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，使生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后

2、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)(DB21-60-89)二級(jí)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（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（mg/L）8.05COD（mg/L）10

3、04060BOD（mg/L）6020不難發(fā)現(xiàn)，一級(jí)處理出水SS、COD、BOD、氨氮、油類等指標(biāo)均超過工業(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)備序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量功率（kw）造價(jià)（萬元）1貯堿槽2.5×1.8×1.2m11.5 加堿泵CQ25-15-8521.11.62堿稀釋罐2.0×1.5m22.83污水提升泵IH65-50-125

4、23.01.54一級(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高效纖維束過濾罐GXQ-1200245.016活性炭吸附罐GHT-2000230.01

5、7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10.022電線、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 稱規(guī)格、尺寸 數(shù)量 造價(jià)（萬元） 備注 1調(diào)節(jié)池1 0.8防腐 2沉淀池5.2×6.3 1 18.03污泥濃縮池改造 2 0.8 防腐 4清水池2×3×2.5 1 1.2 5廠房改造及設(shè)備基礎(chǔ) 1.5 6合 計(jì)22.33.3改擴(kuò)建總造價(jià)估算表3-3 改擴(kuò)建總造估算序

6、號(hào)項(xiàng)目總價(jià)（萬元）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)場管理費(fèi)6.2(1)+(2)*3%8計(jì)劃利潤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，見表4-1。表4-1 運(yùn)行功率 kw/天序號(hào)名 稱單臺(tái)功率（kw） 數(shù)量 裝機(jī)功率(kw) 運(yùn)行功率(kw) 運(yùn)行時(shí)間（hr）耗電量（kw/d） 1攪拌器1.5812.06

7、.020.0120.02污水提升泵1.523.01.520.030.03帶式壓濾機(jī)2.512.52.52.05.04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滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的成本為0.89元/m3；當(dāng)工程資金130萬元（總投資的47%）為環(huán)保專項(xiàng)資金貸款時(shí)（按貸款年息為7.20%，等額年金分期償還，工程運(yùn)行5年后還清），則運(yùn)行成本為1.1

8、7元/m3（見表4-1）表4-1深度處理運(yùn)行成本估算項(xiàng) 目 金 額備 注工程總投資（萬元） 276.7年運(yùn)行費(fèi) （萬元） 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) 電 費(fèi) 4.42按0.45元/(kw·h)計(jì) 維修費(fèi) 0.3310元/天，330天/年 貸款利息 6.55合 計(jì)27.87運(yùn)行成本（元/噸廢水） 0.89還貸期后 1.17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

9、將治理與開發(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。按滿負(fù)荷供水計(jì)算，工程實(shí)施后，年創(chuàng)利潤為38.25萬元/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)（萬元/a）38.2531.6污水站創(chuàng)利潤（萬元/a）38.2531.6注：自來水價(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)約自來水23.76

10、×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.建議政府部門在政策上給予支持，提高企業(yè)回用污水的積極性?？傊鬯Y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2000t/a酞菁藍(lán)生產(chǎn)線，采用捷克先進(jìn)技術(shù)連續(xù)式無溶劑法生產(chǎn)工藝，以苯酐、尿素、氯化亞銅等為原料，鉬酸銨為催化劑，通過原料予預(yù)混、反應(yīng)合

11、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廢水的來源及性質(zhì) 廢水來自粗品銅酞菁純化過程產(chǎn)生的濾液和沖洗水，水量為5.7 m3/h，污染物質(zhì)量濃度見表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)860.0522.01034.02287.026.0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，廢水中的氨氮含量較高，而國家標(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)

12、格，不得超過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7080，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廢水處理流程簡述 如圖1所示，將純化廢水與車間排出的沖洗水(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

13、4.0，進(jìn)入充滿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7.4 g/h。通過上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮質(zhì)量濃度降至140.0 mg/L左右，并將廠區(qū)冷卻塔排出的廢水(4.5 m3/h)與之混合，進(jìn)入三級(jí)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)廢水pH為8.09.0，以達(dá)到生化處理

14、對(duì)堿度的要求。此時(shí)三級(jí)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水處理量為1.7 m3/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)量濃度見表2，滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 表處理后廢水中污染物質(zhì)量濃度污染物CODBOD5NH3-NSO42-Cu2+質(zhì)量濃度/(mg·L-1)40.021.011.0100.00.0注：處理后廢水pH為7.24主要工藝過程分析 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

15、銅兩步進(jìn)行。滲鐵法回收銅的裝置在流程中稱為銅置換池，該池中廢水滲濾穿過裝有鐵刨花的床層，通過氧化還原反應(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，穿過篩孔流下，空氣則自下向上流動(dòng)?？刂瓶账臍饬魉俣冗_(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

16、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)過程，第一過程為硝化過程，分兩部進(jìn)行，首先NH4-N在亞硝化菌的作用下生成NO2-，其后NO2-再在硝化菌的作用下氧化生成NO3-。第二過程為反硝化過程，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養(yǎng)化污染。“O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7.58.0，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?.5 mg/L，停留時(shí)間 ；好氧池溶解氧濃度2.53.0 mg/L，停留時(shí)間16h。反應(yīng)池污泥濃度5.06.0 g/