铋深加工废水处理初步设计方案

1——含金属废水设计方案Pro.No.201316广东省环境保护工程研究设计院二零一三年十二月三日Pro.No.200816目录2目录1概述52设计依据、原则及范围52.1设计依据52.2设计原则52.3设计内容及范围62.3.1设计内容62.3.2设计范围62.4设计目的63设计规模、进水水质及目标63.1设计规模63.2进水、出水水质73.4污泥处理目标74工艺选择84.1水质分析及污染物处理技术现状84.1.1水质分析84.1.2污染物处理技术现状84.2工艺选择104.2.1废水处理工艺选择104.2.2污泥处理工艺选择105工艺设计115.1工艺流程框图115.2工艺流程说明115.3各主要处理单元的设计115.3.1调节池115.3.2中和反应沉淀池125.3.3硫化反应沉淀池125.3.4石灰+氧化+铁盐反应沉淀池135.3.5混凝反应沉淀池14Pro.No.200816目录35.3.6中间池145.3.7清水池155.3.8污泥浓缩池155.3.9设备房166建筑和结构设计166.1建筑设计166.1.1设计思路166.1.2设计依据166.1.3总体布置综述166.1.4建设标准及装修176.2结构设计176.2.1设计原则176.3防渗设计176.4施工技术及安全措施176.4.1基坑开挖及支护176.4.2材料176.4.3钢筋制作安装及砼浇捣186.4.4施工缝的设置187电气与自控设计197.1设计依据197.2设计范围197.3供、配电系统197.3.1配电197.3.2主要电气设备选型197.3.3电缆、电线选型及敷设197.3.4安全接地198节能、环境保护、安全卫生设计208.1节能设计208.2环境保护20Pro.No.200816目录48.2.1施工期环境影响的缓解措施208.2.2污水处理系统对外部环境的影响208.3劳动保护及安全卫生218.3.1安全防范218.3.2安全管理218.3.3安全与卫生的预期效果219劳动定员、工期及进度219.1劳动定员219.2工期及建设进度2210工程投资估算及成本分析2310.1编制依据2310.2废水处理投资概算2310.2.1土建工程分项概算表2310.2.1设备分项概算表2410.2.3工程总概算表2710.3运行成本分析2711培训计划2911.1投产运行前培训2911.2投产运行后培训2912售后服务承诺及措施30Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案51概述******实业有限公司是一家集科、工、贸于一体的外向型民营企业。专业进行铋加工企业，在加工过程中，所产生一定的废水，废水含有各种重金属：砷、铅、锌、铜、镉、镍、铋等。如不处理将对环境造成严重影响，该公司根据环保三同时政策，以及为了保护周围水体环境，决定新建一套处理含重金属的污水处理设施，处理能力达150吨/天，使厂内所产生重金属废水全部处理后达到排放标准。受委托，依据有关环保政策和法规，根据建设单位提供的有关基础资料，并综合我们对同类废水处理工程实践，并就处理效果、运行管理、经济等因素综合考虑，针对该污水的特性，编制此设计方案，供有关领导审阅。2设计依据、原则及范围2.1设计依据业主提供的有关水质、水量资料及处理要求；《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；《恶臭污染物排放标准》（GB14551-93）；《工业企业噪声设计控制规范》（GBJ87-85）；《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；《建筑结构设计统一标准》（GB68-89）；《工业与民用配电系统设计规范》（GB50052-95）；《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）；《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；其它行业标准及相关设计规范。2.2设计原则充分利用现有的水、电供应以及管理、技术、维修与运输等条件，合理选定设Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案6计方案，降低工程造价，减少建设投资，降低运行费用；本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过实践考验的先进成熟的新工艺、新技术、新设备，发挥整体技术优势，提高技术含量，完善节能措施；选用国内外先进、可靠、高效、成熟的设备，性能可靠、稳定的控制系统。应地制宜提高土地利用率，总平面布置做到合理、紧凑、美化环境；尽量采用先进的工艺技术，配套成熟的控制技术，减少工人的劳动强度，使污水处理工程操作管理方便，易维修；基建投资在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省，采用安全可靠、经济合理的地基处理方法；工艺流程简短、顺畅，避免迂回反复，降低流程水头损失。2.3设计内容及范围2.3.1设计内容在业主指定区域内污水处理总体规划；处理系统的工艺选择；本项目所采用的主要设备的选型；污水处理系统电气、自控等设计；对构筑物的计算和设计，包括主体构筑物以及必要附属建筑物；进行整个工程的投资估算和运行费用的核算。2.3.2设计范围设计范围为：业主将各车间工段废水引至各自调节池至废水处理站排放口，界区范围内污水处理设施的土建、工艺、设备、电器仪表、自控等。2.4设计目的确定技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省的废水处理，并进行设备选型，构筑物平面布置规划合理，使污水处理工程大大提高处理系统的处理效率，并获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。3设计规模、进水水质及目标3.1设计规模根据业主提供的相关资料，该类废水为铋深加工废水中的含重金属废水本方案Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案7设计处理能力如下：含重金属离子废水设计平均日流量：Q=150m3/d设计平均时流量：Q平均时=6.25m3/h3.2进水、出水水质根据业主提供的有关资料及参照同行业数据，进水水质如下表（表3-1）：表：3-1进水水质项目浓度项目浓度（砷）AS3+1000mg/L（镉）Cdmg/L（铅）Pb2+mg/L（钴）Co--mg/L（锌）Znmg/L（镍）Ni2+--mg/L（铜）Cu2+mg/L（铋）Bimg/LPH处理后的废水要求达到处理后的废水要求达到国家标准《废水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准如下表（表3-2）：表：3-2出水水质项目浓度项目浓度（砷）AS3+0.5mg/L（镉）Cd0.1mg/L（铅）Pb2+1.0mg/L（钴）Comg/L（锌）Zn2.0mg/L（镍）Ni2+1.0mg/L（铜）Cu2+0.5mg/L（铋）Bimg/LpH6-93.4污泥处理目标污水站所产污泥经过重力浓缩、机械脱水后外运处置。Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案84工艺选择4.1水质分析及污染物处理技术现状4.1.1水质分析该工程所排放废水主要为铋深加工所产生的废水，含有大量重金属离子的废水，主要含有以下金属：（砷）AS3+（镉）Cd（铅）Pb2+（钴）Co（锌）Zn（镍）Ni2+（铜）Cu2+（铋）Bi4.1.2污染物处理技术现状（一）、砷（AS3+）的去除砷是一种剧毒的物质，对人体和环境危害大，属国家一类污染物，其最高允许排放浓度为0.5mg/L。生产中常用的含砷废水处理方法有：石灰软化法、硫化法、离子交换法和石灰铁盐法等。其中石灰软化法仅在含砷量很少(0.2～0.3mg/L)的饮用水处理中采用。硫化法对低浓度的含砷废水处理有效，却除率也高，但对亚砷酸盐处理效果不好，且药剂费用贵，残硫量大。离子交换法处理含砷酸盐和亚砷酸盐废水都很有效，但设备投资高，处理费用昂贵，仅在低浓度废水处理中有应用的实例。目前使用最广泛的处理流程为石灰铁盐法，因为石灰和硫酸亚铁均为廉价的药剂，故有成本优势。缺点是会产出大量的沉渣，且其中的Ca3(AsO4)2渣在一定的条件下会出现反溶，引起二次污染，需要二次处理。通过改进后的工艺采用：含砷废水采用两段硫化钠除砷工艺，配合石灰-氧化-铁盐法除残砷，可将处理后的废水含砷控制在0.5mg/L以下，而克服了以上缺点。在这个过程中可以将部分其他金属离子去除如铜、铅、锌等。（二）、铅（Pb2+）的去除铅是自然界分布很广的元素，铅在现代工农业生产中的用途十分广泛。蓄电池、油漆、印刷、颜料等行业都在消耗铅，与此同时，铅又导致对大气、土壤和水资源的污染。铅和可溶性铅盐都是有毒的，含铅废水对人体健康和农作物生长都有严重危害。近几十年来，电镀、采矿、制革等许多工业排放的废水、废气和废渣不断增加了环境中铅污染负荷，超出了环境自净能力，致使土壤、湖泊和海洋都出现了不Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案9同程度的铅污染。对含铅废水进行有效处理、对铅处理含铅废水主要有：化学沉淀法、电解法、生化法。目前应用最广泛的为化学沉淀法在处理含铅废水时以氢氧化物沉淀法更为常用。即向含铅废水投加碱性中和剂，使铅离子与羟基反应，生成难溶的氢氧化物沉淀，从而予以分离。用该方法处理时，应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳pH值及其处理后溶液中剩余的铅离子浓度。在饱和溶液中不仅有游离的铅离子，而且有不同的各种羟基络合物，它们都参与沉淀——溶解平衡。铅属于两性金属，pH过高时会形成络合物而使沉淀物发生反溶现象，因此，严格控制和保持最佳的pH值是该法的关键。本方案考虑在废水中加入消石灰，调节pH大于11，使废水中的铅生成氢氧化铅沉淀，然后加入聚合氯化铝，将pH调节至7-8，产生共沉淀，经过固液分离，达到去除的目的。（三）、锌（Zn）的去除含锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、污染严重等危害，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类上都大大增加，造成了严重的环境污染和资源浪费。处理含锌废水可分为物化法和生物法，根据锌在溶液中存在的形态不同，常用的处理方法分两类：第一类是使废水中呈溶解状态的锌（II）离子转变为不溶的重金属化合物，经过沉淀或浮上法从废水中除去，具体方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法。通常多采用第一种方法，第二种方法只有在特殊情况下才采用。由于本方案中金属离子种类多，处理方法类似，因此本方案考虑采用化学沉淀法将锌去除。锌是一种两性元素，它的氢氧化物不溶于水，并具有弱碱性和弱酸性，故其化学式可写作：碱式:Zn(OH)2，酸式:H2ZnO2。由于它呈两性、故在强酸或强碱中能溶解。在锌酸盐溶液中加适量的碱可折出Zn(0H)2白色沉淀，再加过量的碱，沉淀又复溶解;但反之，在锌酸盐溶液中，加适量酸也可析出Zn(0H)2白色沉淀，再加过量的酸、沉淀又复溶解。锌的氢氧化合物为两性化合物，pH值过高或过低，均能使沉淀返溶而使出水超标。所以在用化学沉淀法处理含锌废水的过程中，要注意pH值的控制。锌的去除与铅的去除类似。Pro.No.200813铋深加工废水处理工程初步设计方案10（四）、铜（Cu2+）的去除对于含铜电镀废水的处理主要采用化学法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等，目前国内常采用化学中和法、混凝沉淀法处理含铜废水，在对废水中的酸、碱进行中和的同时，铜离子形成氢氧化铜沉淀，然后再经固液分离装置去除沉淀物。硫化物沉淀法处理重金属废水具有很大的优势，可以解决一些弱络合态重金属不达标的问题，硫化铜的溶解度比氢氧化铜的溶解度低得多，而且反应的ｐＨ值范围较宽，硫化物还能沉淀部分铜离子络合物，所以不需要分流处理。本方案含铜可以与砷通过硫