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1、合同编号:fy20 09 / 463 依依利利安安达达(广广州州)电电子子有有限限公公司司 污污水水厂厂升升级级改改造造工工程程设设计计方方案案 (方案编号:(方案编号:f fj j2 20 00 09 9/ /4 46 63 30 02 2) 建 设 单 位:依依利利安安达达(广广州州)电电子子有有限限公公司司 设 计 单 位:广广州州市市怡怡绿绿环环境境工工程程有有限限公公司司 二九年十二月 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 2 页 共 53 页 设设计计单单位位:广广州州市市怡怡绿绿环环境境工工程程有有限限公

2、公司司 项项目目名名称称: 依依利利安安达达(广广州州)电电子子有有限限公公司司 污污水水厂厂升升级级改改造造工工程程设设计计方方案案 审 定: 审 核: 项目负责人: 设 计: 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 3 页 共 53 页 目目 录录 第一章第一章 概概 述述.5 第二章第二章 设计基础设计基础.5 2.1 设计依据.5 2.2 设计处理范围.5 2.3 设计规模.5 2.4 设计原则.6 2.5 废水分类.7 2.5.1 废水分类汇总废水分类汇总.14 2.5.2 设计规模设计规模.14 2.6 排放

3、标准及设计目标.15 第三章第三章 废水处理工艺设计废水处理工艺设计.15 3.1 处理工艺设计说明.15 3.1.1 废水分流废水分流.15 3.1.2 工艺设计确定工艺设计确定.16 3.2 各构筑物、设备单元工艺设计.18 3.2.1 废水预处理工艺流程确定及反应原理分析废水预处理工艺流程确定及反应原理分析.18 3.2.1.2 酸性络合铜废水 .20 3.2.1.3 碱性络合铜废水 .22 3.2.2 预处理工艺设备及构筑物:预处理工艺设备及构筑物:.22 3.2.2.1 预处理调节池 .22 3.2.2.2 酸化池(旧池体).23 3.2.2.3 气浮池(旧池体) .23 3.2.1

4、.4 一体化斜管沉淀池(旧池体) .24 3.2.3 综合废水处理系统综合废水处理系统.24 3.2.4 综合废水处理工艺设备及构筑物综合废水处理工艺设备及构筑物.25 3.2.4.1 综合废水调节池 .25 3.2.4.2 高效沉淀器 .26 3.2.4.3 一体化设备 .28 3.2.4.4 接触氧化池 .30 3.2.4.5 二次沉淀池 .31 3.2.4.6 污泥浓缩池 .32 3.2.4.7 再生废水蓄水池 .32 3.2.5 加药部分加药部分.33 3.2.5.1 预处理所需的药剂及用量 .33 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司

5、2009 年 12 月 第 4 页 共 53 页 3.2.5.2 高效沉淀器所需的药剂及用量 .34 3.2.5.3 一体化设备药剂及用量 .35 3.2.5.4 配药及储药罐 .35 3.2.6 原污水站需整改的内容原污水站需整改的内容.36 3.2.7 电气控制系统电气控制系统.37 3.2.8 运行成本核算运行成本核算.38 3.2.8.1 药剂费: .38 3.2.8.2 电费: .38 3.2.8.3 人工: .38 第四章第四章 设备材料表及工程造价设备材料表及工程造价.39 1.本工程各项材料设备仪器报价及总价.39 第五章第五章 售后服务承诺售后服务承诺.51 附件:营业执照复

6、印件 1 份 工程设计证书复印件 1 份 平面布置图 1 份 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 5 页 共 53 页 第一章第一章 概概 述述 依利安达(广州)电子有限公司位于广州经济技术开发区北围工业区,其 东面是安利(广州)有限公司,南面是将军机械厂,西面是自来水公司,北临 横窖河。主要生产单层及多层电路板,年产量为 100 万平方米,年产值近 8 亿 元。 由于各种因素,污水站需增加一套废水环保处理达标排放工艺。受依利安 达(广州)电子有限公司委托,广州市怡绿环境工程有限公司对其原有的污水 处理系统进行改扩建

7、提供设计方案,改扩建后的污水处理系统能够使污水处理 后主要污染物(ph 值、cu2+、cod)指标达到广东省污染物排放限值排放标 准。 第二章第二章 设计基础设计基础 2.12.1 设计依据设计依据 1.依利安达(广州)电子有限公司提供的有关水质、水量资料; 广东省建设项目环境保护管理条例 (199457 号公布) ; 广东省地方标准水污染物排放限值(db44/26-2001) ; 室外排水设计规范(gb50014-2006) ; 排水工程设计手册 ; 国家及地区的有关设计规范。 2.22.2 设计处理范围设计处理范围 集水井内的废水至废水处理系统处理达标后排放至放流池。 2.32.3 设计规

8、模设计规模 依利安达(广州)电子有限公司提供的废水、废液排放资料,该公司废水处理 按 24 小时处理设计。 依利安达(广州)电子有限公司原有废水处理工程主要分为两部分,一是 a、b、c 三类废水处理达标排放;二是 d 类废水经预处理后作中水回用水源。 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 6 页 共 53 页 本次设计业主提供的废水水质水量情况详见下表: 表 1:水质、水量情况 废水类型废水名称 水量 m3/d cod(m g/l) 总铜 (mg/l) ph备注 酸性含铜废水80030050-2500-2 碱性含铜废水

9、300400010-5010-12 高浓度废 水 有机废水400400010-5010-12 低浓度废 水 一般水洗废水350020010-803-6 因该废水处理工程含废水回用工程及部分废水处理达标排放,根据国内现 有废水回用技术、回用治理成本及线路板厂车间排水的性质等因素考虑,将含 有机物较低的废水作为回用水治理;将水质成分含有机物较高,水质较为复杂, 水质波动较大的废水集中强化处理后达标排放。 因依利安达现车间生产实际排放废水量较大,根据依利安达提供的废水水 质、水量表设计一套处理工艺对该废水强化处理达标排放。 2.42.4 设计原则设计原则 根据国家和当地有关环境法规的要求,对该厂在生

10、产过程中排出的线路板 废水进行有效处理,使之符合国家和地方废水排放标准,取得明显的环境和社 会效益,使企业树立良好的社会形象。 1.严格执行有关环境保护的各项规定,使处理后的各项指标达到或优于广 东省地方排放标准; 2.针对线路板废水水质特点采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺和设 备,最大可能的发挥投资效益,采用高效稳定的水处理设施和构筑物,尽可能 的降低工程造价,同时接合企业的生产情况,对废水进行综合治理处理; 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 7 页 共 53 页 3.工艺设计与设备选型能够具有较大的灵活性和

11、调节余地,能适应水质水 量的变化,确保出水水质稳定、达标排放; 4.工艺运行过程中考虑操作自动化,减少劳动强度,便于操作、维修; 5.建筑构筑物布置合理顺畅,降低噪声,消除异味,改善周围环境。 6.尽可能地应用原有的污水处理系统及设备。 2.52.5 废水分类废水分类 根据广州依利安达(广州)电子科技有限公司提供的水质、水量资料,以 及我司对线路板废水治理的技术经验,对该公司生产过程中产生的废水主要分 为以下几大类: a 类:酸性络合铜废水,主要来源于各生产流程中含有大量在酸性条件 下能与铜结合成较稳定物质的络合根离子的废水,如柠檬酸根,酒石酸根等; b 类:高浓度有机废水,主要来源于胶片显影

12、、退膜产生的高 cod 废水; c 类:碱性络合铜废水,主要来源于各生产线中含铵根离子的废水; d 类:一般清洗水,废水主要来源于生产车间的清洗水; 根据车间生产工序分别介绍多层线路板加工过程产生废水以及对废水按类 分流状况如下: 图图 1 基本制作工艺流程基本制作工艺流程 铜箔基板裁切 粉尘 边角料 研磨、水洗 d 类一般清洗水 烘干后续工序 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 8 页 共 53 页 图图 2内层板制作工艺流程及产污环节图内层板制作工艺流程及产污环节图 后工序 基板 脱脂除油 水洗 微蚀 水洗 平行

13、曝光 显影 内层蚀刻 水洗 去 膜 水洗 预浸、棕化 表面清洗 b 类高浓度有机废水 d 类一般清洗水 a 类酸性高浓度 络合铜废水 d 类一般清洗废 水 a 类酸性络合铜废 水 d 类一般清洗水 sps、h2so4 h2so4 碳酸钠 cucl2、hcl( 30%)、 h2o2(35%) naoh(2%) 棕化预浸液 棕化液、 h2o2 底片制作 脱脂剂 酸洗a 类酸性高浓度 络合铜废水 水洗、烘干 d 类一般清洗水 压膜干膜 水洗 b 类高浓度有机废水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 b 类高浓度有机废水 d 类一般清洗水 a 类酸性络合铜废水 母片、显影 液、定影液 废底片 显、定影

14、废液 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 9 页 共 53 页 内层线路板 压层 除油 活化 后工序 粉尘 铜屑 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 b 类有机高浓度废水 c 类碱性络合铜废 水水 a 类酸性络合铜 废水 a 类酸性络合铜 废水 a 类酸性络合 废水 预叠 塞孔磨平 高低压水洗 去胶渣 水洗 水洗 微蚀 水洗 孔金属化 水洗 钻孔 开料 半固化片 高锰酸钾溶 液 除油剂 sps、h2so4 naoh、活化 液 化学沉铜液 裁磨 边角料 c 类碱性络合铜废水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 a 类酸

15、性络合铜废水 a 类酸性络合铜废 水 剥挂架 d 类一般清洗水水洗、烘干 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 10 页 共 53 页 图图 3多层板压合及通孔处理流程及产污环节图多层板压合及通孔处理流程及产污环节图 母片、显影 液、定影液 多层板 曝光 后工序 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 a 类酸性络合铜废 水 d 类一般废 水 c 类碱性络合废水 c 类碱性络合铜废 水 d 类一般水洗废水 d 类一般清洗水 贴膜 清洗 图形电镀 浸酸 镀锡 清洗 外板刻蚀 退锡 清洗 镀金 c 类络合废水 清洗 底片制作

16、干膜 硫酸、硫酸铜 稀酸溶液 硫酸锡镀液 碱性蚀刻液 氨水 退锡液 镀镍 水洗 d 类一般水洗废水 d 类一般水洗 废水 酸浸 水洗 a 类一般水洗废 水 a 类酸性络合铜 废水 水洗 d 类一般清洗水 洗 h2so4 氰化金钾 添加剂 b 类有机高浓度 废水 显影 naoh b 类有机高浓度废水 b 类有机高浓度废 水 去膜naoh 退膜液 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 11 页 共 53 页 图图 4图形电镀工艺及产污环节图图形电镀工艺及产污环节图 图图 5阻焊图形、热风平整及外形加工工艺及产污流程阻焊图形

17、、热风平整及外形加工工艺及产污流程 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 12 页 共 53 页 图图 6osp/沉银工艺及产污环节图沉银工艺及产污环节图 半成品多层板 预烤曝光 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 无废水 涂阻焊油墨 清洗 固化 清洗 热风焊料整平 水洗 外形加工 显影 喷锡 吹干 感光阻焊油墨 底片制作 母片、显影 液、定影液 丝印字符 锡条 电测 清洁包装 qc 产品 d 类有机高浓度 废水 无废水 无废水 无废水 无废水 有机废气 naoh b 类有机高浓度废水 无废水 工程项

18、目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 13 页 共 53 页 图图 7 铜回收工艺流程铜回收工艺流程 电测 除油 c 类碱络合废 水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 检查 微蚀 水洗 osp 银回收 超声波清洗 水洗 预浸 水洗 a 类酸性络合铜废 水 干板组合 出板 d 类一般清洗水 a 类酸性络合铜废 水 沉银 a 类酸性络合铜废 水 水洗d 类一般清洗水 a 类酸性络合废 水 水洗d 类一般清洗 水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 d 类一般清洗水 酸洗 水洗 a 类酸性络合铜废 水 含铜废液 废液收集池 氧化

19、铜反应 沉淀凝集 反映 98%硫酸铜 结晶 反应 a 类酸性络合 废水 备用 naoh 触媒 安定剂 板框脱水 25%-30%氧化铜 离心 水 污水处理 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 14 页 共 53 页 2.5.1 废水分类汇总废水分类汇总 以上为我司根据线路板废水的性质及根据我司对线路板废水处理的经验将以上为我司根据线路板废水的性质及根据我司对线路板废水处理的经验将 该厂的生产废水按水质水量分类汇总如下表该厂的生产废水按水质水量分类汇总如下表 2: 表废水水质状况表 排放量 cu2+ni2 + codph

20、 类别废水名称 m3/hrm3/dppmppmppm a 类酸性络合铜废水 15350800/800 02 a1 类络合铜废水 10250800/800 24 a2 类不含络合铜废水 5100200/800 02 b 类有机高浓度废水 2150015/4000 1113 b1 类显影有机高浓度废水 1330015/4000 1113 b2 类脱膜有机高浓度废水 920015/4000 1113 c 类碱性络合铜废水 9200800/800 911 d 类一般清洗废水 1232950801200 2.54.5 d1 类基板一般清洗废水 21500801200 2.04.0 d2 类内层板一般清洗

21、废水 34800801200 2.04.0 d3 类多层板一般清洗废水 34800801200 2.04.0 d4 类半成品板一般清洗废水 19450801200 3.05.0 d5 类成品板一般清洗废水3.05.0 2.5.2 设计规模设计规模 本设计方案系统设计处理能力为:系统最大处理量:本设计方案系统设计处理能力为:系统最大处理量:5000cmd,每天按工每天按工 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 15 页 共 53 页 作作 24 小时设计。小时设计。 2.62.6 排放标准及设计

22、目标排放标准及设计目标 根据上述依利安达提供的进水水量及水质进行工艺设计,该厂生产废水经 处理后,主要污染物(ph 值、cu2+、cod)指标要求达广东省污染物排放限 值标准,具体污染物指标排放标准和设计目标值见表: 表依利安达(广州)电子有限废水排放执行标准及处理工程设计目标值: 污染物名称污染物名称ph值值codcrcu2+sspb 排放标准值排放标准值691301.0601.0 设计目标值设计目标值69 1301.0601.0 注:除 ph 值外,其他项目单位均为 mg/l 第三章第三章 废水处理工艺设计废水处理工艺设计 3.13.1 处理工艺设计说明处理工艺设计说明 3.1.1 废水分

23、流废水分流 依利安达(广州)电子有限公司现有的污水处理系统主要有有机废水预处 理系统、高浓度铜废水及络合铜废水处理系统、综合废水处理及中水回用系统 以及加药系统与污泥处理系统。 现污水站将高浓度有机废水、高浓度含铜酸性废水及络合铜废水一起混合 经酸化池高级氧化一次絮凝沉淀二次絮凝气浮后达标排放。 根据经验将复杂的线路板废水按类分流后,分别强化预处理后再集中进行 常规处理能大大的降低处理成本,且能保证废水经处理后能长期稳定的达标排 放。因此将车间废水分流处理非常重要。 根据依利安达车间生产废水的性质及我司对线路板废水处理的经验,同时 考虑到业主对其废水处理技术了解不够,故业主对车间废水按类分流难

24、度较大。 因此,为了能更好的将废水按类分流彻底,我司将会派专业的技术人员结合我 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 16 页 共 53 页 司对线路板废水处理的技术经验帮助业主将车间生产产生的废水进行合理的分 流。按废水的水质及处理方法的异同分别排至污水厂的各类集水池,然后按分 流后各类废水的性质采取相应的处理技术及工艺进行强化处理,保证废水处理 后能稳定的达标排放。 3.1.2 工艺设计确定工艺设计确定 本次废水处理站改建工程按依利安达提供的水质、水量表规模进行设计。 根据污水站的土地面积和现有的处理设备所占用的面

25、积,剩下可利用面积不多, 建设难度较大,构筑物的建设成本会相对较高。为降低处理成本,考虑尽量利 用原又的设备。 a、b、c 三类废水,由于各种原因,水质成分非常复杂,水质波动大,且 水量较小较难处理;d 类废水,水质成分简单,且水量较大,较容易处理。若 将 a、b、c、d 类废水全部混合后处理,一般水洗废水混入络合根离子后,废 水中的铜相当难处理达标,且会增加处理成本。故我司综合考虑各方面的因素, 拟对这 a、b、c 三大类废水分别强化处理(即预处理)后与 d 类废水一起混 合进入常规处理部分。结合污水站现有的设备,将现有的 a、b、c 类废水集 水池作为碱性络合铜废水调节池,将现有的环保废水

26、调节池作为酸性络合铜废 水调节池,新建一座高浓度有机废水的调节池,新建一座综合废水调节池集中 储存 a、b、c 三大类废水分别强化处理(即预处理)后与 d 类废水(综合废 水) ,各调节池作用缓冲瞬时水量对系统的冲击,均衡水质,保证系统的水质、 水量尽量均衡稳定。 受场地限制,综合废水调节池不能建得太大,而线路板生产所排废水的周 期为 12h,故所建的调节池还远不能达到调节水质的功能。所以还会造成水质 在一天中变化较快,不利于药剂及处理效果的稳定。故一次絮凝沉淀还不能保 证稳定达到重金属铜离子的去除目的,综合考虑,建议采用二次絮凝沉淀,更 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工

27、程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 17 页 共 53 页 能保证金属铜离子的去除目的。 综上所述,考虑到依利安达(广州)电子有限公司对环保的重视,废水处 理后要求达到 cu2+1.0mg/l,cod130mg/l。常规的物化一级处理不能使 cod130mg/l,故需要增加二级生化处理,以确保 cu2+、cod 均能达标排放。 结合现有的池体及设备情况,我公司建议如下:结合现有的池体及设备情况,我公司建议如下: 1、将现有的一体化斜管沉淀池、酸化池、气浮池再增加一套吹脱塔设备 作为 a、b、c 类废水(即高浓度废水)的预处理工艺。新增高效沉淀器设备 作为综合废水物化一次

28、絮凝沉淀处理,新增一体化斜管沉淀池设备作为综合废 水物化二次絮凝沉淀处理,新建生物接触氧化池,新建二沉池作为综合废水物 化二级处理。 2、a、b、c 类废水经预处理后导入新建综合废水调节池,然后与 d 类废 水混合后进入到新建的高效沉淀器、一体化斜管沉淀池设备及新建生物接触氧 化池,二沉淀后达标排放。 以上工艺解释:以上工艺解释: a、b、c 类废水含 cod 和 cu2含量较高,且波动较大,不能保证能稳 定在一个范围内,不适宜直接在生化处理前进行处理,故作为预处理。较难处 理的废水经过一次强化预处理后,再进入后续常规处理,常规处理就不会产生 太大的波动,但根据以往的经验,常规处理的废水含铜量

29、还会在 100mg/l 左右, 虽然铜含量不高,但是通过一次投药絮凝将金属铜从 100mg/l 降至达标,难度 相当大,甚至不可能。故建议采用二次投药絮凝更能保证废水中金属铜离子稳 定达标排放。 生化处理主要就是通过微生物氧化分解废水中的有机物,从而降低废水中 cod 的含量,以至于废水中 cod 达到国家排放标准。但是微生物不能长期生 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 18 页 共 53 页 长繁殖在重金属含量较高的环境中。所以,在进入生物处理之前必须先将废水 中的重金属去除,因此,生化处理必须在物化处理的之后,

30、且进生物池的废水 必须稳定,不能有太大的波动,ph 值也需在合理的范围。 因生化处理过程中会有大量的微生物代谢产物及老化微生物体产生,为保 证废水中 ss 能达标排放,故需要在生物池后面增加沉淀池,将微生物的代谢 产物及老化微生物体沉淀下来。以保证处理后出水清澈,达标排放。 3.23.2 各构筑物、设备单元工艺设计各构筑物、设备单元工艺设计 3.2.1 废水预处理废水预处理工艺流程确定及反应原理分析工艺流程确定及反应原理分析 将车间排放废水分为酸性络合铜废水,碱性络合铜废水和高浓度有机废水 及一般清洗废水四类废水后,分别采取相应的处理工艺。酸性络合废水利用现 有环保废水处理调节池作为其调节池,

31、在酸性条件下投加硫酸亚铁及双氧水破 络,后调碱投加絮凝剂絮凝沉淀,出水导入新建综合废水调节池待后续处理。 碱性络合废水中主要为铜氨络合物,废水排至现有的 a、b、c 类废水集水池, 该废水中络合物在强碱性条件下不稳定,因此考虑将此类废水 ph 值调至 12 以 上,后投加硫化钠,然后经吹脱塔将氨吹脱后至一体化斜管沉淀池絮凝沉淀, 出水导入新建综合废水调节池待后续处理。高浓度有机废水中主要含有机物, 该废水酸析人工捞浮渣后调碱絮凝气浮,出水导入新建综合废水调节池待后续 处理。预处理的处理工艺流程如下: 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009

32、 年 12 月 第 19 页 共 53 页 酸性络 合废水 有机高浓 度废水 碱性络 合废水 旧酸化池旧气浮池 综合废水调节池 混凝搅拌池 地下调节池旧一体化 酸性再生废液(或h2so4) 废水预处理工艺流程流程 絮凝反应池 naoh、pam 吹脱塔 naoh,na2s pfs,naoh,pam 催化剂,h2o2 旧aop反应器 催化剂,h2o2 3.2.1.1 有机高浓度废水有机高浓度废水 处理原理 fenton 试剂催化氧化法 fenton 试剂法是一种高级氧化法,用于废水的高级处理,以去除 cod、色度 和泡沫等。其主要原理是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂,反应过程中产 生氢氧自由基(

33、hydroxyol radical, oh) ,可氧化大部分的有机物,是一种很 有效的废水处理方法。fenton 试剂氧化一般在 ph3.5 下进行,在该 ph 值时 其自由基生成效率最大。 fenton 试剂法可通过投加低剂量氧化剂来控制氧化程度,使废水中的有机 物发生部分氧化、偶合或聚合,形成分子量不太大的中间产物,从而改变它们 的可生物降解性、溶解性及混凝沉淀性,然后通过生化法或混凝沉淀法去除。 该法与深度氧化相比,可大大节约氧化剂的用量,从而降低总的废水处理成本。 fenton 试剂原理 芬顿试剂于 1894 年由 fenton 发现并应用于苹果酸的氧化,其实质是二价铁离 子(fe2+

34、)和双氧水之间的链式反应催化生成 ho-自由基,基本作用原理如下: 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 20 页 共 53 页 fe2+ h2o2fe3+ ho+oh- fe3+ h2o2fe2+ ho2+h+ ho2+ h2o2o2+ h2o+ ho rh+ hor+h2o r+ fe3+r+ fe2+ r+ o2roo+co2+ h2o 上述系列反应中,ho自由基与有机物 rh 反应生成游离基 r,r进一步氧 化生成 co2和 h2o,从而使废水的 cod 大大降低,在废水 ph 调至碱性并有 o2存在时,还会发

35、生下列反应: fe2+1/2 o2+ h2o+oh-fe(oh)3 2fe3+3h2o2+2h2o2h2feo4+6h+ 2h2feo4+3h2o2fe(oh)3+2h2o+3o2 在一定酸度下,fe(oh)3以胶体形态存在,具有凝聚、吸附性能,可除去水中 部分悬浮物和杂质。 3.2.1.2 酸性络合铜废水酸性络合铜废水 废水中主要含 edta、柠檬酸盐,酒石酸盐等能与铜离子形成络合态的络合物。 破络处理原理及选择(以下与 edta-cu 为代表分析): 加碱沉淀法加碱沉淀法:在重金属废水处理中,加碱沉淀具有便宜、易于控制加药量 等优点,是最常规的处理方法之一。由 cu(oh)2的溶度积(ks

36、p=2.210-20)可 知,对于一般清洗废水中,通过加碱调节 ph 值至 8 左右即可使 cu2+沉淀下来。 反应方程式如下: cu2+2oh-= cu(oh)2 但由于一般的络合铜均比 cu(oh)2稳定,用此法处理含有络合态铜的 pcb 络 合废水效果不佳,一般达不到排放标准。 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 21 页 共 53 页 硫化物沉淀法硫化物沉淀法:重金属离子与 s2-易于形成难溶或者不溶沉淀物,加入 na2s 可使废水中的重金属离子完全沉淀下来。如 cus 的溶度积(ksp=6.310- 36)

37、的对数值(lgksp(cus)=35.2)远远大于 cu(nh3)42+和 edta-cu 离解常 数的对数值(cu(nh3)42+的稳定常数的对数值为 lgk 稳=12.59,edta-cu 的 稳定常数为 lgk 稳=18.80) ,因此加入 na2s 可以破络,形成 cus 沉淀。但是 cus 有形成胶性溶液的倾向(能透过滤纸) ,需要添加絮凝剂使之形成大的絮 体共同沉降下来。采用此方法处理 pcb 络合废水,往往因为沉淀池沉淀效果 不好,使出水不能稳定达标。另外,由于没有硫化物在线监测仪器,工程上往 往需要过量投加 na2s,过量的 s2-使废水产生恶臭,需要添加亚铁盐使之沉淀 下来,

38、不然会造成二次污染。 重金属捕集剂法重金属捕集剂法:重金属捕集剂是一种水溶性的能与多种重金属形成稳定 不溶物的鳌合物。利用重金属捕剂集与铜离子结合成更稳定的鳌合物,形成沉 淀去除。韩旻等研究开发了一种新型有机高分子重金属捕集剂(dtcr) ,在 ph 为 7、dtcr/fecl3为 14,搅拌时间为 40min 条件下,铜的去除率高达 99.8%, 不受共存络合物的影响。利用重金属捕集剂处理方法络合铜废水操作简便,但 是重金属捕剂集一般价格较高,处理成本较高。 硫酸亚铁法:硫酸亚铁法:由于在酸性条件下,edta-cu 的稳定常数小于 edta-fe3+的 稳定常数(ph=4,edta-cu 的

39、稳定常数的对数值 lgk 稳=10.2,edta-fe3+的 稳定常数的对数值 lgk 稳=14.7) ,因此,向 pcb 络合废水中加入 fe3+可以将 cu2+置换出来,即将络合态铜离子转化成游离态铜离子,然后调高废水的 ph 值,可以将 cu2+完全沉淀下来。在实际的工程中加入的是硫酸亚铁,在酸性条 件下,通过机械或空气的搅拌,部分 fe2+氧化成 fe3+,通过 fe3+置换出 edta- cu 中的 cu2+,然后加入 naoh 调高 ph 值至 9 左右,生成 cu(oh)2、fe(oh) 3、fe(oh)2沉淀,利用 fe(oh)3生成的矾花较大,吸附性较强,沉淀速度较快, 加快

40、铜的去除。此法在工程上成功的案例较多,出水总铜普遍低于 0.5mg/l, 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 22 页 共 53 页 但也有其缺点:加药量较大,产生的污泥较多。 氧化法:氧化法:向废水中添加强氧化剂氧化铜的配位离子,使 cu2+释放出来,然 后加碱沉淀之。常用的氧化剂有 naclo、fenton 试剂等。彭义华采用 fenton 试剂氧化法处理线路板沉铜车间排放的含 edta-cu 废水,得出最佳反应条件: ph 值为 3 左右,反应时间 1h,h2o2/cod=2.0,feso4投加量 10g/l,

41、达到了 去除络合铜离子并降低了 cod 的目的。采用氧化破络法不仅能将 cu2+沉淀下 来,还降低了废水的 cod 和 nh3-n,简单易行,但是需要投加的氧化剂量比 较大,药剂费用较高。 结合以上几种破络方法,同时考虑络合废水经破络除铜后的出水一般铜含量 还不能达到直接进生物池的条件(铜含量高,会造成微生物中毒) 。故考虑将 其出水与非络合废水一起再次絮凝沉淀除铜。因此,考虑后续处理中会带入游 离态的络合根离子而影响非络合废水的除铜,采用以上“硫酸亚铁法或氧化法硫酸亚铁法或氧化法” 最为适合。因络合废水水量较小,故总体处理成本也不会太高。所以酸性络合 废水的破络方法采用硫酸亚铁法和氧化法硫酸

42、亚铁法和氧化法相结合会有更好的效果。 3.2.1.3 碱性络合铜废水碱性络合铜废水 该废水主要含铵根离子能与铜结合成cu(nh3)42+的络合物。 处理原理: 吹脱法:吹脱法:在强碱性条件下该废水中的铵根离子容易转化成氨气挥发出来,利 用这种性质,往该废水投加 naoh 使其 ph 值高于 12。重金属离子与 s2-易于 形成难溶或者不溶沉淀物,加入 na2s 可使废水中cu(nh3)42+的重金属离 cu2+ 与 s2-结合成 cus。因 cus 的溶度积(ksp=6.310-36)的对数值(lgksp(cus) =35.2)远远大于 cu(nh3)42+离解常数的对数值(cu(nh3)42

43、+的稳定常数的 对数值为 lgk 稳=12.59) 。这样该废水游离出来的铵根离子就会更多。该废水进 入吹脱塔经鼓风吹脱后,更多的铵根离子容易转化成氨气挥发出来。水中的游 离铜通过投加 naoh 及絮凝剂絮凝沉淀,将 cus,cu(oh)2沉淀下来达到除铜 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 23 页 共 53 页 的目的。 3.2.2 预处理工艺设备及构筑物:预处理工艺设备及构筑物: 3.2.2.1 预处理调节池预处理调节池 酸性络合铜废水调节池(旧池体,业主负责将原有配套设备维修好) 池体尺寸:8m6m2.5m

44、有效容积:105m3 停留时间:5.6h 碱性络合铜废水调节池(旧池体,业主负责将原有配套设备维修好) 池体尺寸:5.3m3.6m4m 有效容积:70m3 停留时间:4.2h 有机高浓度废水调节池(新建地下钢混结构,池体内部防腐层采用三步五油的 环氧树脂层) 池体尺寸:6.3m5.7m3.5m 有效容积:97.2m3 停留时间:3.9h 设备:提升泵 cqw100 流量:27m3/h 扬程:12.5m 功率:5.5kw 3.2.2.2 酸化池酸化池(旧池体旧池体) 酸化池的设置,最主要的作用是使高分子有机物开环断链,将废水中的 大分子物质降解为小分子物质,对 cod 也有一定的去除率,能够大大

45、降低废 水中的 ss 含量。 酸化池考虑以废治废降低处理成本故投加酸性再生废液,将其 ph 降至 3 左右,若酸性再生废液不足,用 h2so4补充进行酸化。酸化池外形尺寸为 460045002000(h) 。经校核酸化池停留时间 2h,停留时间足够。业主负 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 24 页 共 53 页 责将原有配套设备维修好。 3.2.2.3气浮池气浮池(旧池体)(旧池体) 气浮系统作为水处理的一个单元,是一种理想的固液分离装置,适合于 分离密度接近于水的悬浮物及油脂。通过对水施加 0.20.3mpa

46、的相对压力(即 表压),并通入空气,使空气溶于水中,呈饱和状态,然后再将这一含有饱和气 体的溶气水,通过特殊的减压释放系统,骤然将压力降至大气压力,使溶气水 中的空气以微气泡的形式大量释放出来。这些气泡附着在悬浮物或液态颗粒上, 使其密度降低而浮起至池面并浓缩,再通过自动除沫装置刮除。澄清液从池底 排放出,这样便达到固液分离的目的。气浮过程中由于悬浮物的去除可使废水 中的 codcr 浓度大幅度下降。 设备处理能力 q=50m3/h,现处理水量为 25m3/h,因此设备足够大可以沿用。业 主负责将原有配套设备维修好 3.2.1.4 一体化一体化斜管沉淀池(旧池体)斜管沉淀池(旧池体) 一体化净

47、水器是将沉淀、过滤于一身的设备。其处理能力为 50 m /h。现 3 处理水量为 20m3/h,因此设备足够大可以沿用。污水在经 aop 反应器投加催化 剂和 h2o2破络后进入到一体化反应槽,再投加复合絮凝剂与 pam 的作用下形 成易于沉淀的大块污泥矾花,与污水一起进入一体化净水器,设备底部为污泥 斗,中部为一层斜管填料,上部是一层固体泡沫滤珠,污泥沉降后排入新增污 泥浓缩池,清水则进入导入新建的综合废水调节池。业主负责将原有配套设备 维修好 3.2.3 综合废水处理系统综合废水处理系统 综合废水的废水处理系统采用本公司新建的高效絮凝沉淀池作为一级一次 絮凝沉淀,采用本公司新建一体化设备作

48、为一级二次絮凝沉淀,采用接触氧化 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 25 页 共 53 页 池作为二级生化处理,新建二次沉淀池。则改扩建后的综合废水处理系统如下 图所示: 预处理出水 综合废水调节池 (新建) 混凝、絮凝槽 (新建) 高效沉淀器 (新建) 混凝、絮凝槽 (新建) 一体化设备 (新建) d类水洗废水 pfsnaohpampacpam 生物接触氧化池 (新建) 二次沉淀池 (新建) 放流池 (新建) 处理达标排放 综合废水处理工艺流程 含铜粉磨板废水和非络合废水引入综合废水调节池,有机高浓度废水、络 合

49、铜废水等经过预处理后引入废水调节池,然后一起提升到新建的高效沉淀器, 利用 ph 控制仪表控制氢氧化钠溶液投加量,控制 ph 值在 9.510.5 的范围内, 使废水中的 ni2+、cu2+与 oh-反应生成氢氧化铜、氢氧化镍胶体,然后投加混凝 剂 pfs 和絮凝剂 pam 使其生成矾花,经一次高效沉淀后出水铜含量可能还未能 稳定达标。为了能保证铜含量能更稳定的达标不影响后续的生化处理,我司建 议采用二次絮凝沉淀,将一次絮凝沉淀时未完全沉淀下来的颗粒物再次絮凝沉 淀,同时为了保证出水更清澈,我司考虑采用一体化斜管沉淀与过滤为一体的 设备作为二次絮凝沉淀设备,出水后进入生化处理。生化处理工艺我司

50、采用生 物接触氧化法处理。根据我司对线路板废水的处理经验,接触氧化法工艺成熟, 运行稳定,在水力停留时间比较长的条件下对各种有机物均有较高的去除效率。 该工艺的污泥浓度大,传质效果好,处理效率高,出水水质稳定。 主要化学反应:主要化学反应: cu2+2ohcu(oh)2 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 26 页 共 53 页 ni2+2ohni(oh)2 3.2.4 综合废水处理工艺设备及构筑物综合废水处理工艺设备及构筑物 3.2.4.1 综合废水调节池综合废水调节池 新建地埋式钢混结构,池体内部防腐层采用三步五

51、油的环氧树脂层 a、b、c 类废水经预处理后出来导入综合废水调节水池;d 类废水从车间 分流后直接排入综合调节池;压滤机出水、池体保养排空全部导入综合废水调 节池。 综合废水调节水池设置气动搅拌装置,不但能缓冲瞬时水量对系统的冲击, 还能有效均衡水质,保证系统的水质、水量均衡稳定。四类废水通过调节水池 后进入常规处理工艺部分。 新建综合废水调节池的尺寸为:21000(l)1300(w)3500(h) (mm) 有效水深:3.5m 有效容积:955m3 停留时间:4.5h 配套设施: 配套设施:提升泵:cqw150-250b 最大流量:208m3/h,扬程:10m,功 率:11kw ,数量 2

52、台 3.2.4.2 高效沉淀器高效沉淀器 (新建钢结构,设备内部表面采用重防腐漆做底漆,然后再做三布五油的 环氧树脂层作为池体的防腐层) 高效沉淀器是集 ph 调整、混合、絮凝、沉淀于一体的反应沉淀器。高效 沉淀器由三部分组成:(1)反应絮凝区;(2)沉淀浓缩区;(3)斜板回流 区。反应池分为两个部分:一个是快速混凝搅拌反应池,另一个是慢速混凝推 流式反应池。将已经加入混凝剂的废水引入搅拌反应池底部的中央,在位于反 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 27 页 共 53 页 应池中部的搅拌器的作用下水陆均匀混合。上升

53、式推流反应池是一个慢速絮凝 池,其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。矾花慢速的从反应池进入沉淀浓 缩区,在下部汇集成污泥并浓缩。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀,经斜 管沉淀分离出水的澄清水进入下一级处理系统处理。絮凝物堆积在池体的下部, 形成的污泥也在这部分区域浓缩。通过池斗将污泥收集起来,污泥自流到污泥 浓缩池。 高效沉淀器结构示意图: 结合依利安达(广州)电子有限公司的实际情况,选用高效沉淀器作为一 级沉淀的工序。高效沉淀器具有以下优点:与一般的斜管沉淀池比较,1、生 成的矾花在水深处往上流动,矾花比较密实,容易沉淀;2、池体总体高度比 一般的沉淀池要高,从而将斜管提升,沉淀区高度增加,

54、负荷增大,减少停留 时间,故池体占地面积小,节省土建投资。我司在线路板厂使用该高效沉淀器, 非常成功,效果较好,抗冲击负荷能力强,外排的污泥浓度很高,水量损失很 小。 高效沉淀器 ph 调整池、混凝池、絮凝池。 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 28 页 共 53 页 ph 调节池: 300025005000(mm)(一个) 有效水深:4.5m 有效容积:33.75m3 停留时间:9.7min 配套设施: 不锈钢搅拌器(非标制作)一台; 加药泵 aha52 两台(一用一备) ; ph 控制器一套。 混凝池:3000

55、25005000(mm)(一个) 有效水深:4.5m 有效容积:33.75m3 停留时间:9.7min 配套设施: 不锈钢搅拌器(非标制作)一台; 加药泵 aha52 两台(一用一备) ; 絮凝池:300025005000(mm)(一个) 有效水深:4.5m 有效容积:33.75m3 停留时间:9.7min 配套设施: 不锈钢搅拌器(非标制作)一台; 加药泵 ahc62 三台(二用一备) ; 导流筒一个 高效沉淀器:600050005500 (2 台) 有效水深:5.2m 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 29 页

56、 共 53 页 有效容积:156m3 停留时间:1.5h 斜管表面负荷:3.47m3/m2h 配套设施: 斜长 1m,斜角 600,内孔径 50 的蜂窝斜管 36m3 ; 3.2.4.3 一体化设备一体化设备 (新建钢结构,设备内部表面采用重防腐漆做底漆,然后再做三布五油的 环氧树脂层作为池体的防腐层) 一体化设备是集 ph 调整、混合、絮凝、沉淀、过滤、回流于一体的反应 器。一体化沉淀器由三部分组成:(1)反应絮凝池;(2)沉淀浓缩池; (3)斜板回流池。反应池分为两个部分:一个是快速混凝搅拌反应池,另一 个是慢速混凝推流式反应池。将已经加入混凝剂的废水引入搅拌反应池底部的 中央,在位于反应

57、池中部的搅拌器的作用下水陆均匀混合。上升式推流反应池 是一个慢速絮凝池,其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。矾花慢速的从反 应池进入沉淀浓缩池,在下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层:一层位于 排泥斗上部,一层位于其下部。上层为再循环污泥的浓缩,污泥在这层的停留 时间为几小时,然后排入到排泥斗内。下层是产生大量浓缩污泥的地方。利用 从预沉池浓缩池的底部将剩余污泥送至污泥浓缩池。逆流式斜管沉淀区将剩 余的矾花沉淀,经斜管沉淀分离的出水经上层的滤珠过滤,澄清水由一个集水 槽系统回收。絮凝物堆积在池体的下部,形成的污泥也在这部分区域浓缩。通 过池斗将污泥收集起来,污泥自流到污泥浓缩池。 设备底部为污

58、泥斗,中部为一层斜管填料,上部是一层固体泡沫滤珠,污 泥沉降后排入综合污泥槽,清水于中和槽中和至生物处理单元。该一体化设备 具有以下优点:集沉淀与过滤于一体的设备装置,出水水质清澈,占地面积小, 节省土建投资,抗冲击负荷能力强,外排的污泥浓度很高,水量损失很小。 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 30 页 共 53 页 两台一体化设备共用 ph 调整池、混凝池、絮凝池。 混凝池:300025005000(一个) 有效水深:4.5m 有效容积:33.75m3 停留时间:9.7min 配套设施: 不锈钢搅拌器(非标制作

59、)一台; 加药泵 aha52 两台(一用一备) ; 絮凝池:300025005000(一个) 有效水深:4.5m 有效容积:33.75m3 停留时间:9.7min 配套设施: 不锈钢搅拌器(非标制作)一台; 加药泵 ahc62 两台(一用一备) ; 导流筒一个 高效一体化沉淀器:600050005500(2 台) 有效水深:5.2m 有效容积:156m3 停留时间:1.5h 斜管表面负荷:3.47m3/m2h 滤珠表面负荷:4m3/m2h 配套设施: 斜长 1m,斜角 600,内孔径 50 的蜂窝斜管 36m3 ; 泡沬滤珠 9.5m3。 工程项目:依利安达(广州)电子有限公司污水厂升级改造工

60、程 广州市怡绿环境工程有限公司 2009 年 12 月 第 31 页 共 53 页 3.2.4.4 接触氧化池接触氧化池 (新建地上钢混结构,由于水为中性池体,故内部刷防腐漆做为防腐层) 生物接触氧化是活性污泥法与生物滤池复合运行的生物膜法。生物接触 氧化池中设有组合填料,采用微孔曝气头曝气,微生物部分固着,部分悬浮。 具有以下特点:由于填料比表面积大,池内充氧条件好,氧化池内单位容积 的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池 ,因此,它可以达到较高的容积 负荷;由于相当一部分微生物固着生长在填料表 ,不需要设污泥回流系统, 也不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;由于池内生物固着量多,水流属完 全

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