美国进口药剂)等药剂，按元/吨计(淡水)，则每3、人工费：(自动控制,正常运行可实现无人操作)
按半人、工资按40元/人日计，则吨水耗人工费为元；
运行费用核算表