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磷化废水近“零”排放设计方案

产品名称

磷化废水近“零”排放设计方案

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描述

    磷化废水零排放设计方案

    本项目污水为客户在生产汽车零部件工程中脱脂和磷化工艺中清洗废水处理。考虑到太湖流域污水排放严控的要求,从企业和社会效益出发,本项目采用废水近零排放设计,即生产中所产生的清洗废水经过废水处理后回用于生产,现场不产生废水排放,实现近零排放

■项目参考相关标准

  本污水处理项目的设计,施工与安装严格执行国家的专业技术规范与标准,其主要参考的规范与标准如下:

          ●《污水综合排放标准》                           GB8978-1996标准

          ●《钢结构设计规范》                GB500172017    

    ●《固定式钢梯和平台要求》            GB 4053—2009

          ●《机械设备安装工程施工及验收规范》   GB50231-2009

          ●《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》       GB50236-2011

          ●《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》       GBT50062-2008

          ●《电气装置施工及验收规范》                     GB-50254-96

          ●《分散型控制系统工程设计规范》                 HGT-20573-2012

          ●《工业与民用供配电系统设计规范》               GB-50052-2009

          ●《低压配电装置及线路设计规范》                 GB50054-2011  

       ● 客户提供的环评资料

          ● 太湖地区城镇污水处理厂及行业污水排放限值DB32/1072-200

          ●橡胶制品工业污染物排放标准                    GB 276322011

■污水处理工程建设规模及处理程度

处理规模

   经甲乙双方确认,磷化和脱脂前处理清洗废水排放量小时大排量6m3/H,日产生废水流量80t/d,本项目确定废水处理能力为6t/h,另外脱脂、表调、钝化、磷化母液处理能力按照1.5t/d并入处理

前处理清洗废水水质参数

   前处理清洗废水和母液的水质:根据客户提供的相关资料及我公司对同类型废水的处理经验可知,水质参数如表2-1

2-1前处理清洗废水和脱脂磷化母液水质表

项目

脱脂废水水质

(括弧内为脱脂母液水质)

磷化清洗废水水质

(括弧内磷化母液水质)

CODcr

800mg/l1000 mg/l

20mg/l30mg/l

悬浮物SS

20mg/l25mg/l

20mg/l25mg/l

石油类

3 mg/l

--------

氨氮

3 mg/l

-------

总氮

-------

60 mg/l70mg/l

总磷

-------

80 mg/l90mg/l

氟化物

-------

30 mg/l40mg/l

-------

3.21*1044*104

-------0.2

3.71*1044*104

2

 

 
处理出水指标

 本项目为零排放项目,生产线产生的废水经过物化、生化和膜处理后,出水达到纯水标准,回用于生产,产生的浓缩液经过蒸发后,变成固废委外处理

2-2  出水水质指标

序号

监测因子

水质浓度(mg/L

1.            

电导率

≤10微西门子

2.            

PH

6~8

3

SS

≤1mg/l

■磷化清洗废水和脱脂清洗废水处理工艺介绍

3.1、两股冲洗废水经自流进入废水收集槽调节水量,脱脂、表调、钝化液、磷化废液定期抽入母液收集槽,通过计量泵定量投加到废水处理设施中,每天至少需要处理1.5。混合提升泵将混合后的废水提升至反应槽,向反应槽一格内投加NaOHCaCL2,在机械搅拌机搅拌下,将综合废水的PH值提高至10.0以上。PH值提高后的废水流入反应槽二格。向反应槽二格内投加PAC,向反应槽三格内投加阴离子PAM,在机械搅拌作用下,使析出的重金属离子氢氧化物及转为不溶性的正磷酸盐颗粒脱稳而互相聚合、变大。

废水经提高PH、投加PAC,阴离子PAM反应后,形成絮凝混合液流入斜管沉淀池。在斜管沉淀槽中,废水中的悬浮物(可沉降固体颗粒)在重力的作用下,沉入泥斗,实现固、液分离,污染物得到有效去除,废水澄清。至此废水的重金属离子及磷酸盐(以P计)含量已接近排放标准。上清液进入中和槽,向中和槽中投加硫酸中和废水,使废水的PH值调整在中性(6~9)范围内。

3.2、混合废水水解酸化和好氧处理

经过以上处理后,水中的悬浮重金属指标都有大幅度降低,然水中有机物COD指标仍会很高,故系统设置生物处理法。

3.2.1、厌氧池即为水解酸化池。水解酸化主要是将废水中非溶解性有机物水解为溶解性有机物,将微生物难以降解的大分子物质通过水解酸化转化为易于生化降解的小分子物质。通过在厌氧池填料,使得微生物更加容易繁殖。

厌氧水解酸化降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。

3.2.2MBR

MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物,然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。

具有以下优点:占地面积小,节省空间;出水水质稳定、透明度高;运行管理方便、维护简单;泥龄长;动力消耗低;抗冲击性强。

MBR池DTRO

3.3、中水回用系统

3.3.1、石英砂过滤器:

原水残留少量细小的悬浮颗粒,需对悬浮物进行处理,除去水中悬浮物的常用方法就是石英砂过滤。将浑水通过粒状滤层,就可将水中的悬浮物截留下来,流出的即是清水,采用粒状滤料过滤方法简单,且当滤层失效后易于用反洗的方法恢复其过滤性能。石英砂过滤能对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除,同时对原水中的浊度、色度起到降低作用,它可滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。石英砂过滤是一种先进的微絮凝过滤方式,能完全滤除不溶于水中的杂质,保证SDI值不大于4,是后级RO的强有力保护屏。选用玻璃钢材质的压力式过滤器,耐压6kg/cm2,采用自动多路阀控制。石英砂过滤器设计流速10-12m/h,能很好的去除水中的悬浮物或非溶解性粒子(氧化物、浊度、颗粒物等),具有低成本,操作维护、管理方便等特点,特别是在降低原水中的浊度、污染指数等方面具有很好的效果。

3.3.2.活性炭过滤器

活性炭过滤器是利用好的活性炭巨大的比表面积而产生的吸附能力,来吸附水中易被吸附的物质。活性炭过滤器对游离氯、有机物及水中的色度、气味均有非常高的去除率,同时对一些易于沉积的重金属离子也有较高的去除率,因此在反渗透设备前先经过活性碳过滤,能对反渗透设备起到非常好的保护作用。过高的游离率对RO膜是有损害的,因此须设活性碳过滤器,以降低进水中游离氯的浓度。活性碳过滤器设计流速10-12m/h,内装椰壳碳,选用玻璃钢材质压力式过滤器,耐压6kg/cm2,采用自动多路阀控制。活性碳工艺在水处理领域中占有相当重要的地位,是水深度处理中不可缺少的工艺,它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。

①去色:可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度。

②脱氯:可去除因余氯所造成的嗅味。

③去除有机物:可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物,如农药,杀虫剂,氯化烃,芳香族化合物,以及BODCOD等。

④去除有机氯:可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂(如氯气)所产的THMS等“三致”物质。

⑤去除氨氮和亚硝酸盐:活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。

⑥去除剩余氯或氧化剂:保护超滤、反渗透的滤膜。

⑦除臭:去除水中的微量重金属离子(如汞、铬等离子),合成洗涤剂及放射性物质等。

3.3.3、保安过滤器

保安过滤器设计两级过滤器,分别选用滤芯精度为10um和5um,在工艺中主要用于截留前置管道、设备中可能泄漏的机械杂质或破裂的活性炭颗粒,确保RO进水的清洁度,以防前级过滤器泄漏的机械杂质进入反渗透膜元件,这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜元件,造成大量盐份的泄漏,同时可能划伤高压泵的叶轮,保安过滤器内的滤元采用聚丙烯喷熔工艺制作,过滤微孔具有:孔形呈锥形结构;过滤效率高,可进入深层过滤;纳污容量大,使用寿命长;采用卡式结构,便于快速更换。

保安过滤器的滤芯应定期更换,一般可根据进出水压差来决定。

保安过滤器进出水管道上均设有压力表,可显示保安过滤器的进出水压力及进出水压差。

 

3.3.4、杀菌剂、还原剂和阻垢剂加药系统

    生化处理是采用微生物发对水中的有机物进行降解的过程,然膜处理系统对微生物要求比较高,故在MBR出水器需要投加氯对微生物进行去除,为了保证未反应测定的微生物进入膜系统,在保安过滤器前设计了还原剂加药系统。

3.4.2、反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。

主要特点:

1.在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢;

2.不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物;

3.能有效地聚合与沉积,浓水侧SiO2浓度可达290;

4.可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜超滤膜

5.佳的溶解性及稳定性;

6.给水PH值在5-10范围内均有效。

反渗透阻垢剂加药系统由计量泵和加药箱组成,计量泵采用美国米顿罗品牌计量泵,具有计量准确,操作简便等优点。米顿罗计量泵是带有输出端口的,需要与PLC连接进行输出控制,并进行异常报警

3.4.3、还原剂加药系统

因为自来水消毒有大量的余氯残留,余氯对反渗透系统和EDI系统氧化后使其性能不能恢复,故系统设计还原剂加药系统。还原剂的投加量根据在线的余氯检测仪进行确认,药剂为亚硫酸氢钠溶剂。

3.3.5、反渗透系统

反渗透是一种借助选择透过(半透过)性膜的功能,以压力为推动力的膜分离技术膜元件,由反渗透膜导流布和中管等制作而成,将多根RO元件装入FRP耐压壳体内,组成RO组件。本工艺脱盐系统的关键,成熟的工艺设计和合理的操作,控制及管理,直接决定着系统的正常、稳定出水。并关系到反渗透膜的使用寿命,经反渗透处理后的出水,去除了绝大部分无机盐和几乎所有的有机物,微生物(细菌、热源等)从而确保了本系统产品水的高质量、高品质。

完成预处理后的出水其出水由淤积密度指数SDI测试仪监测,当SDI值<4时,即可进入RO系统,由高压泵增压后进入反渗透系统(RO),反渗透出水(脱盐纯水)去中间水箱,另一部分由管道汇集后成浓水(主要含盐份、机械杂质、胶体、有机物等)随小部分未透过水排入下水道。反渗透主体设备选用美国陶氏公司生产的高脱盐率低压芳香族聚酰胺膜元件。该膜元件属节能型低压膜,具有结构紧凑,产水量特别大(单支RO膜产水量可达1.3t/h),脱盐率高(单支膜试验数据>99.5%),操作压力低,耐细菌侵蚀性好,适用PH范围广(PH为3~10)的优点。

本系统中设计思路为:通过两级反渗透系统,使处理好的中水达到纯水标准,满足脱脂和磷化处理线清洗用水。反渗透一级的浓缩水经过高压反渗透膜系统进行再次浓缩,浓缩液进入蒸发系统进行蒸发,淡水系统回到系统中再利用,以降低后级蒸发处理费用。二级浓缩水再回流到系统再次处理,达到提高整体回收率的作用。

考虑到有可能磷化清洗用水不能用回用水制取纯水,在反渗透预处理进水侧设计自来水自动切换电动三通阀,并预留后期增加一级和二级磷化线用水箱位置和输送泵位置。

3.4MVR蒸发浓缩结晶装

废水经过反渗透浓缩回收后,一般回用15~20%(根据工艺确定)的浓缩水,此时浓缩水进入浓水收集箱,再进入MVR蒸发系统。

 MVR蒸发系统是一种新型效节能蒸发设备,采用真空低温、低压汽蒸技术和电能,将蒸发系统所产生的二次蒸汽,通过MVR蒸汽压缩机压缩产生的蒸汽,对蒸发器进行加热蒸发分离,是传统蒸发设备的升级换代产品。MVR蒸发器是英文mechanical vapor recompression的简称,MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项技术。

 

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