某铝厂废水方案设计书.pdf
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1、. ;. 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 . ;. . ;. 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
2、。 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 140000m 2,其中建筑面积 60000m 2 ,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
3、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
4、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 (GB8978-1
5、996 ) 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 m 3/d 设计。其中氧化废水 1980 m 3/d (包含酸水洗废水 1280 m 3/d ,碱水洗废水 700 m 3/d ) ,含 铬废水 200 m 3/d ,含镍废水 100 m3/d ,前处理废
6、水 20 m3/d 与生活污 水 10 m 3/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 m 3/d ,其中含氧 化废水 990 m 3/d (包含酸水洗废水 640 m 3/d ,碱水洗废水 350 m3/d ) , 含铬废水 100 m 3/d ,含镍废水 50 m3/d ,前处理废水 20 m 3/d 与生活 污水 10 m 3/d 混合后 30 m3/d 。二期处理水量各为 1140 m 3/d ,其中含 氧化废水 990 m 3/d(包含酸水洗废水 640 m 3/d , 碱水洗废水 350 m3/d ) , 含铬废水 100 m 3/d ,含镍废
7、水 50 m3/d 。 . ;. 本设计土建按一、二期总处理水量2310 m 3 /d 设计, 设备分别按 一期 1170 m 3/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 CODcr 1200-1300 20-30 20-30 20-30 SS 100-200 100-200 100-200 100-200 PH 4-5 4.5-8.5 3-5 2-5 Zn2+ - 4 -
8、 - Ni+ - - 10 - Cr6+ - - - 5 Cu2+ - 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 CODcr 90 45 45 45 SS 60 10 30 30 PH 6-9 6
9、-9 5.8-8.6 5.8-8.6 Zn2+ 2 1 - - Ni+ - - 1 - Cr6+ - - - 0.5 Cu2+ 1 1 - - 氨氮10 10 - - 石油类5 5 - - 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
10、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
11、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
12、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
13、: 1、 氧化废水:处理系统每天运行20 小时,设计水量为 1980 m 3/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-=H2O M n+OH-=M(OH)n 2、含铬废水:处理系统每天运行20 小时,设计水量为 200 m 3/d , 分两期建设,其中一期废水量为100 m 3/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
14、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+6NaHSO 3+3H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O Cr2(SO 4)3+6NaOH=Cr(OH)3+3Na2SO4 . ;. H+OH-=H2O M n+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
15、 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 m 3/d , 分两期建设,其中一其废水量为50 m 3/d ,正常情况下废水的 PH 为 4 5,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-=H2O Mn+OH-=M(OH)n 4、 前处理废水:处理系统每天运行20 小时,设计水量为 20 m 3/d , 一期为 20 m 3/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
16、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 m 3/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
17、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:2.5m3 /h, 二期: 2.5m3 /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
18、。 (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 m 3 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 3m 3/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
19、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 5 3/h ,表面水力负荷取 0.8m 3/m2h 停留时间设为: 2.9h 沉淀池表面积:25. 6 8.0 5 q Q Am 2 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
20、: 2.5 2.5 5.5m 一期设备:污泥泵, SZ037 ,流量 3m 3/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: 5m 3/h 产生污泥量: Q泥=Q 10%=5 2010%=10m 3/d 池体尺寸为: 12.55.5m 有效容积为: 11.375m 3 停留时间: t =22.75h 一期设备:气动隔膜泵, QBY-65 ,流量 016m 3/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
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