電鍍廢水處理站總體設(shè)計(jì)
1 前言
在電鍍廢水中往往含有多種有毒物質(zhì),各電鍍廠點(diǎn)的廢水量及成分差異很大,因此,必須結(jié)合實(shí)際情況,先抓好主要矛盾(選用好的工藝、流程和清洗方式),然后采用效果好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的處理方法。只有這樣才能做到治本與治標(biāo)相結(jié)合,使運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用壓到最低限度,處理方法也能經(jīng)得起長時期的考驗(yàn)。總體設(shè)計(jì)電鍍廢水處理站原則:簡便、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、有效,并盡量做到環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益之間的統(tǒng)一。
2 清洗方式
目前,仍有許多電鍍廠點(diǎn)采用單槽清洗,不僅浪費(fèi)水,而且造成廢水總量增加,以致難以處理。對于這樣的廠點(diǎn),改進(jìn)清洗方式是廢水處理的前提。
多級逆流漂洗加上回收槽的清洗方式,已被不少電鍍廠點(diǎn)所采用。大量事實(shí)表明,這種方式一可節(jié)約用水,采用三級逆流漂洗,比單槽清洗能節(jié)約95%以上的水;二可減少鍍液帶出量;三可減輕對污染治理的負(fù)擔(dān),特別是用化學(xué)法處理廢水時,處理場地及材料消耗都可大大減少。是一種花錢少、效果好、又可靠的清洗方式。這種清洗方式對任何類型的鍍種,不管是大廠、小廠,都可采用。
和漂洗比較,噴淋清洗更節(jié)約用水。對于鍍鉻、鍍光亮鎳、半光亮鎳、鋼鐵件氧化、磷化等需加溫槽液的表面處理工序,可設(shè)置2～3級回收槽,起到間歇法逆流漂洗,即清洗水定期逆向補(bǔ)充,最后可以回到鍍槽,補(bǔ)充鍍液的蒸發(fā)損失。當(dāng)蒸發(fā)損失較少時,應(yīng)考慮用蒸發(fā)濃縮或反滲透等方法將多余的回收水進(jìn)行濃縮處理后再回用。這樣就可以做到微排放,使水和化學(xué)原料得到充分回收或利用。采用手工操作、逆流漂洗方式。勢必增加操作工人的勞動強(qiáng)度,對其推廣帶來一定的困難。因此,應(yīng)該盡量采用半機(jī)械化或機(jī)械化生產(chǎn)線。為了降低廢水中有毒物質(zhì)的濃度,要杜絕跑、冒、滴、漏,還應(yīng)采取多種減少鍍液帶出量的措施。比如,延長鍍件在鍍槽上的停留時間、在鍍液中加入允許的表面活性劑、改進(jìn)工裝夾具設(shè)計(jì)、改進(jìn)滾筒的結(jié)構(gòu)、改進(jìn)工件懸掛方法等。
3 工藝改革
防止電鍍污染的根本辦法是工藝改革,它是減少電鍍污染和減輕處理負(fù)擔(dān)的最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。工藝改革的一個措施是采用新的無毒鍍種。例如,以微酸性氯化鉀鍍鋅代替氰化鍍鋅,就可以從根本上消除含氰廢水的污染。由于不含氰化物,就避免了對極毒氰化物廢水、廢氣進(jìn)行處理,生產(chǎn)操作中的防護(hù)要求及安全管理要求也有所降低。工藝改革的另一措施是以其它鍍種或工藝代替毒性較強(qiáng)的鍍種或工藝。例如,鍍鎳鐵合金代替氰化鍍銅錫合金,鍍銀前處理的浸銀代替汞化,鍍銀后以浸防銀變色劑代替鉻酸鹽鈍化等。從而,就可以從根本上減少廢水的污染源。
工藝改革的第三個措施是降低有毒溶液的濃度。例如采用低鉻鈍化或超低鉻鈍化,其鉻酐濃度只有高鉻鈍化的十分之一或幾百分之一;也可采用低鉻酐鍍鉻,其鉻酐濃度只有高鉻酐鍍鉻的五分之一。這些有毒濃度的降低,往往還具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約原材料。由于降低了有毒物濃度,帶出液含有毒物總量也隨之減少,清洗工作量減少,清洗用水也減少。
4 電鍍廢水處理方法的選擇
在選擇電鍍廢水處理方法之前,應(yīng)當(dāng)對各種處理方法的效果、投資、占地面積、設(shè)備性能、原材料要求等方面有較為全面了解。電鍍廢水處理方法很多,但各有所長,也各有所短。因此,要取長補(bǔ)短,往往幾種方法組合使用,效果更好。因各電鍍廠點(diǎn)生產(chǎn)情況不同、條件不同,電鍍廢水情況也不同。制訂電鍍廢水處理方案時要根據(jù)本廠的鍍種和實(shí)際情況,切不要照抄照搬。
例如:在處理氫氧化銅為主的沉淀物固液分離時,不能采用氣浮法,應(yīng)采用斜紋法;而在處理氫氧化鋅和氫氧化鉻時,應(yīng)采用氣浮法。處理方案應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格論證、完善,避免盲目投入,降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。選擇廢水處理方法的基本原則:
①廢水經(jīng)處理,應(yīng)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)或可回用,不產(chǎn)生二次污染。
②對廢水變化的適應(yīng)性要強(qiáng),如廢水濃度、ｐＨ值及其成分變化等。
③處理過程中,化學(xué)藥劑用量少、電能消耗少、運(yùn)轉(zhuǎn)成本要小。
④處理工藝可操作性好,處理性能穩(wěn)定。
⑤處理機(jī)和土建設(shè)備(如:廢水池等)之間要匹配。
⑥處理廢水能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),并能自動記錄、自動檢控。
5 總體設(shè)計(jì)的依據(jù)及其內(nèi)容
5.1 總體設(shè)計(jì)的依據(jù)
①電鍍工藝及其配方、年產(chǎn)量(即生產(chǎn)綱領(lǐng))。應(yīng)盡量采用無污染、少污染或污染容易處理的電鍍工藝②國家環(huán)保法制定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
5.2 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容
5.2.1 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容包括:設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)范圍、電鍍廢水處理工藝、廢水量、廢水水質(zhì)(污染物種類與含量)、廢水處理的工藝原理及流程、設(shè)備選型、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果、建筑與結(jié)構(gòu)、供電、暖通、儀表、概算,以及存在問題。
5.2.2 廢水處理系統(tǒng)圖指明各種廢水來源,列明廢水處理系統(tǒng)。各種廢水系統(tǒng)需要分開時就必須分開,例如:酸性廢水與含氰廢水就不允許混排,以免混淆。并說明綜合處理方式與目的。
5.2.3 廢水處理工藝流程圖指明達(dá)到綜合處理而選用的設(shè)備、管道、閥門、輔助設(shè)施,并標(biāo)明廢水走向、管徑、過程和選用材料等。
5.2.4 綜合性廢水處理站平面圖指明廢水處理站在廠內(nèi)的相對位置,與各車間的相互關(guān)系。
5.2.5 綜合性廢水處理站工藝設(shè)備布置圖
廢水處理站總體布置,根據(jù)各廠具體情況,與電鍍車間分建或合建。站內(nèi)布置又可分橫向和豎向。大中型電鍍廠(點(diǎn)),廠內(nèi)場地?fù)頂D,宜與電鍍車間合建。
①單獨(dú)綜合性廢水處理站橫向布置,一般將廢水池、污泥干化池設(shè)置在室外,處理設(shè)備及水泵房輔助用房布置在一層建筑物內(nèi)。具體布置:根據(jù)各類廢水與采用設(shè)備集中布置,同時考慮安裝操作、運(yùn)行、管理。配藥系統(tǒng),包括溶藥、投藥、水泵提升等設(shè)備,一般均放在底層與處理設(shè)備附近。投藥箱、回收液箱可集中在二樓或三樓。回用水箱可設(shè)置在層頂。各類廢水池盡可能合并修建、一次建成,可節(jié)地節(jié)資。整個管網(wǎng)橫向連接。
②單獨(dú)綜合性廢水站豎向布置,除個別廢水池、污泥干化場設(shè)置在室外,水泵房、處理設(shè)備輔助用房布置在不同層建筑物內(nèi)。具體布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底層布置處理設(shè)備,調(diào)藥、配藥提升系統(tǒng)。二層布置投藥間、回用液間、化驗(yàn)分析間,回用水箱布置在層頂,整個管網(wǎng)豎向連接。
③整個綜合性廢水站布置要緊湊,便于操作管理,又要留有充分余地,適應(yīng)今后工藝變化和處理技術(shù)發(fā)展。主要處理設(shè)備在同一間內(nèi),不宜按廢水種類設(shè)置小間;當(dāng)設(shè)備操作在較高處時,宜設(shè)操作平臺,平臺設(shè)備高度一般離地2米左右,便于安裝、操作、維修。
④值班室一般布置在廢水處理間,采用玻璃隔開,以便于觀察管理。
⑤儀表室操作一般布置在處理設(shè)備中心,應(yīng)便于觀察。
⑥化驗(yàn)分析室一般布置在二樓,藥劑倉庫靠近溶液配藥間,設(shè)有專門通道。污泥脫水間靠近污泥干化場,設(shè)在向陽處,污泥堆放應(yīng)便于運(yùn)輸。
5.2.6 綜合廢水處理站工藝管道布置圖、設(shè)備管道透視圖和管道編號表
5.2.6.1 管道種類和材料
綜合性廢水處理站的管道種類繁多而復(fù)雜。一般有:廢水管、回用水管、回用液管、投藥管、自來水管、蒸汽管、壓縮空氣管、排水管、樹脂輸送管、污泥管等等。管道與閥門的材質(zhì),必須根據(jù)流體的介質(zhì)、腐蝕性能、壓力和溫度等因素來選擇。
5.2.6.2 管道、管徑的選定
管道、管徑的選定可通過水壓確定,采用“廢水處理廠/站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行”有關(guān)管道數(shù)據(jù)查得。在綜合性廢水處理站設(shè)計(jì)中,管道流速一般可取1～1.5ｍ/ｓ,溶液管道流速可取0.5～1.5ｍ/ｓ,污泥可取1.0ｍ/ｓ左右。
5.2.6.3 管道布置與安裝
綜合廢水處理站管道多,要求布置排列整齊,長度短,轉(zhuǎn)彎少,便于安裝、識別、操作和維修。管道安裝一般沿墻、柱、梁水平與垂直布置,并用支架固定。埋地的管道除混凝土管、陶瓷管、硬聚氯乙烯管可直接埋地外,一般都布置在管溝內(nèi),或埋敷在地下室、半地下室頂板上,便于地面耐腐蝕處理和安裝維修。管道水平安裝應(yīng)有一定的坡度(1%～5%)。在整個管道最底處設(shè)放空閥,最高處設(shè)放氣閥。樹脂交換輸送管應(yīng)為透明管。
管道與管道之間的連接,可用套接、焊接或法蘭連接。在管道的適當(dāng)位置上要用活接頭(縮節(jié))連接,以便安裝拆卸。管道90°彎頭或三通應(yīng)盡量用成品配件。管道穿水池時,應(yīng)放在池壁上的預(yù)埋套管里,管道安裝時要考慮防腐措施;管道在穿越承重墻或基礎(chǔ)時,應(yīng)預(yù)留洞,預(yù)留孔直徑另加兩百毫米。室外架空管道可根據(jù)需要做保溫層,以免冬天冰凍使管道液體結(jié)冰堵塞。硬聚乙烯管要避日光強(qiáng)照,以防老化。
5.2.7 綜合廢水處理站設(shè)備安裝圖、非標(biāo)設(shè)備圖和設(shè)備說明表根據(jù)不同的廢水處理工藝,配置相應(yīng)的設(shè)備。由于目前設(shè)備種類甚多,選擇時必須注意設(shè)備的實(shí)際性能對廢水處理的有效性,特別在驗(yàn)收設(shè)備時要注意設(shè)備設(shè)計(jì)是否合理,制作是精工制作還是粗制濫造。這些,都關(guān)系到廢水處理的效果。因此,在選型設(shè)備時,一般都要經(jīng)過實(shí)地使用考察,選擇切實(shí)可行的定型的及成套的處理設(shè)備。處理設(shè)備既要價廉物美,又要講究實(shí)效。各廢水處理設(shè)備,包括水泵、管路、閥門及回收液設(shè)備,可安裝在廢水處理間。調(diào)藥設(shè)備和投藥設(shè)備,包括調(diào)藥桶、壓力提升桶、投藥箱,按實(shí)際情況,可單獨(dú)設(shè)置,也可與廢水處理間合在一起安裝。各水池水位信號裝置、水泵起閉裝置、各取樣點(diǎn)自動測定裝置、操作人員工作臺都可以安裝在儀表操作間。在污泥脫水處及污泥干化場,要設(shè)置污泥脫水機(jī)及附屬設(shè)施。
5.2.8 綜合性廢水站局部大樣圖
對于一些難以看清楚的關(guān)鍵部位,必須要有局部大樣圖表示。
5.2.9 綜合性廢水站留孔留槽圖對于土建上需要預(yù)留孔占槽的地方,必須預(yù)先出圖表示。否則,土建完成后再打孔再做槽,既費(fèi)時,又要影響到土建結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
5.2.10 綜合性廢水站耐腐蝕襯里大樣圖綜合性廢水站耐腐蝕處理一般分地坪、管溝和水池內(nèi)壁內(nèi)襯。地坪、管溝采用環(huán)氧玻璃鋼(三層玻璃布五層環(huán)氧樹脂),3～5ｍｍ硬聚氯乙烯板或軟聚氯乙烯板,用202、203膠水作粘結(jié)劑結(jié)貼面。水池內(nèi)襯除用地坪管溝的辦法外,還可用花崗石內(nèi)襯、環(huán)氧樹脂勻縫。目前,最簡便的辦法是涂刷耐腐蝕涂料。
5.2.11 綜合廢水處理站一些圖紙根據(jù)需要,還應(yīng)有下列一些圖紙:1)綜合性廢水處理站建筑圖;2)綜合性廢水處理站結(jié)構(gòu)圖;3)綜合性廢水處理站暖風(fēng)圖;4)綜合性廢水處理站供電圖;5)綜合性廢水處理站動力管道圖;6)綜合性廢水處理站自動控制儀表圖。
5.2.12 綜合性廢水處理站設(shè)備表
指明設(shè)備名稱、規(guī)格、型號、單位、數(shù)量、生產(chǎn)廠、其它。
5.2.13 綜合性廢水處理站材料表指明各種材料名稱、規(guī)格、材料、單位、單重、總重、備注等。
5.2.14 綜合性廢水處理站概算表根據(jù)廢水處理工藝所選用的設(shè)備和材料,綜合土建、電氣設(shè)施、器具工具,再根據(jù)運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、地區(qū)差價、管理等費(fèi)用匯總成概算表。
5.3 綜合性廢水處理站設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
①電鍍車間內(nèi)部各類廢水排放必須分道排水,便于以廢治廢,也便于電鍍廢水回收利用,盡量達(dá)到閉路循環(huán)的效果。
②電鍍廢水經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才能向外排放,嚴(yán)禁用稀釋辦法排放廢水。
③采用化學(xué)法處理廢水時,應(yīng)盡量選用成本低的化學(xué)藥劑,污泥量少的處理技術(shù)。污泥應(yīng)脫水、妥善處理,嚴(yán)禁任意丟棄。
例如用硫酸亞鐵還原法處理六價鉻廢水時,先要在廢水中添加酸,使ｐＨ值降至2～3,然后添加硫酸亞鐵還原劑,用量約是Ｃｒ6+的16倍～32倍。當(dāng)Ｃｒ6+還原成Ｃｒ3+后,又要添加堿使ｐＨ值由2～3升高到7～7 5。采用一步法處理含鉻廢水時,ｐＨ值為5的廢水不需要添加酸,就可以直接加入沉淀劑及少量堿,在ｐＨ值7～7 5時,很快形成沉淀物。廢渣比還原法少得多。處理成本比還原法大大降低。
④所選用的處理設(shè)備和所設(shè)計(jì)的各類廢水池,包括均化池、中間水池、半成品水池、成品水池、貯存池、調(diào)節(jié)池等,既要齊全,又要互相匹配。有的廠家選用處理設(shè)備很大,而均化池很小,處理效果波動往往很大,時而達(dá)標(biāo),時而超標(biāo)。問題的原因就在于設(shè)備與設(shè)計(jì)的不匹配。
⑤要控制排放廢水中的各類有害物質(zhì)的濃度。有些電鍍廠點(diǎn)把一些漂洗水,經(jīng)簡單處理或匯集后就直接排放,而把一些回收液、腳缸殘液排到均化池,結(jié)果均化池中各類有害化學(xué)成分濃度都很高,使斜紋固液分離法或汽浮法難以招架,失去了原有的設(shè)備功能,達(dá)不到快速固液分離的最佳效果。
⑥為了及時計(jì)算廢水流量及投藥量,設(shè)備的相應(yīng)部位都要安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)或電磁流量計(jì)。在確保工藝要求下,應(yīng)嚴(yán)格控制電鍍生產(chǎn)用水量和用水定額,反對清洗長流水。為此,要安裝水表計(jì)量。這樣廢水量才能得以控制,確保綜合性廢水處理站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑦嚴(yán)禁任意傾倒各種廢槽液(俗稱缸腳),須按槽液類型設(shè)置分離裝置或采用處理措施,經(jīng)處理至基本無毒,才能排入混合廢水池,再進(jìn)一步處理。否則,要處理的有害物質(zhì)濃度,會突然升高使處理設(shè)備難以承受,即使處理后也很難達(dá)標(biāo)。
⑧各類廢水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),應(yīng)能把水抽干,并能下池清理淤泥。
⑨在廢水處理站設(shè)計(jì)時,盡量使各類廢水以最短的距離流入廢水池,經(jīng)廢水處理站處理后的回用水以最短的距離回用。處理站應(yīng)靠近廠內(nèi)道路以便于藥品和污泥的運(yùn)輸。在地形位差地段可充分利用高度差異,利用位差設(shè)置污水處理站的設(shè)備和廢水池,以此減少能耗。
⑩電鍍廢水處理站可一次規(guī)劃,分期實(shí)施,并留有余地。在設(shè)計(jì)廢水處理站時,應(yīng)考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)、增加新鍍種時廢水量處理會增加。
6 小結(jié)
①在考慮電鍍廢水處理方案時,決不能就處理談處理,必須治本與治標(biāo)相結(jié)合,應(yīng)以治本為主,考慮廢水治理的措施。
②重視工藝改造,以消除或減少廢水污染。
③重視改進(jìn)清洗方法和清洗設(shè)備,以節(jié)約用水并為濃縮回收、微排放創(chuàng)造一個先決條件。
④選擇穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)的廢水處理方法,廢水排放達(dá)標(biāo),運(yùn)轉(zhuǎn)成本低。
⑤了解處理設(shè)備的實(shí)際性能,不能選用無廠無商標(biāo)無質(zhì)保的設(shè)備。
⑥應(yīng)按不同的廢水類別,選擇不同的設(shè)備。并設(shè)計(jì)與此相配套的廢水池。
⑦電鍍廢水處理方案建立之前,必須進(jìn)行嚴(yán)格論證,盡量使廢水處理站設(shè)計(jì)和建站更加完善。
⑧在設(shè)計(jì)電鍍廢水處理站時,要全面規(guī)劃,又要留下余地,即還要考慮到生產(chǎn)量擴(kuò)大或新鍍種上馬,并分別實(shí)施。
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