酸洗廢水再生回用于循環(huán)沖洗水可行性

1、酸洗廢水再生回用于循環(huán)沖洗水可行性1 概況錦州錦泰金屬工業(yè)有限公司為一家臺(tái)商獨(dú)資企業(yè)， 位于錦州市太河區(qū)解放西路 166 號(hào)。主要產(chǎn)品為鍍銅、 無(wú)鍍銅二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲、埋弧焊絲、藥芯焊絲及配套的原材料加工。每天排放生產(chǎn)廢水720 噸，廢水主要來(lái)自酸洗、鍍銅清洗，以及廢氣治理時(shí)產(chǎn)生的廢酸水。排放廢水呈酸性（ pH1-4）, 廢水中主要污染物為鐵、銅離子、硫酸根、懸浮物等?，F(xiàn)有一處理能力為 20m3/h 污水站，采用化學(xué)中和處理工藝。因設(shè)備老化工藝陳舊，已無(wú)法正常運(yùn)行，處理出水水質(zhì)達(dá)不到環(huán)保排放要求。 而生產(chǎn)以上每天需用大量的新鮮水對(duì)酸洗后的鋼絲進(jìn)行沖洗。為節(jié)省水資源。公司決定改造原污水處理站

2、，使生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后能夠達(dá)標(biāo)排放，并可回用于生產(chǎn)用水系統(tǒng)。2 污水處理改造方案2.1 污水處理工藝錦州錦泰金屬工業(yè)有限公司生產(chǎn)廢水， 主要來(lái)源于酸洗、 鍍銅工序，廢水中含有大量金屬 Fe、Cu離子等，廢水處理選擇化學(xué)沉淀法處理工藝。改擴(kuò)建后廢水處理工藝流程見(jiàn)圖 2-1 。廢水進(jìn)出污水站的水質(zhì)與回用水水質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表 2-1 。表 2-1污水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)與回用水水質(zhì)對(duì)比項(xiàng)目進(jìn)水出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(DB21-60-89) 二級(jí) （GB50050-95）銅（ mg/L）1001.0pH126979SS（mg/L）10020磷酸鹽（ mg/L）1.01.0氨氮（ mg/L）15.01.0油類(lèi)

3、（ mg/L）8.05COD（mg/L）1004060BOD（mg/L）6020不難發(fā)現(xiàn)，一級(jí)處理出水 SS、COD、BOD、氨氮、油類(lèi)等指標(biāo)均超過(guò)工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB50050-95）水質(zhì)要求，因此一級(jí)處理出水需經(jīng)深度處理后才可回用。2.2 污水深度處理工藝處理規(guī)模 720m3/d，深度處理工藝流程見(jiàn)圖2-2 。3 改造新增主要設(shè)備、建構(gòu)筑物及價(jià)格估算3.1 改擴(kuò)建主要設(shè)備及價(jià)格估算表 3-1改擴(kuò)建新增主要設(shè)備序名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)功率（ kw）造價(jià)（萬(wàn)元）號(hào)量12.5 ×1.8 ×11.5貯堿槽1.2m加堿泵CQ25-15-8521.11.62堿稀釋罐2.0 &

4、#215;1.5m22.83污水提升泵IH65-50-12523.01.54一級(jí)中和反應(yīng)罐2.0 ×2.0m24.25絮凝劑溶解罐1.2 ×1.5m22.3絮凝反應(yīng)罐2.2 ×3.0m13.86貯酸槽1.5 ×1.5m11.27二級(jí)中和反應(yīng)罐1.7 ×1.6m11.88攪拌器非標(biāo)812.014.59流量計(jì)DN8010.510板框壓濾機(jī)BAJ70/800-35U12.510.011污泥泵I-2.0B25.00.912加藥泵CQ25-15-8552.56.013加藥裝置34.514加壓泵IS65-40-200211.00.6515高效纖維束過(guò)濾GX

5、Q-1200245.0罐16活性炭吸附罐GHT-2000230.017反沖洗泵IS100-665-250230.01.618回用水泵IS65-50-12526.00.519自控系統(tǒng)124.020電氣、儀表6.021管道、閥門(mén)10.022電線(xiàn)、電纜5.023防腐6.024合計(jì)73.1185.853.2 改擴(kuò)建主要建構(gòu)筑物及價(jià)格估算表 3-2主要建構(gòu)筑物造價(jià)估算序號(hào) 名稱(chēng)規(guī)格、尺寸 數(shù)量 造價(jià)（萬(wàn)元） 備注1調(diào)節(jié)池10.8防腐2沉淀池5.2 ×6.3 118.03污泥濃縮池改造20.8防腐4清水池2×3×2.5 11.25廠房改造及設(shè)備基礎(chǔ)1.56合計(jì)22.33.3

6、改擴(kuò)建總造價(jià)估算表 3-3改擴(kuò)建總造估算序號(hào) 項(xiàng)目總價(jià)（萬(wàn)元） 備注1設(shè)備費(fèi)185.92土建費(fèi)22.33運(yùn)輸費(fèi)3.7(1)*2%4安裝費(fèi)18.6(1)*10%5系統(tǒng)調(diào)試費(fèi)16.7(1)+(2)*8%6設(shè)計(jì)費(fèi)6.2(1)+(2)*3%7施工現(xiàn)場(chǎng)管理費(fèi) 6.2(1)+(2)*3%8計(jì)劃利潤(rùn)7.8(1)+ (7)*3%9稅金9.4(1)+ +(8)*3.5%10合計(jì)276.7工程預(yù)計(jì)總投資276.7 萬(wàn)元。4 運(yùn)行成本估算4.1 配電負(fù)荷污水站配電總裝機(jī)功率73.1Kw，見(jiàn)表 4-1 。表 4-1 運(yùn)行功率kw/ 天序單臺(tái)功數(shù)裝機(jī)功運(yùn)行功運(yùn)行時(shí)耗電量名稱(chēng)率率率間（kw/d）號(hào)（ kw）量(kw)(k

7、w)（hr ）1攪拌器1.5812.06.020.0120.02污水提升1.523.01.520.030.0泵3帶式壓濾2.512.52.52.05.0機(jī)4加堿泵0.5521.10.555.02.755加藥泵0.552.51.52030.06污泥泵2.525.02.54.010.07加壓泵5.5211.05.51055.08反沖洗泵15.0230.015.01.015.09回用水泵3.026.03.010.030.010合計(jì)73.138.05297.75滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的成本為 0.89 元/m3；當(dāng)工程資金 130 萬(wàn)元（總投資的 47%）為環(huán)保專(zhuān)項(xiàng)資金貸款時(shí)（按貸款年息為 7.20%，等額年金

8、分期償還，工程運(yùn)行 5 年后還清），則運(yùn)行成本為 1.17 元/m3（見(jiàn)表4-1 ）表 4-1深度處理運(yùn)行成本估算金項(xiàng)目備注額工程總投資（萬(wàn)元）276.7年折舊 13.21按 75%轉(zhuǎn)固率，5%的殘值，折舊率 6.7%計(jì)工資福利3.36按 700 元/( 月·人 ) ，4 人計(jì)年運(yùn)行費(fèi)電費(fèi) 4.42按 0.45 元/(kw ·h) 計(jì)（萬(wàn)元）10 元/ 天， 330 天/ 年維修費(fèi) 0.33貸款利6.55息合計(jì) 27.87運(yùn)行成本0.89還貸期后（元/ 噸廢1.17水）還貸期內(nèi)污水站的出水經(jīng)深度處理后（達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)入廠內(nèi)循環(huán)補(bǔ)水池，經(jīng)供水泵站打入生產(chǎn)用水

9、管道。5 環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析5.1 環(huán)境效益分析實(shí)施污水回用可將治理與開(kāi)發(fā)并舉，是解決水資源緊缺的現(xiàn)實(shí)可行的有效措施。工程實(shí)施后，可節(jié)約自來(lái)水量為23.76 ×104m3/a。5.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析實(shí)施污水回用， 不僅具有顯著的環(huán)境效益， 而且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。按滿(mǎn)負(fù)荷供水計(jì)算，工程實(shí)施后，年創(chuàng)利潤(rùn)為38.25 萬(wàn)元 /a 。表 5-1 為回用水工程經(jīng)濟(jì)效益分析表。表 5-1回用水工程經(jīng)濟(jì)效益分析項(xiàng)目還貸期后 還貸期內(nèi)供水量（ 104m3/a）23.7623.76水 費(fèi)（元 /m3）0.891.17節(jié)約水費(fèi)（萬(wàn)元 /a ）38.2531.6污水站創(chuàng)利潤(rùn)（萬(wàn)元/a ） 38.2

10、531.6注：自來(lái)水價(jià)按 2.5元/m3 計(jì)。6 結(jié)論與建議1. 實(shí)施該污水回用工程，可節(jié)約自來(lái)水 23.76 ×104m3/a，而且 5 年內(nèi)還清環(huán)保貸款，投資可在 8 年內(nèi)全部回收，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行，具有良好的環(huán)境效益、 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 有利于錦州地區(qū)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2. 建議政府部門(mén)在政策上給予支持，提高企業(yè)回用污水的積極性。總之，污水資源化是一項(xiàng)利在當(dāng)代、功在千秋的事業(yè)，是減少污染、改善環(huán)境、 解決水資源短缺、促進(jìn)水資源逐步步入良性循環(huán)的一條有效途徑。酞菁藍(lán)生產(chǎn)廢水的處理概述酞菁藍(lán)是一類(lèi)高級(jí)有機(jī)顏料， 幾乎可用于所有的色材領(lǐng)域。 由我院承擔(dān)設(shè)計(jì)的甘谷油墨廠 200

11、0t/a 酞菁藍(lán)生產(chǎn)線(xiàn)，采用捷克先進(jìn)技術(shù)連續(xù)式無(wú)溶劑法生產(chǎn)工藝，以苯酐、尿素、氯化亞銅等為原料，鉬酸銨為催化劑，通過(guò)原料予預(yù)混、反應(yīng)合成、粗品純化、壓濾干燥等工序，生產(chǎn)出銅酞菁精品。 在粗品銅酞菁的純化過(guò)程中產(chǎn)生的濾液和沖洗水，含有大量的有害物質(zhì)。 經(jīng)我院設(shè)計(jì)人員與省環(huán)保協(xié)會(huì)專(zhuān)家組的共同研討，最終確定了該工藝廢水的處理方案。1 廢水的來(lái)源及性質(zhì)廢水來(lái)自粗品銅酞菁純化過(guò)程產(chǎn)生的濾液和沖洗水，水量為5.73m/h ，污染物質(zhì)量濃度見(jiàn)表1。表 1處理前廢水中污染物質(zhì)量濃度污染物CODBOD5NH3-NSO42-Cu2+質(zhì)量濃度 /(mg ·L-1 )860.0522.01034.02287

12、.026.0注：處理前廢水pH為 6.72 關(guān)鍵因素分析從表 1 數(shù)據(jù)可見(jiàn)，廢水中的氨氮含量較高， 而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于排入自然水體的廢水氨氮濃度要求甚為嚴(yán)格， 不得超過(guò) 15.0 mg/L。因此，如何去除氨氮?jiǎng)t成為本設(shè)計(jì)要解決的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 由于通常的生化處理法對(duì)氨氮的降解率只有 70 80，所以單純采用生化法處理難以達(dá)到理想效果。如果先以其它物理方法，諸如解吸或吹脫，先將廢水中的 NH3吹脫，使氨氮含量降低，再采用生化法處理，可同時(shí)去除剩余的氨氮和 BOD5、COD。這樣可使廢水中的主要污染物指標(biāo)達(dá)到排放要求。再者，廢水中含銅，銅離子能使生物酶失去活性，對(duì)生物氧化系統(tǒng)有毒性效應(yīng)。而且，銅價(jià)值很

13、高，不采用銅回收工藝，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。3 廢水處理流程簡(jiǎn)述如圖 1 所示，將純化廢水與車(chē)間排出的沖洗水(1.5 m3/h) 混合后泵入一級(jí)調(diào)節(jié)池，加硫酸攪拌調(diào)節(jié)pH為 4.0 ，進(jìn)入充滿(mǎn)鐵刨花填料的置換池，停留 56 ，可使廢水中的銅離子得以置換，質(zhì)量濃度降至 0.5 mg/L 以下，銅的去除率達(dá) 98以上。廢水自置換池進(jìn)入二級(jí)調(diào)節(jié)池，向池中投加石灰乳攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為 11.0 左右，使廢水中的氨氮主要呈游離氨(NH3) 形式逸出，此時(shí)用液下泵將澄清液送入吹脫塔并向塔內(nèi)鼓入空氣，同時(shí)通入蒸汽，將NH3吹脫，經(jīng)排氣筒送至高位吸氨器吸收。據(jù)計(jì)算，經(jīng)吹脫塔吹脫去除的NH3為 7.4g/h

14、。通過(guò)上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮質(zhì)量濃度降至140.03mg/L 左右，并將廠區(qū)冷卻塔排出的廢水 (4.5 m/h) 與之混合，進(jìn)入三級(jí)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)廢水 pH為 8.0 9.0 ，以達(dá)到生化處理對(duì)堿度的要求。3此時(shí)三級(jí)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水處理量為 1.7 m/h ，主要污染物質(zhì)量濃度：氨氮為 60.0 mg/L，COD為 510.0 mg/L，BOD5為 143.0 mg/L。隨后將廢水送入“ AO生化處理系統(tǒng)”，經(jīng)生化處理后再經(jīng)砂濾池過(guò)濾，去除殘留懸浮物， 最后排出廠外。 排出廠外的廢水中污染物質(zhì)量濃度見(jiàn)表 2，滿(mǎn)足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。表 處理后廢水中污染物質(zhì)量濃度污染物CODBOD5

15、NH3-NSO42-Cu2+質(zhì)量濃度 /(mg ·L-1 )40.021.0 11.0100.00.0注：處理后廢水 pH為 7.24 主要工藝過(guò)程分析4.1銅回收廢水治理流程中，銅回收分滲鐵法回收銅和沉淀法回收氫氧化銅兩步進(jìn)行。滲鐵法回收銅的裝置在流程中稱(chēng)為銅置換池， 該池中廢水滲濾穿過(guò)裝有鐵刨花的床層，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，銅在鐵上析出，而置換出的鐵則進(jìn)入廢水中?；厥浙~后的廢水經(jīng)加石灰乳調(diào)節(jié)pH、沉淀處理，殘余的銅離子與反應(yīng)生成難溶的氫氧化銅1 。4.2吹脫本設(shè)計(jì)采用穿流式篩板吹脫塔 ( 又名泡沫塔 ) ，篩板孔徑 6 mm，篩板間距 250 mm。水自上向下噴淋，穿過(guò)篩孔流下，空氣

16、則自下向上流動(dòng)。控制空塔的氣流速度達(dá)到 2.0m/s ，篩板上的一部分水就被氣流沖擊成泡沫狀態(tài)，使傳質(zhì)面積大大增加，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程，提高吹脫效率，空氣由鼓風(fēng)機(jī)供給，冬季為避免溫度下降影響吹脫效率，可向塔中通入蒸汽， 維持高效去除率所需的水溫。 泡沫塔在正常工作狀態(tài)下對(duì) NH3的去除效率在 95以上 2 。4.3AO生化處理“AO生化處理”對(duì)廢水中的有機(jī)物和氨氮有很高的去除率。生物硝化脫氮是一個(gè)兩階段的生物反應(yīng)過(guò)程，第一過(guò)程為硝化過(guò)程，分兩部進(jìn)行，首先 NH-N 在亞硝化菌的作用下生成-再NO，其后 NO422-在硝化菌的作用下氧化生成NO3 。第二過(guò)程為反硝化過(guò)程，是完成生-物脫氮的最后一步， NO3 -N 在反硝化菌的作用下，以有機(jī)碳為碳源和能源，以硝酸鹽作為電子受體，將硝酸鹽還原為氣態(tài)氮。所以“A 級(jí)生物池”不僅具有去除有機(jī)物的功能，而且可以完成反硝化作用最終消除氮的富營(yíng)養(yǎng)化污染?！癘級(jí)生物池”即好氧反應(yīng)池，利用好氧微生物對(duì)有機(jī)物的降解作用， 去除上一級(jí)殘余的有機(jī)物，最終達(dá)到廢水處理要求。生化處理系統(tǒng)運(yùn)行中，控制廢水溫度在2228， pH為 7.5 8.0 ，為硝化菌和反硝化菌提供適宜的環(huán)境?？刂茀捬醭厝芙庋鯘舛鹊陀?0.5 mg/L，停留時(shí)間 ；好氧池溶解氧濃度 2.5 3.0 mg/L，停留時(shí)間 16h。反應(yīng)池污泥濃度 5.0 6.0 g/L ；總