某电镀厂废水处理工艺设计

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本科毕业论文（设计）

论文题目：姓学班年专学

名：号：级：级：业：院：

某电镀厂废水处理工艺设计

李豪 103010040129

1001 10级环境工程武昌工学院易嘉玲余萃

2014年4月

指导教师：完成时间：

作者声明

本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。

毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。特此声明

作者专业

作者学号

：环境工程：：

年月日

作者签名

某电镀厂废水处理设计工艺

李豪

The wastewater treatment design of a

electroplating factory

Li,hao

2014年月日

摘要

我国电镀行业日趋发展，电镀废水作为世界三大污染之一，对于提倡环保的时代来说是

需要特别强调的处理项目。对于发展日益快速的中国来说，也成了首要处理对象。本文首先描述了我国电镀厂废水的污染现状，对人类产生的危害，以及处理方法。分析对比各种现阶段各国普遍对电镀废水的处理方法后，结合本设计中的实际情况和处理要求，决定采取碱性氧化法处理含氰废水，通过调节PH处理含铬废水以及重金属废水，对于电泳漆废水和少部分的生活污水则采用生物接触氧化法处理，最后达标过滤消毒后再排入附近的河里。

关键词：含氰废水，含铬废水，重金属废水

Abstract

With the speedy development of the electroplating enterprise in our country, electroplating

industry, as one of the biggest pollutions in the world,causes the pollution more and more severely. For the rapidly developing China,the electroplating wastewater also become the primary processing object. This paper first describes the present pollution situation of the elecmtroplating wastewater in China, as well as the harm to humans and methods of treatment.. After analysing and comparing all kinds of methods of the electroplating’s universal treatment, then combined with the actual conditions and processing requirements of a electroplating factory in City, besides, this article also describe how to take the alkaline oxidation method to treat wastewater contained cyanide and how to deal with the wastewater which contains chromium and heavy metal by adjusting the PH . As to the electrophoretic paint wastewater and a small part of domestic sewage, Which adopt the biological contact oxidation method to process,and then the final standard filter sterilized water can discharge into the nearby river.

Key words: containing cyanide wastewater;wastewater containing chromium;heavy metal wastewater.

引论 ......................................................................................................................... 1 1 电镀废水的处理与设计要求 ................................................................................. 1 1.1 电镀废水的处理方法 ........................................................................................ 1 1.2 设计依据 ............................................................................................................ 2 1.3 设计水量，水质，各类条件以及出水标准 .................................................... 2 2 工艺设计 ................................................................................................................... 3 2.1 各类废水的工艺选择及流程图 ........................................................................ 3 2.2 工艺流程说明 .................................................................................................... 5 2.3 水中污染物含量变化 ........................................................................................ 6 3 电镀废水处理设施工程设计 ................................................................................... 7 3.1 反应调节池1 ..................................................................................................... 7 3.2调节池2............................................................................................................. 10 3.3 中和池 1 .......................................................................................................... 12 3.4絮凝反应池1 .................................................................................................... 12 3.5沉淀池1............................................................................................................. 13 3.6 反应调节池3 ................................................................................................... 15 3.7 中和池2 ........................................................................................................... 16 3.8 絮凝反应池2 ................................................................................................... 17 3.9 沉淀池2 ........................................................................................................... 18 3.10 隔油池............................................................................................................. 20 3.11 调节池4 .......................................................................................................... 21 3.11.4 配套设备 ...................................................................................................... 22 3.11.5 调节池水泵扬程计算 .................................................................................. 22 3.12 生物接触氧化池 ............................................................................................ 22 3.13 沉淀池3 ......................................................................................................... 25 3.14 中间水池 ........................................................................................................ 27

3.15 过滤器............................................................................................................. 27 3.16 PH回调池 ....................................................................................................... 30 3.17 污泥浓缩池 .................................................................................................... 31 3.18 格栅的设计计算 ............................................................................................ 33 4 投药量计算 ............................................................................................................. 36 5 电镀废水处理长工程概预算 ................................................................................. 36 5.1 土建工程概预算 .............................................................................................. 36 5.2 配套设施预算 .................................................................................................. 38 5.3 废水处理药剂费用 .......................................................................................... 38 5.4 废水处理运行电费 .......................................................................................... 39 5.5 工程预算总结 .................................................................................................. 39 6 社会与环境效益评估 ............................................................................................. 39 6.1 社会效益 .......................................................................................................... 39 6.2 环境效益 .......................................................................................................... 39 结语 ....................................................................................................................... 40 谢辞 ....................................................................................................................... 40

引论

随着中国的发展，电镀废水污染已经越来越受到关注。据了解，电镀生产过程主要产生氨氮，磷等多种污染物，其中以重金属为主要污染。由于我国对环保的重视，电镀废水处理也已经受到重视。

（1）电镀是我国产业中一个重要环节，是科技发展中重要的组成部分，要是没有电镀行业的话，许多产品无法完成生产。

（2）电镀是经济发展中的重要因素，具有极高经济价值。

（3）电镀污染可以防治。大力发展科技，出台完善的制度，严格控制污染物的排放。

电镀生产过程主要产生含氰废水，含铬废水，含镍废水，重金属废水，以及电泳漆废水等污染。多有毒，危害较大。如氰可引起人畜急性中毒，致死，低浓度长期作用也能造成慢性中毒。镉可使肾脏发生病变，并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血，并会在骨、脾和肝脏内蓄积。其他重金属也产生了很大危害，被人体吸收了会严重危害人体健康，如果没达标排放到河流中，对河流造成重大污染，而且治理困难。

因此，电镀废水必须严格控制，妥善处理。

1 电镀废水的处理与设计要求

1.1 电镀废水的处理方法

1.1 物理方法

电镀废水处理的物理方法一般有：催化微电解处理技术，离子交换法，吸附法，膜分离法和提银机处理法。物化法是利用离子交换或膜分离或吸附剂等方法去除电镀废水所含的杂质，其在工业上应用广泛，通常与其它方法配合使用。 1.2 化学方法

电镀废水处理的化学方法一般有：中和沉淀法，中和混凝沉淀法，氧化法，还原法，钡盐法，铁氧体法。化学法是依靠氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒

有害的物质分解为无毒无害的物质，或者直接将重金属经沉淀或气浮从废水中除去。

1.3生物法

生物法是电镀废水处理的高新生物技术。一些微生物代谢产物能使废水中的重金属离子改变价态，同时微生物菌群本身还有较强的生物絮凝、静电吸附作用，能够吸附金属离子，使重金属经固液分离后进入菌泥饼，从而使得废水达标排放或回用。

1.2 设计依据

《电镀废水治理工程技术规范》（HJ2002-2010）；《三废处理工程技术手册—废水卷》；《给排水设计手册》第一，三，五册；《电镀废水治理设计规范》（GBJ136-90）；《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）；《中华人民共和国环境保护法》；

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；其它行业标准及相关设计规范。

1.3设计水量，水质，各类条件以及出水标准

1.3.1 废水量

电镀厂的处理废水量按最高日最高时流量，处理规模为1000m3/d。含铬废水：200 m3/d；含氰废水：100m3/d；

其它重金属（铜、锌、镍）废水：600m3/d；电泳漆废水：80 m3/d；生活污水： 20m3/d。

1.3.2 废水水质

Cr6+≤40mg/L；CN-≤40 mg/L；Cu≤20 mg/L；Zn ≤ 40 mg/L；Ni≤10 mg/L。电泳漆废水：含油脂和悬浮物、COD均约1000mg/L; 生活污水：COD=400mg/L，BOD5=80mg/L 1.3.3 工程地质资料

地势平坦，厂区地平设计标高为3.5m。 1.3.4 电镀厂废水处理系统进水干管数据

电镀厂废水处理系统进水总管管底标高3.26m（相对地面标高±0.00）。 1.3.5 出水水质要求

出水水质执行《电镀行业污染物排放标准》，因此本电镀厂出水水质控制为： Cr6+≤0.3 mg/L；CN-≤0.5 mg/L； Cu≤1.0 mg/L；Zn ≤ 2.0 mg/L；Ni≤1.0 mg/L。

2 工艺设计

2.1 各类废水的工艺选择及流程图

2.1.1 含氰废水的处理

含氰废水必须单独处理，处理前不可以与其他废水混合。因为CN-≤40mg/L，所以采用碱性氧化法处理。

因为废水处理量较小（100m3/d）水质浓度变化不大，所以采用间歇式一级氧化处理。产生的污泥应单独处理，减少为废处理量。工艺流程图见图1

图 1

2.1.2 含铬废水的处理

含铬废水也单独处理，将六价铬还原为三价铬，再与其它重金属废水混合处理。含铬污泥属于危险废物，所以反应后产生的污泥应单独处理，不得与其他水质污泥混合，减少危废的处理量。

工艺流程图见图2

图 2

进水PH值控制在2.5~3.0.反应时间大约为20~30min，废水经过还原反应后，加碱（石灰）调节PH至7~9，使三价铬沉淀，反应时间大于20min，反应后时

2.1.3

图 3 2.1.4 生物处理技术

因为电泳漆废水主要含有油脂，悬浮物和COD=1000mg/L，生活污水COD=400mg/L,BOD=80mg/L，可以将两种水混合处理。用生物接触氧化处理，使COD达标，含有的油脂用隔油池进行除油，部分悬浮物通过后期的活性炭吸附处理净化。工艺流程图见图4

图 4

2.1.5 总的工艺流程图

总的工艺流程图见图5

图 5

2.2 工艺流程说明

含氰废水通过初级氧化处理后排入反应池1，通过加碱使水中重金属沉淀，因为破氰处理要在碱性条件下，所以处理后的水与重金属污水混合可以起到调节PH的作用。

重金属废水处理后与含铬废水混合的好处有：一是重金属废水沉淀后的pH较高，可中和含铬废水的酸性；二是含铬废水对重金属处理后残留的部分离子起

稀释和二次混凝沉淀作用。

最后，由于各类废水中COD含量都较大，所以在电泳漆废水与生活污水混合水隔油处理后，将各预处理后的水混合（都排入生物接触氧化池中）进行氧化处理，使水中的COD达标，基本到达二级达标，最后水中的有机颗粒以及悬浮物通过活性炭吸附塔，进一步净化，处理后的水消毒后，达标排放。

特别注意的是：含氰废水的一级氧化处理必须谨慎。因为重金属废水中含有大量的金属离子，在不含六价铬、氰化物及络合性物质的情况下，采用中和沉淀易使金属离子达标，但一旦有氰化物或络合物混入综合废水中，金属离子就很难达标，因此，清污分流以及含氰废水的预处理非常关键。

2.3 水中污染物含量变化

2.3.1 各工艺水量的确定

根据所给资料，将废水分为四类：含氰废水（W1）、重金属废水(W2)、含铬废水 (W3)、电泳漆废水和生活污水混合水(W4)。

含氰废水（W1）主要来自于氰化镀银及预镀铜后的清洗废水。主要污染因子为：pH、总氰化物、总铜、COD等；

重金属废水（W2）主要来自于酸性镀铜、酸性、活化等后的清洗废水。主要污染因子为：pH、总铜，总镍，总锌，COD等；

含铬废水(W3) 主要来自于镀铬、钝化、粗化、还原后续清洗等工序废水。主要污染因子为：pH、Cr6+、总铬等；

电泳漆废水和生活污水混合水（W4）主要来自于除油和碱洗工序的清洗废水，以及生活用水。主要污染因子为：pH、COD、油脂和悬浮物等。

2.3.2 预计处理过程中污染物削减情况表

表1 预计处理过程中污染物削减情况表水量 T/D 100

Ni mg/

废水及处理工艺

Cu mg/l 20 20 20 1 1

Zn mg/l

Cr mg/l

CN mg/l 40 0.5

COD mg/l 1000 600 1000 800 800 1000 1200

含氰废水W1

一级氧化处理池 100 重金属废水W2

600 10

40 2 2

中和池1（W1+W2) 700 1

沉淀池1 含铬废水W3

中和池2(W1+W2+W3) 电泳漆废水+生活污水W4

沉淀池3 过滤器排放池

700 1 200 900 1 100 1000 0.9 1000 0.8 1000 0.8

0.5 0.5

40 0.3

2 0.5

1000 60 60 60

0.9 0.8 0.8

1.9 1.8 1.8

0.28 0.25 0.25

0.48 0.45 0.45

3 电镀废水处理设施工程设计

3.1 反应调节池1

3.1.1 设计参数

池形: 方形流量Q 100m3/d

停留时间HRT=13h （工业废水水质水量变化相对于生活污水要大得多，所以在调节池的停留时间也就要长得多，一般在8~16h）。 3.1.2 工艺尺寸

有效容积 V1=Q HRT=100 13/24=54.17m3 实际容积 V=1.4V1=75.83 m3 取 V=80 m3

取池子的有效水深h=2.0m 纵向隔板间隔1.0m

则调节池的平面面积为S=V/h=40 m2 取宽b=5m 则长L=8m

纵向隔板间距为1m，则隔板数为4 取调节池超高为0.3m。

为适应水质变化，设置沉渣斗，共两个，沉渣倾角为45°。 3.1.3 进出口及液位

调节池整体设置在地下，顶部平行于地面，池内污水用泵提升至反应池。电镀厂运行产生的废水通过工业废水管道流入调节池。

D——管径（mm）； Q——设计最大水量（m3）；

V——进水管管内流速（m/s），一般采用0.7~1.0m/s。设计中v取

0.8m/s

设计中取进水管管径DN50mms，进水口要求在最高液位以上，高度为1200mm。调节池出水管取DN25mm标准硬氯乙烯管，规格外径Φ³壁厚＝32mm³2.5mm，工作压力为10kg/cm2。出水管口位于池底，用泵提升至反应池。

调节池最高液位 Hmax=调节池结构见图6

V56.25

14063mm S40

图 6 3.1.4 配套设备

提升泵

型号：25QWP8-22-1.1型流量： Q=300m3/d 扬程：22m 功率： 1.1Kw 数量：二台（一用一备） 3.1.5 调节池水泵扬程计算

调节池水泵扬程为：

H＝H差+H自+h沿+h局+h构式中H差——泵吸水池最低水位与最不利点水位差，m； H自——最不利点所需的自由水头，m； h沿——管线沿程水头损失，m； h局——管线局部水头损失，m； h构——构筑物水头损失，m。

废水流量Q＝100m3/d，取管中流速v＝0.8m/s（一般为0.7~1.2m/s），则废水管径为：

4 100

24 3600 0.8 3.14

＝0.043m

查手册取公称直径DN50mm标准硬氯乙烯管，规格外径Φ³壁厚＝57mm³2.5mm，工作压力为10kg/cm2，计算内径为52mm，查DN50mm塑料管水力

计算表，流量Q＝4.2 m/h时，流速为0.45m/s，1000i＝4.82，对于一次提升管段，废水管线水力最不利长度L＝10m，则管线沿程损失：

H沿＝iL＝4.82³10/1000＝0.048m

一次提升最不利段共有90º弯头2个，局部阻力系数0.5，阀门2个，局部阻力系数各取0.5，逆止阀1个，局部阻力系数取7.5，转子流量计1个，局部阻力系数9，泵1台局部阻力系数为1，则管线总局部水力损失为：

H局＝ξv2/2g

2 0.5 2 0.5 1 7.5 1 9 1 1 1.452/ 2 9.8

0.28m

调节池最低水位与所需提升最高水位差H差＝5.0m取自由水头H自＝2.5m，则水泵所需扬程为：

H＝H差+H自+h沿+h局 5.0 2.5 0.048 0.28 7.83

根据Q＝4.2m3/h，H＝7.83m选用25QWP8-22-1.1型不锈钢耐腐蚀潜水泵，其性能参数如表3.1.1。

表2 25QWP8-22-1.1不锈钢耐腐蚀潜水泵性能参数

型号

25QWP8 -22-1.1

流量

（m3/h） 12.5

扬程

（m） 22

转速（r/min） 2825

轴功率

（kw） 1.1

口径

功率（%）

（mm） 25

38．5

3.2调节池2

3.2.1设计参数

池形: 方形流量Q=600m3/d 停留时间HRT=8h 3.2.2 工艺尺寸

有效容积 V1=Q HRT=600 8/24=200 m3 实际容积 V=1.4 V1=280 m3 取池子的有效水深h=2.5m 纵向隔板间隔1.6m

则调节池的平面面积为S=V/h=112 m2

取宽b=8m 则长L=14m

纵向隔板间距为1.6m，则隔板数为4 取调节池超高为0.3m。 3.2.3 进出口及液位

调节池整体设置在地下，顶部平行于地面，池内污水用泵提升至反应池。电镀厂运行产生的废水通过工业废水管道流入调节池。

则

设计中取进水管管径DN150mms，进水口要求在最高液位以上，高度为2500mm。

调节池出水管取DN50mm标准硬氯乙烯管，规格外径Φ³壁厚＝57mm³2.5mm，工作压力为10kg/cm2。出水管口位于池底，用泵提升至反应池。泵的扬程计算见水力计算部分。

V200

调节池最高液位 Hmax= 1786mm

S1123.2.4 配套设备

提升泵

型号：25QWP8-22-1.1型流量： Q=300m3/d 扬程：22m 功率： 1.1Kw 数量：三台（两用一备） 3.2.5 调节池水泵扬程计算

因为废水流量Q=600m3/d，取废水中流速v=1.0m/s。参照公式3.0，则 D=0.094mm。

查手册取公称直径DN100mm标准硬氯乙烯管，规格外径Φ³壁厚＝108mm³2.5mm，工作压力为10kg/cm2，计算内径为103mm，查DN100mm塑料管水力计算表，流量Q＝25m3/h时，流速为0.84m/s，1000i＝7.1，对于一次提升管段，废水管线水力最不利长度L＝10m，则管线沿程损失为：

H沿=iL 7.1 10/1000 0.071m

一次提升（从调节池用泵提升至中和池，中和池至中间水池重力自流）最不利段共有90º弯头2个，局部阻力系数0.5，阀门2个，局部阻力系数各取0.5，逆止阀1个，局部阻力系数取7.5，转子流量计1个，局部阻力系数9，泵1台局部阻力系数为1，则管线总局部水力损失为：

H局＝ξv2/2g ＝（2³0.5+2³0.5+1³7.5+1³9+1³1）³0.842/（2³9.8）＝0.972m

调节池最低水位与所需提升最高水位差H差＝5.0m取自由水头H自＝2.5m，则水泵所需扬程为：

H＝H差+H自+h沿+h局＝8.54m

根据Q＝25m3/h，H＝8.54m选用25QWP8-22-1.1型不锈钢耐腐蚀潜水泵两台同时做功。

3.3 中和池 1

3.3.1 设计参数

池形: 方形流量Q=900m3/d（泵组合的最大流量）停留时间HRT=3.4h 3.3.2 工艺尺寸

有效容积 V=Q HRT=900 3.4/24=127.5 m3 取V=130 m3

取池子的有效水深h=2.0m

则中和池的平面面积为S=V/h=65 m2 取宽b=5m 则长L=13m 取中和池超高为0.3m。