小型电镀厂废水处理工程优秀毕业设计完整版(含图纸).doc
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1、摘 要:电镀是世界三大污染行业之一,随着我国乡镇电镀企业的迅速发展,我国的电镀污染问题日趋严重。本文首先阐述了我国电镀废水的污染现状以及对人类产生的危害,在对化学处理、离子交换、电解法、生物处理等电镀废水处理方法的分析和比较后,结合乡镇电镀企业要求工艺简单、成本低等特点,决定采用NaHSO4化学还原沉淀法处理该企业的含铬、锌废水。本工艺是在pH=2.5时用NaHSO4溶液将Cr6+还原为Cr3+,在用NaOH溶液调节pH=8后生成Cr(OH)3和Zn(OH)2沉淀,在添加絮凝剂PAC和PAM后生成的絮体在斜板沉淀池中沉淀,出水经砂滤器过滤后可回用于砂滤器反冲洗水及各种溶液的配制,或者达标排放,
2、而污泥则统一交于专业的环保公司处理。在设计中采用了较为先进的ORP测定仪、在线pH计和液位计实现反应过程的自动控制。通过设计计算确定了各构筑物的尺寸以及设备的选型,并对设计和操作管理中的要求进行了说明,最后对电镀废水治理的前景进行了展望。关键字:电镀废水;Cr;Zn;化学还原沉淀法Abstract:With the speedy development of the electroplating enterprise in towns in our country, electroplating industry,as one of the biggest pollutions in the
3、world ,causes the pollution more and more severely . In this paper, describes the present situation of the electroplating effluent water pollution and the great harm it makes to the human kind has been described. After the analyses and the comparison of different ways for treatment of electroplating
4、 effluent such as chemical treatment process、ion exchange process、electrolytic method and biological process, I decide to adopt the NaHSO4 reduction-precipitation to treat the waste water containing Cr and Zn for the corporations , considering the features of the town electroplating corporations dem
5、ands of simple techniques, low costs, etc. This technology is to deoxidize Cr6+ into Cr3+ by NaHSO4 solution at the PH=2.5, then adjust the PH to 8 with NaOH solution to make Cr(OH)3 and Zn(OH)2 sediment. The flocculating constituent,formed after adding the flocculating agent PAC and PAM , can be de
6、posited in the sloping plank settling tank. The water left after filtrating through a sank filter can be recycled as the backwash of sank filter and be used in confecting various solutions or be discharged an emission standard. and, the sludge can be solved by the professional environmental protecti
7、ng companies. It adopts some relatively advanced equipment such as measuring element of ORP、pH meter and content gauge realize the automata of the reaction process. Through elaborate designation and calculation, the size of each construct and the type election of the equipment have been ascertained.
8、 Besides, with explanations about the designation and the demands in the operating management, it finally comes to the prospect of solving the problem of the waste water from plating.Key word: electroplating effluent, Chromium , Zinc , reduction-precipitation目录引言1第1章 电镀废水概论21.1 电镀污染现状21.2 电镀废水的危害31.
9、2.1 含铬废水的危害31.2.2含锌废水的危害41.3 我国治理电镀废水的发展历程4第2章 设计背景52.1项目概况和意义52.2设计条件52.3设计原则4第3章 电镀废水处理方法比较63.1 化学处理法63.1.1 含铬废水的处理63.1.2 含锌废水的处理93.2 离子交换处理法103.3 电解法113.4生物法123.4.1 生物絮凝法123.4.2 生物吸附法123.4.3 生物化学法133.4.4 植物修复法133.5 膜分离技术143.6 离子浮选法143.7 黄原酸法143.8 腐殖酸法153.9活性炭吸附法15第4章 处理工艺的确定164.1 工艺流程选择164.2 工艺流程
10、说明174.2.1 废水系统174.2.2 污泥系统174.2.3 药剂投配系统174.3 工艺条件控制17第5章 单体构筑物的设计计算185.1调节池185.2反应池185.3 斜板沉淀池215.4 中间水池255.5 过滤器255.6 清水池265.7 药剂投配系统275.8 污泥处理系统28第6章 水力计算306.1 调节池水泵扬程306.2 砂滤器水泵扬程316.2.1 进水提升泵316.2.2 反冲洗水泵31第7章 设计管理要求337.1设备与材料要求337.2 电气控制系统设计要求337.2.1 处理系统的自动控制方式337.2.2 处理系统的手动控制方式347.3 处理药剂及药品
11、消耗347.3.1 处理药剂347.3.2 药品损耗估算347.4 操作管理注意事项35第8章 电镀废水治理发展前景36参考文献37致谢49附录40外文译文40外文原文52引言电镀是世界三大污染行业之一,随着我国乡镇电镀企业的迅速发展,我国的电镀污染问题日趋严重。小型电镀厂往往是区属的乡镇企业, 这些电镀厂废水水量都较少, 一般日排放量只有几十吨,其污染因子也较少, 多数为含铬、锌酸性废水,但其危害很大, 治理势在必行。这些企业多数位于市郊, 其技术和经济力量薄弱. 对于废水的治理要求是工艺简单,便于掌握和正常运行,而且投资和运行费用当然也要较低。本设计就是根据上述特点,选择有效的处理方法和流
12、程,处理后的水完全达到国家的排放标准。第1章 电镀废水概论1.1 电镀污染现状电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。电镀可以改变金属或非金属制品的表面属性,如抗腐蚀性、外观装饰性、导电性、耐磨性、可焊性等,广泛应用于机械制造工业、轻工业、电子电气工业等,某些特殊功能镀层,还能满足国防尖端技术产品的需要。 由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液,甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品,在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣,已成为一个重污染行业。就我国电镀废水而言, 据不完全统计,全国电镀厂点约1 万家,职工约有40 万人, 每年
13、排出的电镀废水约40 亿m3 。1999 年,全国工业和城市生活废水排放总量为401 亿m3 ,其中工业废水排放量197 亿m3 。由此可见,电镀废水的排放量约占废水总排放量的10% ,占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大,而且对环境造成的污染也严重,因为电镀废水中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不能降解的重金属离子。 除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专业电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施,大多数中小型企业仍然使用简陋而陈旧的设备,操作方式以手工操作为主。我国电镀行业存在的主要问题是: (1)厂点多、规模小,专业化程度低。特别是乡镇电镀企业的迅
14、速发展,使电镀厂(点)向市郊和农村扩散,给污染控制与环境管理带来了很多的困难,电镀污染问题日趋严重。 (2)装备水平低。表现在一方面缺少机械装备,以手工操作为主;另一方面是技术装备水平不高,自动化程度低、可靠性差,产品质量不稳定。(3)管理水平较低,经济效益较差。 (4)电镀污染治理水平低,有效治理率低。虽然企业都建立了污水处理设施,但仍有少部分企业的设施未能正常运转。生产废气一般都有排风装置,但大部分企业未对废气进行净化处理。固体废物和危险废物的管理尚未走入正规轨道。电镀生产过程中排放大量的有毒有害物质,对环境造成的污染及危害越来越为人们所认识。 (5)经营粗放,原材料利用率低。经对运行较正
15、常的汽车、摩托车行业电镀线调查表明,镀硬铬的铬酐利用率为38%,而装饰性铬的铬酐利用率仅为10%(国外平均为24%)。由此可见,一大部分甚至绝大部分宝贵的原材料流失并变成了污染物。在清洁生产审计中调查的10条电镀加工线中,平均用水量为0.82t/m2,是国外的10倍。 近年来,国内许多电镀企业从实际出发,积极开发和推广低浓度、低污染的电镀工艺、逆流清洗工艺,发展电镀槽(废)液的净化与回收技术,消除和减少污染。不少企业还根据国家和地方的规定要求,结合企业自身条件和发展规划,制定电镀污染物的排放指标、镀件漂洗用水定额、漂洗水水质标准等规定和相应的技术措施,并纳入企业的生产计划管理,建立污染治理档案
16、,定期检查与考核,以控制电镀“三废”对环境的污染。 1.2 电镀废水的危害性 电镀废水就其总量来说,比造纸、印染、化工、农药等的水量小,污染面窄。但由于电镀厂点分布广,废水中所含高毒物质的种类多,其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘,渗入地下,不但会危害环境,而且会污染饮用水和工业用水。1.2.1 含铬废水的危害 由于镀锌在整个电镀业中约占一半,而镀锌的钝化绝大部分采用铬酸盐,因而钝化产生的含铬废水量很大,镀铬也是电镀中的一个主要镀种,其废水量也不少。在铜件酸洗、镀铜层的退除、铝件钝化、铝件电化学抛光、铝件氧化后的钝化等作业中也广泛使用铬酸盐。因此,含铬废水是电镀中的主要废水
17、来源之一。 金属铬几乎是无毒的。二价铬的化合物,一般认为是无毒的。其余的铬化合物,当浓度过高时,都不同程度地具有毒性。六价铬对人体的危害,因进入途径不同,中毒表现也不同。 (1)对人体皮肤的损害 六价铬化合物对皮肤有刺激和过敏作用。在接触铬酸盐、铬酸雾的部位,如手、腕、前臂、颈部等处可能出现皮炎。六价铬经过切口和擦伤处进入皮肤,会因腐蚀作用而引起铬溃疡(又称铬疮)。 (2)对呼吸系统的损害 六价铬对呼吸系统的损害,主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。 (3)对内脏的损害 六价铬经消化道侵入,会造成味觉和嗅觉减退,以至消失。剂量小时也会腐蚀内脏;引起肠胃功能降低,出现胃痛,甚至肠胃道溃疡,对肝脏还
18、可能造成不良影响。三价铬是生物所必需的微量元素。通过动物试验发现三价铬有激活胰岛素的作用,还可以增加对葡萄糖的利用。 国外有人认为三价铬与铝一样,基本上不显示毒性。三价铬不易被消化道吸收,在皮肤表层与蛋白质结合,三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累,而在肺内存留量较多,因而对肺有一定损害。与六价铬相比,三价铬的毒性仅为六价铬的百分之一。 也有报道,三价铬对鱼的毒性比六价铬还大,例如对鲑鱼的起始致死浓度,三价铬(硫酸铬)为1.2 mg/l,六价铬(重铬酸钾)为5.2 mg/l。然而对家兔和狗的实验,发现六价铬的毒性较大。 在对含铬废水的处理中,由于三价铬的氢氧化物溶度积较小,易于沉淀除去,
19、因此多数处理方法中,均将六价铬还原为三价铬再除去。 1.2.2含锌废水的危害锌是人体必需的微量元素之一,正常人每天从食物中摄取锌1015 mg。肝是锌的储存地,锌与肝内蛋白结合成锌硫蛋白,供给肌体生理反应时所必需的锌。人体缺锌会出现不少不良症状,误食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性肠胃炎症状,如恶心、呕吐、腹痛、腹泻,偶尔腹部绞痛,同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎,导致休克而死亡。 1.3 我国治理电镀废水的发展历程电镀废水中含有铬 锌、铜、镉,铅、镍等重金属离子以及酸、碱 氰化物等具有很大毒性的杂物。有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质因此必须认真地加以处理以免
20、对人们造成危害。20世纪50年代末是我国电镀废水治理的起步阶段60年代至70年代中期才开始引起重视但仍处于单纯的控制排放阶段。70年代中期至80年代初,大多数电镀废水都已有了比较有效的处理,离子交换、薄膜蒸发浓缩等工艺在全国范围内推广使用,反渗透、电渗析等工艺已进入工业化使用阶段,废水中贵重物质的回收和水的回收利用技术也有了很大进展。80年代至90年代开始研究从根本上控制污染的技术,综合防治研究取得了可喜的成果。上世纪90年代至今电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展多元化组合处理同自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。第2章 设计背景2.1 项目
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