徐州金虎工具制造有限公司

酸洗磷化廢水處理工程
 
 
 

 
 
 
目  錄
 
一、設(shè)計(jì)水質(zhì)水量 3
1、設(shè)計(jì)規(guī)模： 3
2、設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)： 3
二、工藝流程及說明 3
1、工藝流程的選擇說明 4
2、工藝流程與工藝描述 6
三、各單元處理效果預(yù)測 9
四、主要構(gòu)筑物、設(shè)備說明 9
1、隔油調(diào)節(jié)池 9
2、反應(yīng)池1 10
3、豎流式沉淀器 10
4、反應(yīng)池2 10
5、氣浮設(shè)備 11
6、生化處理設(shè)備 11
7、豎流沉淀器 11
8、污泥濃縮池 11
9、板框壓濾機(jī) 11
五、主要藥劑及運(yùn)行費(fèi)用分析 12
六、工程總預(yù)算 13
七、工程技術(shù)組織 13
八、質(zhì)量保證、安全體系 14
1、生產(chǎn)制造質(zhì)量保證體系 14
2、工程安裝質(zhì)量保證體系 14
3、安裝工程安全保證體系 16
九、技術(shù)服務(wù)及培訓(xùn) 16
十、后期服務(wù)承諾 17
十一、工程進(jìn)度表 18
 

一、設(shè)計(jì)水質(zhì)水量
1、設(shè)計(jì)規(guī)模：
根據(jù)目前水量，污水處理站設(shè)計(jì)處理規(guī)模為50m3/d。磷化廢水每小時(shí)2噸，切屑液廢水每周2噸。
2、設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：
根據(jù)徐州金虎工具制造有限公司提供的有關(guān)資料及參考同類廢水?dāng)?shù)據(jù)，生產(chǎn)廢水的平均水質(zhì)預(yù)測如下。但具體設(shè)計(jì)會依照監(jiān)測站的監(jiān)測結(jié)果為準(zhǔn)：

水質(zhì)指標(biāo)	磷化廢水	切屑液	國家排放標(biāo)準(zhǔn)
CODcr：mg/L	176	>100000	100
SS：mg/L	120		70
磷酸鹽(以P計(jì)): mg/L	15.4		0.5
Zn2+：mg/L	120		2.0
油類：mg/L	10	>2000	5
pH	7－10		6-9

3、設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：
執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如下：
CODcr：               ＜100mg/L
SS：                  ＜70mg/L
磷酸鹽(以P計(jì))：      ＜0.5mg/L
Zn2+：                 ＜2.0mg/L
油類：                ＜5mg/L
 pH：                 6.0-9.0
 
 
二、工藝流程及說明
1、工藝流程的選擇說明
磷化處理是對金屬材料及其制件表面進(jìn)行的一種化學(xué)再加工工藝。經(jīng)磷化處理的金屬材料及其制品表面形成浸入性磷酸鹽膜層，該膜層與金屬基體有良好的結(jié)合能力、耐磨性和對涂料的附著能力，因此，機(jī)械、鋼鐵等行業(yè)都采用磷化處理技術(shù)來制作機(jī)械零件的防護(hù)層。磷化處理工藝一般包括堿洗除油、熱水漂洗、冷水漂洗、酸洗除銹、二次冷水漂洗及磷化等幾個(gè)步驟。在其過程中，主要產(chǎn)生堿洗乳化廢水、漂洗廢水、酸洗廢液及磷化廢液等多種廢水。
磷化廢水中除含有大量的磷酸鹽、鋅離子、酸堿物質(zhì)及有機(jī)物外，根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，有時(shí)還含有一定量的鎳離子、銅離子或鉛離子等重金屬和表面活性劑等污染物，成分復(fù)雜，處理難度較大。目前,對此類廢水的處理主要以物化法為主，即根據(jù)不同處理對象和處理目的采用分布沉淀、氣浮、過濾、活性炭吸附和膜分離技術(shù)等組合工藝。在工藝選擇時(shí)，既要考慮減少工藝環(huán)節(jié)，降低工程投資和運(yùn)行操作難度，又要考慮不同污染因子間的相互干擾，降低處理效果。酸洗磷化廢水中的主要污染因子是磷酸鹽和鋅離子，其中磷酸鹽也是該類廢水處理的難點(diǎn)，在實(shí)際工程中，往往局限于污水處理工程投資和運(yùn)行成本控制，很難確保出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5mg/L）的要求。
因此，根據(jù)磷化生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)和已有的工程經(jīng)驗(yàn)，我們在選擇和確定本污水處理工藝時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面加以考慮：
[1]高濃度含切屑液廢水雖然總量很小，但處理難度卻很大。調(diào)試時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，一種方式對該廢水與磷化廢水進(jìn)行混合，減低其COD 濃度，再進(jìn)行破乳分離油類污染后再與其它生產(chǎn)廢水混合處理。另一種方式是在產(chǎn)生切屑液時(shí)，停止磷化廢水處理，氣浮前段專門處理切屑液廢水，然后匯入中間水池，再和磷化廢水一點(diǎn)點(diǎn)混合反應(yīng)，進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。
[2]PO43+、Zn2+的去除效率與使用的化學(xué)藥劑及pH密切相關(guān)，因此必須在選擇和確定合適的藥劑種類的同時(shí)，嚴(yán)格控制反應(yīng)的pH值和藥劑投加量，由于廢水處理是動態(tài)連續(xù)的，并且廢水水質(zhì)也是隨即在一定范圍內(nèi)波動，pH的控制和藥劑投加量控制是人工無法實(shí)現(xiàn)的，所以，必須采用在線實(shí)時(shí)控制方式，確保廢水處理的效果穩(wěn)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*佳控制pH值不同，使用不同化學(xué)藥劑時(shí)的*佳pH值也不同。因此，必須充分了解使用不同化學(xué)藥劑時(shí)各類污染因子獲得*佳去除效果的*佳pH值范圍，然后，選擇某種化學(xué)藥劑和pH控制范圍，使各類污染物均能達(dá)到較好的去除效率，在滿足廢水處理達(dá)標(biāo)排放要求的前提下盡量減少廢水處理工藝環(huán)節(jié)，節(jié)約投資、處理成本和運(yùn)行管理難度，而不是單純追求每個(gè)污染因子的*佳處理效果下的*佳工藝控制條件。
[4]磷化混合廢水中還含有表面活性劑和其它重金屬離子，在工藝選擇和操作條件控制時(shí)，應(yīng)綜合考慮這些污染物的去除和干擾。
根據(jù)上述分析，只有把握好以上幾個(gè)廢水的處理工藝特點(diǎn)，才能做到為業(yè)主提供一套真正能夠滿足排放要求和投資省、運(yùn)行費(fèi)用低的設(shè)計(jì)方案。我們在以上的認(rèn)識基礎(chǔ)上，經(jīng)研究對表面處理廢水采用混凝沉淀＋氣浮＋過濾的處理工藝。

2、工藝流程與工藝描述
本方案對表面處理生產(chǎn)廢水的處理采用下圖所示的工藝流程如觸摸屏。
  
根據(jù)業(yè)主的規(guī)劃和實(shí)際需要，污水處理站設(shè)計(jì)全地上式。考慮到美觀因素，除了調(diào)節(jié)池、儲水池外，所有設(shè)備及附屬設(shè)施全部采用鋼結(jié)構(gòu)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)設(shè)備整體造價(jià)并不是很高，根據(jù)計(jì)算，同樣體積鋼機(jī)構(gòu)設(shè)備的造價(jià)與鋼筋混凝土造價(jià)之比為1.1：1。而且建成后，如果廠區(qū)規(guī)劃需要改變，設(shè)備的整體搬遷和改造非常方便。所有設(shè)備內(nèi)部采用環(huán)氧酶瀝青防腐，外刷草綠色垂紋漆，均有樓梯走道上下。
車間排出的磷化廢水采用高低位浮球自動控制，然后直接泵入隔油調(diào)節(jié)池。在進(jìn)水段加入破乳劑氯化鈣，氯化鈣加藥泵與進(jìn)水泵聯(lián)動控制。破乳劑絮凝破乳后，浮油被隔油池?cái)r截，含油量低的混合廢水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池待處理。考慮到磷化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，以及定期會有高濃度廢液需要處理，設(shè)計(jì)中隔油調(diào)節(jié)池按照10小時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)間考慮，基本能滿足水質(zhì)調(diào)節(jié)的要求。而切屑液專門儲存后集中處理，處理后匯入中間水池。
破乳除油后的污水由泵提升至多極反應(yīng)器，多極反應(yīng)器由兩格組成，廢水在*格通過在線pH控制系統(tǒng)精確調(diào)節(jié)pH至控制范圍，在第二格加入化學(xué)藥劑，與廢水中的磷酸根、鋅離子和其它重金屬離子、表面活性劑反應(yīng)，形成難溶鹽顆粒，然后在高效沉淀池內(nèi)沉降分離，使廢水中絕大部分的磷酸根等污染物被去除。前兩段主要反應(yīng)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
加堿鈣中和難掌握好投藥量，控制不好反應(yīng)終點(diǎn)。投藥不足，達(dá)不到效果；過量投藥，不僅成本加大，有時(shí)反而有害。混合廢水中若有多種重金屬離子需要同時(shí)沉淀，則難以兼顧不同離子沉淀所需的*佳pH值。如Zn，沉淀pH值在8.2左右即可，而沉淀Ni2+應(yīng)達(dá)9.7左右。若為了沉淀Ni2+將pH調(diào)到很高，則Zn(OH)2又有部分呈鋅酸鹽而溶解，Cu或Ni都不易達(dá)標(biāo)。
化學(xué)反應(yīng)中的藥劑我們采用的是南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院的污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)研究制備的高效多功能除污染復(fù)合藥劑, 解決單一化學(xué)中和沉淀，不必精確調(diào)整pH值和考慮多種離子的沉淀的兼顧問題。因此只要pH可調(diào)整到一定范圍即可達(dá)到去除污染離子，操作性很強(qiáng)。加適量的堿性鈣鹽，調(diào)整pH值，再加復(fù)合除污劑，則可達(dá)到用量省，效果好，費(fèi)用低的優(yōu)勢。
反應(yīng)后的混合液進(jìn)入高效斜管沉淀池，斜管沉淀是一種占地面積小、投資少、處理效率高的沉淀方式，在自來水及污水處理中廣為應(yīng)用。通過沉淀后絕大多數(shù)金屬離子和磷酸鹽得到去除。
高效沉淀池的上清液自流進(jìn)入混凝反應(yīng)池，混凝反應(yīng)池也由兩格組成，廢水首先通過pH在線控制系統(tǒng)精確調(diào)節(jié)pH至控制范圍，然后先后加入PAC、PAM絮凝劑和助凝劑，使廢水中剩余的磷酸根、鋅離子等污染物進(jìn)一步形成難溶鹽顆粒并聚集成較大絮凝體，在氣浮池內(nèi)與溶氣過程形成的微小氣泡一起形成浮渣而被刮出池外。氣浮裝置的另外一個(gè)重要功能就是通過加藥混凝這種物化處理方式，去除廢水中的大部分COD和細(xì)小顆粒狀懸浮物，為后續(xù)生化處理奠定基礎(chǔ)。
考慮到所排污水必須嚴(yán)格穩(wěn)定達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，我們在設(shè)計(jì)中增加了一級生化處理，起到把關(guān)作用。生化處理采用的是操作簡便，運(yùn)行穩(wěn)定的接觸氧化工藝。這也是目前國內(nèi)*成熟穩(wěn)定的生化處理工藝，COD去除效率高，而且微生物對重金屬離子也有一定的吸附作用。由于廢水生化性能不是很好，因此需要引入部分生活污水。通過生物填料上的好氧微生物對廢水中有機(jī)物的吸附降解，將有機(jī)物變成水和二氧化碳。降解過程中增長的微生物和廢水的混合物，進(jìn)入豎流式沉淀池，清水達(dá)標(biāo)排放，微生物形成的污泥沉入污泥斗。
廢水處理過程中，隔油調(diào)節(jié)池、高效沉淀池和氣浮池產(chǎn)生的污泥首先通過污泥濃縮池初步濃縮去除大部分自由水，減少污泥體積后，再由螺桿泵提升至板框壓濾機(jī)，脫水干化制成泥餅后外運(yùn)處置。污泥濃縮池和壓濾機(jī)清水回流至集水井重新進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理，避免造成二次污染。
 
 
 

三、各單元處理效果預(yù)測
單位：mg/L

水質(zhì)指標(biāo)		CODcr	SS	總磷	Zn2+	油類
隔油調(diào)節(jié)池	進(jìn)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	進(jìn)水	192	97.6	15	117	3.74
	出水	――	78	0.75	5.9	――
	去除率	――	20%	95%	95%	――
氣浮池	進(jìn)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%
接觸氧化池	進(jìn)水	115.2	46.8	0.53	3.5	0.37
	出水	46	――	0.27	1.4	――
	去除率	60%	――	50%	60%	――

說明：廢水水質(zhì)指標(biāo)由乳化和磷化廢水混合后，計(jì)算得來。
 
四、主要構(gòu)筑物、設(shè)備說明
1、隔油調(diào)節(jié)池
有效容積：        20m3，
停留時(shí)間：        10h
建筑尺寸：        4.0×2.0×3.0m，
數(shù)量：            1座，鋼結(jié)構(gòu)。
配套設(shè)備：
提升泵：型號WQ25-8-12，*大流量5m3/h，揚(yáng)程8米，功率0.75kw，數(shù)量2臺，一用一備。
2、反應(yīng)池1
有效容積：           2.0 m3
停留時(shí)間：           1h
結(jié)構(gòu)尺寸：           2.0×1.0×1.5m
結(jié)構(gòu)數(shù)量：           6mm鋼板防腐，2座
配套設(shè)備：
攪拌：空氣攪拌。
加藥計(jì)量泵：型號PZ-120，流量0-12L/h，出口壓力7.6bar，數(shù)量3臺。
溶藥裝置：規(guī)格2.4×0.8×1.2 m，功率3.3kw，數(shù)量3套,材質(zhì)PVC。
pH在線控制器：型號DP5000－6B－0，數(shù)量1臺。
3、豎流式沉淀器
有效容積：         10m3
停留時(shí)間：         5.0h
結(jié)構(gòu)尺寸：         2.0×2.0×3.0m
有效水深：         2.5m
數(shù)量：             1座，鋼結(jié)構(gòu)
4、反應(yīng)池2
有效容積：           2.0 m3
停留時(shí)間：           1h
結(jié)構(gòu)尺寸：           2.0×1.0×1.5 m
結(jié)構(gòu)數(shù)量：           6mm鋼板防腐，2座
配套設(shè)備：
攪拌：空氣攪拌
加藥計(jì)量泵：型號PZ-120，流量0-12L/h，出口壓力7.6bar，數(shù)量3臺。
溶藥裝置：規(guī)格2.4×0.8×1.2 m，功率3.3kw，數(shù)量2套,材質(zhì)PVC。
pH在線控制器：型號DP5000－6B－0，數(shù)量1臺。
管道混合器：型號DN125，數(shù)量1臺。
5、氣浮設(shè)備
處理能力：        3m3/h
停留時(shí)間：        0.5h
表面負(fù)荷：        5～7 m3/m2·h
結(jié)構(gòu)尺寸：        2.5×1.2×2.7m
數(shù)量：            1套（含反應(yīng)系統(tǒng)、尼克尼泵、刮渣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)），碳鋼防腐。
6、生化處理設(shè)備
有效容積：         20m3
停留時(shí)間：         10.0h
結(jié)構(gòu)尺寸：         2.0×4.0×3.0m
有效水深：         2.5m
數(shù)量：             1座，鋼結(jié)構(gòu)
7、豎流沉淀器
有效容積：         10m3
停留時(shí)間：         5.0h
結(jié)構(gòu)尺寸：         2.0×2.0×3.0m
有效水深：         2.5m
數(shù)量：             1座，鋼結(jié)構(gòu)
8、污泥濃縮池
有效容積：       3.2m3，
建筑尺寸：       2.0×1.6×1.5m，
數(shù)量：           2座，鋼結(jié)構(gòu)
9、板框壓濾機(jī)
型號：               DYQ350－J
泥餅含水率：         ≤80％
電機(jī)功率：           1.3kw
設(shè)備尺寸：           3120×920×1286