环境管理_某铝厂废水方案设计书

阳江铝业铝业有限公司铝材废水处理站设计方案设计方案北京市哈哈环境保护技术有限公司二零一二年四月努力了的才叫梦想，不努力的就是空想！如果你一直空想的话，无论看多少正能量语录，也赶不走满满的负能量！你还是原地踏步的你，一直在看别人进步。一、概述铝工业是国民经济发展的重要基础原材料产业。自改革开放以来，经过几十年的努力，我国已成为世界铝生产、消费大国，同时也已发展成为全球最大的铝型材生产加工国。然而，数据表明随着交通运输业、建筑业、房地产业、食品包装业、家电和电子等行业持续快速健康的发展，我国铝合金型材市场需求空间仍非常巨大，市场前景十分广阔。广东省是我国经济发展最为迅速的地区之一，同时也是中国铝型材加工、制造和消费的大省，但其铝型材产品的供需矛盾也尤为突出。 据此，阳江铝业铝业有限公司拟选址于阳江市江明县横山镇荔洞村规划建设一致力于生产各类型铝型材产品的铝型材生产加工企业。项目场址坐拥两广高速公路荔洞出口，与贵广快速公路站场隔江相望，地理位置十分优越；项目总投资额约为9828万元，规划总占地面积140000m2，其中建筑面积60000m2，主要建设内容包括厂房、宿舍、食堂等；产品类型主要为牌号为6063、6061的铝合金型材，生产规模为10万吨/a；主要生产设备有熔铸炉、挤压机、时效炉、固化炉、烘干炉等。本项目对生产废水进行分类处理，并实行中水回用，工业用水总重复利用率为75.2%，废水处理后中水回用率为74.5%，大于60%。进行回用的生产废水类型主要是前处理废水、氧化废水、纯水清洗废水、车间设备清洗废水，属于酸碱废水。酸碱废水在车间分别进行预处理并回用大部分后，其余处理达标排放。着色封孔的含镍废水、粉末喷涂前处理的含铬废水在车间内分别经预处理后，全部进行中水回用。受该公司委托，北京市哈哈环境保护技术有限公司承担本次生产废水处理站设计方案的设计工作。通过多次现场勘测、调查及收集资料，并就该工程中的主要经济技术问题，同当地有关部门及工程技术人员进行反复研究，经过全面的技术经济分析比较后，编制完成了本工程设计方案。（一）设计原则1、执行有关环保规定，确保工艺流程合理，处理后水质达到国家和地方有关污水环保排放标准； 2、采用高效节能、简便易行的工艺技术，确保污水处理的效果；3、选用先进、优质、优价的专用设备，把本工程建设成一个采用新产品、新技术的优秀示范工程；4、优化工艺流程，减少工程投资，节约日常运行费用及污泥处理费用；5、采用国内外先进、可靠、高效、运行管理方便、维修管理简便的污水处理专用设备；6、采用可靠的控制系统，做到技术可靠，经济合理；7、因地制宜，在现有的场地上建设一座外形美观，与周围建筑物相协调的污水处理站。（二）设计依据1、中华人民共和国环境保护法2、污水综合排水标准（GB8978-1996）3、水污染物排放限值标准（DB44/26-2001）4、铝工业发展循环经济环境保护导则，HJ466-2009；5、铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范，GB/T 23612-2009。6、建筑单位提供的相关资料7、有关设计规范（三）设计水量根据阳江铝业铝业有限公司提供的资料进行分析，该公司生产废水处理站建设规模按日处理总水量为2310 m3/d设计。其中氧化废水1980 m3/d（包含酸水洗废水1280 m3/d，碱水洗废水700 m3/d），含铬废水200 m3/d，含镍废水100 m3/d，前处理废水20 m3/d与生活污水10 m3/d混合后30 m3/d。 污水处理系统分两期运行，一期处理水量1170 m3/d，其中含氧化废水990 m3/d（包含酸水洗废水640 m3/d，碱水洗废水350 m3/d），含铬废水100 m3/d，含镍废水50 m3/d，前处理废水20 m3/d与生活污水10 m3/d混合后30 m3/d。二期处理水量各为1140 m3/d，其中含氧化废水990 m3/d（包含酸水洗废水640 m3/d，碱水洗废水350 m3/d），含铬废水100 m3/d，含镍废水50 m3/d。本设计土建按一、二期总处理水量2310 m/d设计,设备分别按一期1170 m3/d配置及二期1170 m3/d配置。（四）设计进水水质根据建设单位提供相关资料及同类厂排水水质的经验数据，阳江铝业铝业有限公司铝材生产废水水质见表1-1：表1-1 生产废水水质 项目污染物前处理废水水质酸碱废水水质含镍废水水质含铬废水水质CODcr1200-130020-3020-3020-30SS100-200100-200100-200100-200PH4-54.5-8.53-52-5Zn2+-4-Ni+-10-Cr6+-5Cu2+-3-氨氮20-石油类10-氟化物- （五）治理目标设计前处理废水、氧化废水经处理后达到广东省地方标准水污染物排放限值标准（DB44/26-2001）中的第二时段一级标准，含镍废水、含铬废水及70%氧化废水分别达到厂方生产回用水标准后回用。具体指标见表1-2：表1-2 生产废水处理后水质 项目污染物前处理、酸碱废水含镍废水含铬废水排放标准回用标准回用标准回用标准CODcr90454545SS60103030PH6-96-95.8-8.65.8-8.6Zn2+21-Ni+-1-Cr6+-0.5Cu2+11-氨氮1010-石油类55-氟化物-10二、工艺选择（一）废水水质分析本项目生产废水可分为氧化废水、前处理废水、含镍废水及含铬废水四大类。1、酸碱废水：铝型材表面处理工序中，除油（酸性脱脂）、抛光、中和（出光）、氧化、电泳后清洗工序产生酸性废水；碱蚀后清洗产生碱性废水；主要来自于表面前处理的酸脱脂、碱蚀、中和的后续清洗过程，废水中主要以酸碱物质为主，也含有大量的锌、铜、硅酸与铁等杂质离子，含有机物较少。2、含镍、含铬废水：铝型材生产工艺的电解着色废水（酸性含镍废水），粉末喷涂前处理的废水（酸性含铬废水）含有第一类污染物镍、铬。3、前处理废水：来源于电泳前及静电粉末喷涂前的清洗过程，经电泳系统配备的反渗滤处理后清水回用于清洗池中，浓水排进污水处理站；电泳清洗废水主要来自于电泳涂漆工序中，这部分废水主要含有机树脂类物质，废水进入电泳系统配备的UF回收槽回收废水中的有机树脂类物质后，清液全部回用于清洗工艺；车间清洗废水水质简单，污染物以COD和石油类为主。 （二）工艺选择1、氧化废水经中和、加药沉淀、过滤和反渗透后，其污染物浓度能达到铝材表面预处理生产回用水水质指标，但为保证产品质量，约有60%回用于清洗工序中，同时为防范废水事故排放风险，其余40%排入厂区污水处理站，与前处理废水一同处理达标后排放。2、含镍、含铬废水来自铝型材生产工艺的电解着色废水（酸性含镍废水），粉末喷涂前处理的废水（酸性含铬废水），含有第一类污染物镍、铬。该废水经过中和、加药沉淀、过滤和反渗透后进行中水回用，严禁向荔洞水和绥江排放，不产生外排废水。反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，其原理与超滤原理相同，只是所用的滤膜孔径仅为10A左右。由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达9798%），故其出水能达到铝型材回用水标准。浓液则回用于着色槽，待槽液老化时作危废处理。3、前处理废水与生活污水混合后具有一定生化性，水质简单，污染物以COD和石油类为主。所以先经过隔油隔渣池后进入厌氧-好氧生化工艺，此时水质中的COD与石油类基本达标。同时，因前处理废水水量为酸碱废水1/100，遂将生化处理后的出水排进酸碱废水调节池一并处理，达标后回用或排放。（三）工艺原理根据本工程废水水质分折，可确定阳江铝业铝业有限公司废水处理站废水属酸碱及重金属污染的废水，因些工艺选择上我们根据厂区生产特点将废水分成以下四种类型进行处理：1、氧化废水：处理系统每天运行20小时，设计水量为1980 m3/d，分两期建设，其中一期废水量为990 m3/d，废水主要来自铝型材氧化工序，在工艺设计上直接采用中和沉淀处理,处理机理如下：H+OH-=H2OMn+OH-=M(OH)n2、含铬废水：处理系统每天运行20小时，设计水量为200 m3/d，分两期建设，其中一期废水量为100 m3/d，喷涂工序的前工序必须对铝材进行除油和纯化处理，传统的铝材钝化剂是铬酸盐，所以其废水主要含油脂废水和含铬废水（六价铬），其中含油脂废水归入前处理废水部分，该喷涂废水主要是指含铬废水，正常情况下废水的PH 为24，工艺设计上采用还原法将废水中的六价格还原成三价铬后进入中和沉淀处理，沉淀后的废水经多介质过滤并经RO系统处理后淡水回用于清洗工序，浓水回用于该工艺镀槽，不外排。工艺原理如下：2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2OCr2(SO4)3+6NaOH=Cr(OH)3+3Na2SO4H+OH-=H2OMn+OH-=M(OH)n化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂，将废水中的六价铬还原成三价铬离子，加碱调整值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去，因沉淀污泥含有铬化合物，属危险废物，所以含铬废水处理沉淀污泥需单独进行脱水处理。3、含镍废水：处理系统每天运行20小时，设计水量为100 m3/d，分两期建设，其中一其废水量为50 m3/d，正常情况下废水的PH 为45，工艺设计上直接采用中和沉淀处理, 沉淀后的废水经多介质过滤并经RO 系统处理后淡水回用于清洗工序，浓水回用于该工艺镀槽，不外排。处理机理如下：H+OH-=H2OMn+OH-=M(OH)n4、前处理废水：处理系统每天运行20小时，设计水量为20 m3/d，一期为20 m3/d。主要为脱脂除油工序，该工序会产生含油脂废水，COD 浓度达1300mg/L,属有机废水，工艺设计上采用厌氧、接触氧化预处理后与酸碱废水一并处理。由于该废水可生化性较差，为了能使系统运行稳定，要求厂方引入10 m3/d 生活污水作为系统运行的营养源。前处理废水与生活污水混合后首先经过水解酸化，将废水中的大分子和部分难溶性污染物改变成易生化处理的小分子可溶性污染物，提高废水的BOD/COD的值，从而保证后续的生化好氧处理工艺的顺利进行；同时废水的COD去除率也可以达到20%左右。进入到主体工艺接触氧化池，主要利用微生物对有机污染物的氧化分解能力，去除水中的污染物质，由于废水已经通过了水解酸化工艺，废水的可生化性大大增强，因此通过好氧生化工艺可以将水中的大部分污染物质基本去除；COD去除率可以在8590%以上。经过以上处理，前处理废水废水的最终出水COD可以在90mg/L以下。（四）工艺流程本设计采用的工艺流程简图如下：图2.4-1 含镍废水工艺图图2.4-1 含铬废水工艺图图2.4-3氧化废水、前处理废水工艺图三、设计参数（一）含镍废水设计水量：一期：2.5m/h,二期：2.5m/h, 每天运行20小时。1、调节池2# （1）其主要功能是调节水质水量和降低废水的温度，使后续处理工艺不受水质、水量和温度的波动而影响正常工作。（2）废水为酸性，需加碱中和。但加碱后沉淀性能不佳，所以需添加聚丙烯酰胺（PAM）加强悬浮物的沉降性。（3）在废水中分别投加PAC药剂及PAM药剂后，用提升泵抽到沉淀池2#中沉淀。（4）实际运营中投加碱和固体聚丙烯酰胺的药剂量，视水质情况，经调试后确定。 池体容积：35 m3池子尺寸为：23.55m停留时间：t=7h一期设备：污水提升泵，SZ037，流量3m3/h，扬程12m，一用一备。2、沉淀池2#（1）其主要功能是沉淀调节池2#池中产生的沉淀物。（2）斜管沉淀池可以将细粒子悬浮物沉淀下来，且沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。（3）排泥系统：本设计选取DN65mm排泥管从池面透入固定在泥斗上，用泵定期抽排污泥，污泥抽至污泥浓缩池。设计水量为53/h，表面水力负荷取0.8m3/m2h停留时间设为：2.9h沉淀池表面积：m2沉淀池平面尺寸为：LB=2.52.5m超高为h1 =0.3m斜板区上部水深h2=1.3m斜板高度h3=1.04m缓冲层高度h4=1.2m设计2个污泥斗，泥斗深为h5=1.66m；沉淀池总高度：H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+1.3+1.04+1.2+1.66=5.5m;设计池体大小为：2.52.55.5m一期设备：污泥泵，SZ037，流量3m3/h，扬程12m，一用。3、污泥浓缩池2# 其主要功能是浓缩污水处理中产生的污泥，以便后续处理。入污泥浓缩池的废水含污泥量10%，废水量为：5m3/h产生污泥量：Q泥=Q10%=52010%=10m3/d池体尺寸为：12.55.5m有效容积为：11.375m3停留时间：t =22.75h一期设备： 气动隔膜泵，QBY-65，流量016m3/h，扬程50m，一用。4、膜处理调节池2#其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证过滤器处理设备的正常运行。池体尺寸为：1.32.53.3m池体有效容积为：10m3 停留时间：t=2h一期设备：清水泵，与过滤器配套。5、过滤器2#6、镍中间水池其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证RO系统处理设备的正常运行。池体尺寸为：22.55m池体有效容积为：25m3 停留时间：t=5h一期设备：清水泵，与RO系统配套。7、RO系统反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，其原理与超滤原理相同，只是所用的滤膜孔径仅为10A左右。由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达9798%），故其出水能达到铝型材回用水标准。浓液则回用于着色槽，待槽液老化时作危废处理。一期设备：反冲洗泵，与RO系统配套。8、镍浓水池其主要功能是汇集、储存镍浓液水量,以保证着色槽回用正常运行。梯形池体尺寸为：（1.2m+0.7m）2m25.8m池体有效容积为：11m3 停留时间：t=2.2h8、回用清水池2#其主要功能是汇集、储存可回用于车间的清洗用水。池体尺寸为：21.35.8m池体有效容积为：15m3 停留时间：t=3h（二）含铬废水设计水量：一期：5m/h,二期：5m/h, 每天运行20小时。1、调节池1# （1）其主要功能是调节水质水量和降低废水的温度，使后续处理工艺不受水质、水量和温度的波动而影响正常工作。 池体容积：65m3池子尺寸为：6.525m停留时间：t=6.5h一期设备：污水提升泵，SZ075B，流量5.4m3/h，扬程17m，一用一备。2、反应池向含铬废水中投加硫酸亚铁，使废水中的六价铬还原成三价铬，降低废水的毒性，然后投碱调整废水pH值，使废水中的三价铬以及其它金属离子发生共沉淀现象，在共沉淀过程中，某些金属离子的沉淀性能人得到改善。其反应如下：还原反应：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O调节pH后的沉淀反应：Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)33Fe(OH)2 + 1/2O2 = FeOFe2O3 + 3H2O池子尺寸为：3.51.755.5m池体容积：33.7m3停留时间：t=3.4h3、沉淀池1#（1）其主要功能是沉淀反应池中产生的沉淀物。（2）斜管沉淀池可以将细粒子悬浮物沉淀下来，且沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。（3）排泥系统：本设计选取DN80mm排泥管从池面透入固定在泥斗上，用泵定期抽排污泥，污泥抽至污泥浓缩池。 设计水量为103/h，表面水力负荷取0.8m3/m2h停留时间设为：2.4h沉淀池表面积：m2沉淀池平面尺寸为：LB=3.53.5m超高为h1 =0.65m斜板区上部水深h2=0.91m斜板高度h3=1.04m缓冲层高度h4=1m设计2个污泥斗，泥斗深为h5=1.9m沉淀池总高度：H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.65+0.91+1.04+1+1.9=5.5m设计池体大小为：3.53.55.5m一期设备：污泥泵，SZ075B，流量5.4m3/h，扬程17m，一用一备。4、污泥浓缩池1# 其主要功能是浓缩污水处理中产生的污泥，以便后续处理。入污泥浓缩池的废水含污泥量10%，废水量为10m3/h产生污泥量：Q泥=Q10%=102010%=20m3/d池体尺寸为：3.50.755.5m有效容积为：14.4m3停留时间：t =7.2h一期设备： 气动隔膜泵，QBY-65，流量016m3/h，扬程50m，一用。5、膜处理调节池1#其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证过滤器处理设备的正常运行。池体尺寸为：1.333.3m池体有效容积为：12.5m3 停留时间：t=1.25h一期设备：清水泵，与过滤器系统配套。5、过滤器1#6、铬中间水池其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证RO系统处理设备的正常运行。池体尺寸为：22.56m池体有效容积为：30m3 停留时间：t=3h一期设备：清水泵，与RO系统配套。7、RO系统反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，其原理与超滤原理相同，只是所用的滤膜孔径仅为10A左右。由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达9798%），故其出水能达到铝型材回用水标准。浓液则回用于着色槽，待槽液老化时作危废处理。一期设备：反冲洗水泵，与RO系统配套。8、铬浓水池其主要功能是汇集、储存镍浓液水量,以保证着色槽回用正常运行。梯形池体尺寸为：（1.125m+0.5m）2.5m25.8m池体有效容积为：11.5m3 停留时间：t=1.1h8、回用清水池1#其主要功能是汇集、储存可回用于车间的清洗用水。池体尺寸为：2.525.8m池体有效容积为：29m3 停留时间：t=2.9h（三）氧化废水设计水量：一期：50m/h,二期：50m/h, 每天运行20小时。1、调节池3# （1）其主要功能是调节水质水量和降低废水的温度，使后续处理工艺不受水质、水量和温度的波动而影响正常工作。（2）废水为酸性，需加碱中和。但加碱后沉淀性能不佳，所以需添加聚丙烯酰胺（PAM）加强悬浮物的沉降性。（3）在废水中分别投加碱药剂及PAM药剂后，用提升泵抽到沉淀池2#中沉淀。（4）实际运营中投加碱和固体聚丙烯酰胺的药剂量，视水质情况，经调试后确定。 池子尺寸为：（126.5+105）5m池体有效容积：640m3停留时间：t=6.4h一期设备：污水提升泵，3TC-30，流量45m3/h，扬程33m，一用一备。2、沉淀池3#（1）其主要功能是沉淀调节池3#池中产生的沉淀物。（2）斜管沉淀池可以将细粒子悬浮物沉淀下来，且沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。（3）排泥系统：本设计选取DN100mm排泥管从池面透入固定在泥斗上，用泵定期抽排污泥，污泥抽至污泥浓缩池。 设计水量为1003/h，表面水力负荷取0.7m3/m2h停留时间设为：4.5h沉淀池表面积：m2沉淀池平面尺寸为：LB=8.517 m超高为h1 =0.3m斜板区上部水深h2=2.16m斜板高度h3=1.04m缓冲层高度h4=1.5m设计4个污泥斗，泥斗深为h5=2.5m沉淀池总高度：H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+2.16+1.04+1.5+2.5=7.5m设计池体大小为：8.5177.5m一期设备：污泥泵，2TC-30，流量20m3/h，扬程31m，一用。3、污泥浓缩池3# 其主要功能是浓缩污水处理中产生的污泥，以便后续处理。入污泥浓缩池的废水含污泥量10%，废水量为100m3/h；产生污泥量：Q泥=Q10%=1002010%=200m3/d；池体尺寸为：5.569.5m有效容积为：310m3停留时间：t =3.1h一期设备： 气动隔膜泵，QBY-100，流量30m3/h，扬程50m，一用。4、膜处理调节池3#其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证过滤器处理设备的正常运行。池体尺寸为：5.52.459.5m池体有效容积为：125m3 停留时间：t=1.25h一期设备：清水泵,与过滤器配套。5、过滤器3#6、氧化废水中间水池其主要功能是汇集、储存铬废水的水质水量,以保证RO系统处理设备的正常运行。池体尺寸为：9.25.53m池体有效容积为：150m3 停留时间：t=1.5h一期设备：清水泵，与RO系统配套。7、RO系统反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，其原理与超滤原理相同，只是所用的滤膜孔径仅为10A左右。由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达9798%），故其出水能达到铝型材回用水标准。浓液则回用于着色槽，待槽液老化时作危废处理。一期设备：反冲洗水泵，与RO系统配套。8、回用清水池3#其主要功能是汇集、储存可回用于车间的清洗用水。梯形池体尺寸为：（5.5m+3.125m）9.5m25.8m池体有效容积为：230m3 停留时间：t=2.3h（四）前处理废水设计水量：一期：1.5m/h，每天运行20小时。1、隔油隔渣池 (1) 其主要功能是对废水进行隔油隔渣预处理，去除废水中的油类和较大杂质。(2)同时，隔油隔渣池还起到调节水质水量和降低废水的温度，使后续处理工艺不受水质、水量和温度的波动而影响正常工作。 停留时间：t=10h 池体容积：15m3池子尺寸为：21.55m一期设备：一期设备：污水提升泵，SZ037，流量1.8m3/h，扬程18m，一用一备。2、厌氧池（1）其主要功能是使污水产生水解酸化反应，初步分解有机污染物，沉淀悬浮物，以利于后续的生化处理。（2）为增加水解酸化池的处理效率，在池中加入组合生化填料，以保证出水水质。有机负荷选取0.2kgCOD/(m3d)池体计算容积：波动系数为1.2，池体有效容积为90m3停留时间：t=60h超高h1取：0.25m填料上部的稳定水层深h2取：1.2m填料层高度：h3=3.5m配水区高度取：h4=0.8m厌氧池总高度：H= h1+ h2+ h3+ h4 =0.25+0.95+3.5+0.8=5.5m设计池体尺寸为：1.5115.5m一期设备：池内共需填料体积为57.8m3。组合填料规格为：150x40mm，有效长度3.5m，片距40mm，每片丝重1.2g，片重3.0g ，线径3.5mm3、接触氧化池（1）其主要功能是利用好氧型微生物快速吸附污水中的污染物，微生物利用污染物作为营养物质，在新陈代谢过程中将污染物分解消化，使污水得到净化。（2）接触氧化池在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在微生物的新陈代谢作用下，污水中有机污染物得到去除。有机负荷选取0.33kgCOD/(m3d) 池体计算容积：波动系数为1.2，池体有效容积为54 m3停留时间：t=36h超高h1取：0.35m填料上部的稳定水层深h2取：0.85m填料层高度：h3=3.5m配水区高度取：h4=0.8m好氧池总高度：H= h1+ h2+ h3+ h4 =0.35+0.85+3.5+0.8=5.5m梯形池体尺寸取为：(2.5m+3.5m) 3.5m25.5m；气水比：17：1所需空气量：D=D0Q=1720=340（m3/d）即D=0.24 (m3/min ) 二期设备：池内共需填料体积为36.8m3