电镀生产废水处理工程设计方案

电镀生产废水处理工程设计方案

西安某工业（集团）责任有限公司是科研、生产一体化的特大型航空工业企业，是我国大中型军民用飞机的研制生产基地，国家一级企业。公司占地面积300多万平方米，现有职工20000多名。 西飞集团公司1958年创建以来，特别是改革开放以来，始终坚持以军民用飞机研制生产为主，以科技进步求发展，大力开发非航空产品，现已形成集飞机、汽车、建材、电子、进出口贸易等为一体的高科技产业集团。

该公司现有的电镀废水站老化严重。受业主委托，我公司结合电镀生产排水的情况，为贵公司提供一套“电镀生产废水处理工程设计方案”。本方案按贵公司要求进行相应的改造设计并报价，供业主决策参考。

一．工程范围

本工程设计及建设范围包括：从电镀废水引水至调节池到回用水处理系统产水及排放口结束；其中引水及其它废水处理及排放出水管网不在本设计范围内。

业主负责将工程所需要的水、电、废水管道以及电路送达至废水站。

电气建设范围由废水处理站的电控柜到站区的机电设备电路敷设；甲方负责把电源拉进废水处理站的总电源控制柜。

工程范围由最后洽谈确定。

车间排水水质水量

根据厂方提供的数据情况，参考同类型废水的情况预估水质水量如下表：

治理目标

经过处理后，废水各项指标达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2排放标准，具体各项指标如下：

二．工艺设计

依据客户提供的水质特点、产水要求，建议该项目采用以下工艺，工艺流程如下图:

废水处理工艺流程图

图2 MBR概略图

2.2、混凝沉淀系统

废水进入PH调节槽，通过PH仪自动检测，投加NaOH，PH调至6-9左右，再进入混凝反应槽1，通过投药PAC混凝剂进行混凝反应后再进入絮凝反应槽1，在此投加PAM（高分子絮丙烯胺）助凝剂进行絮凝反应形成矾花后废水流入斜管沉降池内进行泥水沉淀高效分离，污泥沉降底部，经沉淀后的上清液废水流入中间水池,中间水池为后级过滤的过渡水池，也作为PH再调池，通过PH检测仪自动投加酸或碱，从而使污水达中性，中间水池内的污水由2台（1用1备）自吸式排污泵，利用中间水池内2只浮球液位，根据水位的高中低自动开启提升泵，将污水抽至生化系统进行后续处理。

废水调节槽采用地埋式钢筋混凝土结构的水槽，内涂防腐漆防腐，即可节省占地面积，又可确保车间废水自流进调节槽。配药系统采用PE桶配药，进口优质加药泵，确保系统稳定运行。电气系统采用集中控制，元器件采用合资产品或国内名牌产品，pH仪表采用进品优质产品。

沉淀槽产生的污泥排放污泥槽，由泵泵入污泥脱水机压干，泥饼外运，压滤液返回调节槽。

2.3、MBR膜生物反应系统

2.3.1、MBR简介

    膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代，但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。

    MBR是高效膜分离技术与生化技术相结合的新型污水处理技术。它继承了膜分离技术和生化处理技术的特点并强化了生化处理效果。

    与传统的活性污泥法相比，MBR具有以下优点：

0.05微米膜过滤产水，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用；

与传统处理系统相比，可节省50%的土地使用面积；

由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；

反应器内的微生物浓度高达5000-8000毫克／升，生化效率高，耐冲击负荷强；

泥龄(SRT)长，有利于增值缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高；

反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量少；

膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率；

系统自动化程度高，采用 PLC控制，可实现全程自动化控制；

模块化设计，结构紧凑，占地面积小，运行费用低廉。

  我公司多年的污水处理工程经验，开创的MBR污水处理技术有如下特点：

膜材质为聚偏氟乙烯，抗污染性强．易清洗，适于污水处理；化学性能稳定，抗氧化性强，可采用常用氧化性药剂清洗。

膜通量远高于其它材质(比如PP或PE)的同类产品。采用独有的定期水反洗、化学反洗及化学清洗工艺保证了膜组件的产水能力和膜通量。

跨膜压力(TMP)低，通常为0.01～0.06 MPa，可利用虹吸原理而无需外加抽吸动力即可产水，系统运行费用低。

MBR工艺采用缺氧和好氧组合形式。污水先进入缺氧区，在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，然后污水进入好氧区进行有机物生物降解，同时进行生物硝化反应，并通过回流到缺氧区进行反硝化，完成脱氮功能。

好氧区，在硝化菌的作用下进行如下化学反应：

    2NH₄⁺+3O₂→2NO₂^-+4H⁺+2H₂O

    2NO₂^-+O₂→2N0₃^-。

缺氧区，在反硝化菌的作用下进行如下化学反应：

    6NO₃^-+2CH₃0H→6NO₂^-+2CO₂↑+4H₂0

2N0₂^-+3CH₃OH→3N₂↑+3H₂0+60H^-+3C0₂。

2.3.2、MBR过程描述

MBR是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域，包括水资源回用，社区发展，公园景点水资源回用等。

作为一种新兴的污水处理技术，MBR已经被广泛的应用于世界各地的污水处理厂。

典型MBR系统的流程可以描述如下。

污水经预过1-2mm格栅流入调节池，在这里进水的水质和水量的调节。被格删拦截的杂质需要定期清理。接下来，调节池中的污水被泵输送至MBR系统，在MBR系统内实现微生物对污染物进行分解消减，包括好氧和缺氧反应区，不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。膜过滤产水则达标回用或排放。

2.3.3、膜组件说明

MBR系统使用中空纤维膜进行固液分离。制造的浸入式中空纤维膜是专门为膜生物反应器（MBR）配套而研制和开发的膜组件。它具有较高的过滤效率，能够有效的将细菌、悬浮颗粒及杂质移除，从而获得优质的过滤水。此外，由于单片膜组件过滤面积大，所以膜的安装占用体积小，减小了反应器的体积和占地面积。

膜组件采用PVDF作为膜材料，制备中空纤维微滤膜，它具有良好的化学稳定性，非常适用于MBR系统。

本次设计使用的PVDF系列中空纤维膜特点：

1．膜通量高

公司作为专业高分子材料制造商，通过特定工艺制作而成的中空纤维膜，在保证膜表面强度的前提下提升成孔率，且孔径均匀，并对膜表面进行了永久性亲水化处理。其单位膜面积的膜通量行业领先。其市政污水处理中最大平均膜通量可达33L/m2·hr。

2．拉伸强度大

PVDF系列膜产品结构为复合膜结构，内部为柔软空心支持体，外部为紧密结合的材质过滤膜层。膜丝抗拉伸强度≥200牛顿/fil。

3．膜丝内部流道大

新一代膜产品内径约1.2mm。中空纤维膜纵向水力流道变大，流道阻力减小，使膜丝各个部位能更均匀抽吸工作。

4．膜表面抗污染性能高

膜表面为复合结构，耐磨擦。即使长期使用后外皮层发生损伤情况下，仍然有内皮层起到截留污染物效果，防止影响产水水质。

5．膜材质抗药性高

采用高等级树脂原料，对氧化剂等化学药剂具有良好的抗药性。

膜元件规格和性能如下：

MBR膜元件需满足或优于以下技术参数：

膜组件应该安装于MBR的单元内部，按膜丝垂直方向安装，并确保纤维有一定的松弛。建议在上端和下端之间有10mm的松弛余量。

MBR系统由一系列单元组成，每个单元都有多排膜组件。这些单元独立的包括一个活性污泥槽，膜组件单元应尽量安装在MBR曝气槽的中央，并确保前后左右有足够的空间。

在膜组件的操作过程中有以下几方面是非常关键的，包括过滤、跨膜压差的设置、产水量设置。

（1）过滤

膜组件对MBR中的污水进行固液分离，能有效的去除水中的悬浮颗粒和有机杂质。

（2）跨膜压差（TMP）

跨膜压差，是保障产水的动力差，此数值的越低说明膜性能和污染越清，反之则说明膜污染比较严重，应该进行化学清洗。跨膜压差是衡量系统设计和运行是否正常的重要指标参数。

（3）产水量

设计者必须对膜组件系统的过滤流量进行设定，这一数据可以根据中试实验结果或对原水处理的经验来确定。根据河北诺恩的工程经验，根据业内专家和实际工程应用的反馈，相对经济的的膜通量可以设定在0.2～0.8m³/m².d的范围内。

中金环保建议每天对透过水流量和跨膜压差进行记录，以便于更好的进行操作控制。我们还建议对悬浮颗粒浓度和浊度进行测量，以便随时评测膜分离效率。

2.3.4、MBR反应池描述

MBR膜组件由中空纤维膜组成，膜孔径为0.4µm，此值小于细菌，能有效拦截水中的细菌，大部分病毒，可视为除菌的一种手段，减少了后续投加的消毒药剂量。反应池内被微滤膜截流下的高浓度的活性污泥浓度达6000～8000mg/l左右，活性污泥BOD负荷率低，一般为0.1～0.2kgBOD/KgMLSS·d，污泥处于减速增长期后期和内源呼吸前期。污水中的有机物得到彻底有效的降解，活性污泥上清液COD、BOD等污染物浓度低，有利于得到高质量的出水。

MBR反应池设计如果在两廊道以上时要考虑水力停留时间及布水的合理性。

在缺氧区内，经过水解酸化的作用，使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物，并同时去除部分NH₃-N。

缺氧区的出水自流入到好氧区内，好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气，污水在此池内进行有机物生化降解，氧化为无害的物质，降低水中的BOD和COD。膜区内池底也铺设曝气装置，它主要完成两种功能，既进行膜的气水振荡清洗，保持膜表面的清洁，又继续在该段进行生物降解，生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR膜，滤过液经由MBR集水管中汇集到清水池进行排放。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮均被截留在膜好氧区中，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH³-N；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。MBR膜组件安装在池内偏上位置，膜下部设置有间歇式的冲气装置，定时吹扫动膜片，以缓解MBR周边的污泥浓度累积。通过好氧区剩余污泥泵定期排出剩余污泥，可控制系统内活性污泥的浓度。

土建构筑物清单

设备清单

建筑、结构设计

4.1、建筑设计

处理站由处理构筑物和综合操作房组成。充分注意园区内环境的美化及建筑造型，尽量做到建筑物实用与观赏为一体，艺术与技术为一体，为与周边环境协调。

建筑总体风格在融于园区整体建筑风格的同时，达到与其它建筑统一、协调的效果。

综合操作房的外墙建筑风格与其它建筑相统一。配以其它颜色以强化细部处理。

鼓风机房的门窗采用隔声门窗，内墙设置隔声装置。

综合操作房设计中对其环境与建筑的关系着以重彩渲染。以园林设计手法进行规划设计，共同烘托出一个清新、幽雅、颇富时代气息的办公环境，使人们工作时身心愉悦。

4.2、结构设计

4.2.1、结构形式

拟建的构筑物，本着安全、经济、利于施工及结构合理的原则选择结构形式。

本工程构筑物设置于地下、地上组合式，均采用钢筋混凝土结构。

钢筋砼水池根据其水位考虑其池壁厚度，确定其抗渗要求为S6。

设计考虑处理构筑物采用大开挖施工。

4.2.2、建筑材料选用

钢筋混凝土结构采用C25砼，抗渗标号S6。

所有构筑物垫层采用C10。

钢筋：d≤10，I级钢；d≥12，II级钢。钢材采用Q235A。

水泥采用≥325普通硅酸盐水泥。

4.2.3、抗震设防

按6度设计。

电气及自动控制系统

5.1、电气设计原则

根据污水处理工艺要求，对工艺运行情况及时进行显示、控制、报警。本设计原则以自动控制为主，人工控制为辅，以国产设备为主，适当选用进口控制仪表。

5.2、设计范围

配电设计包括污水处理厂区内的低压配电、控制配电、室内照明、厂区照明及防雷接地系统、通风排气系统。

5.3、电源及用电负荷

废水处理区设一路供电电源，~380/220V，50Hz，配电采用三相五线制，单相三线制，接地保护系统为TN-S系统。

5.4、电缆及敷设

电力电缆选用VV型，VV22型，控制电缆选用KVV型，KVVP型，照明选用BVV型，敷设方式采用电缆沟与穿管暗敷相结合，室内照明用难燃塑料线槽明敷。

5.5、控制方式

1、控制方式设置集中控制柜和现场控制柜。通过控制器集中显示并自动控制所有设备的运转情况。各设备亦可单台控制。为便于操作，有关设备设置现场开关。现场控制箱上有手动挡，自动挡开关。当处在手动挡状态时，操作人员可在现场启动、关闭设备。但现场发生情况，手动停止按钮仍然可以关闭系统，即实行手动优先原则。

2、所有设备的运行状况和所有监测仪表的状态（运行、关闭、故障）在中设备显示。

3、根据监测仪表传递的信号，自动控制相应设备的动作。

4、备用设备之间可定时自动切换。

5、对于间歇运行的设备，通过编程定时运行。

6、相关设备实现联动功能。

7、出现异常情况，自动报警功能。