电池废水处理工程
方案说明
吉林省华天环保工程有限公司
2011年06月21日
目 录
一、工程概况 ...................................................... 1 1.方案简述 ...................................................... 1
2.设计依据 ...................................................... 1 3.设计原则 ...................................................... 1 二、方案论证 ...................................................... 1 1.水质情况论证 .................................................. 1
2.原水预处理的工艺论证 .......................................... 2 三、工艺系统说明 .................................................. 2 1.工艺流程图 .................................................... 3
2.工艺系统描述 .................................................. 4 3.工艺流程特点 .................................................. 4 4.总平面布置 .................................................... 4 5.高程设计 ...................................................... 5 四、工艺概述 ...................................................... 5 1.工程情况 ...................................................... 5
2.工艺系统概述 .................................................. 5 五、电气自动化及仪表 .............................................. 8 1．工程概况 ..................................................... 8
2．系统功能设计 ................................................. 8 3．选配功能设计（非标配功能，用户可根据实际需要选择增配） ....... 9 六、主要工艺设备 ................................................. 11 1.基础设备编制说明 ............................................. 11
2.主要工艺设备表 ............................................... 11 七、工程运行成本分析 ............................................. 13 1 污水处理运行费用估算 ......................................... 13
2.合计 ......................................................... 13 3. 社会效益 .................................................... 13 八 工程总投资 .................................................... 14 九结论 ........................................................... 14
第 1页
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
一、工程概况 1.方案简述
为满足对锌镍二次电池废水的处理及要求，在厂区内新建一套废水处理设施，总处理规模为14m3/d。
废水“零排放”，经处理后达到纯水标准（电导率1μS/cm）。 2.设计依据
2.1．甲方提供的水质水量参数
含镍废水设计产生量为7.5m3/d，负极含锌废水设计产生量6.5m3/d。 废水主要来源是设备和地面清洗产生废水。 2.2．有关国家的专业技术规范、标准
（1）《给水排水设计手册》
（2）《室外给水设计规范》 GB50013-2006 及甲方所提供的其它有关数据、资料。 3.设计原则
（1）采用高效节能、简单易行、成熟合理的净水处理工艺，确保系统运行稳定可靠，操作简单。
（2）尽量利用原有构筑物、设备、场地、人员，节省投资费用。 （3）平面布置根据现有的条件进行合理调整，力求布局合理、紧凑。 （4）控制采用自动和手动两种状态，正常运行时采用自动运行状态，降低人为操作的工作量。
（5）控制面板显示各动力设备的运行状态，提高系统的可操作性及监控性能。
二、方案论证 1.水质情况论证
通过对原水水质及出水要求分析可知，原水水中含悬浮物（冲洗设备及地面）、镍（正极工艺）、锌（负极工艺）及其他少量杂质，悬浮物、镍、锌及其他盐类为主要的去除对象。
根据国内外类似工程经验，对于此类水质，宜采用物理沉降、过滤、除盐为主的处理工艺。本方案采用以混凝沉淀+过滤+反渗透+离子交换处理工艺。
1
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
2.原水预处理的工艺论证
向水中加入絮凝剂、助凝剂并调节pH值，可使悬浮颗粒生成较大的絮凝剂体，并使镍、锌形成易沉降的氢氧化物，经沉淀、过滤后，从原水中分离出来。该过程可有效去除原水中的悬浮物及镍、锌。
去除悬浮物及镍、锌干扰的原水进入后续纯水制备系统，经渗透膜及离子交换系统进一步去除水中各种离子，最终得到合格水。 三、工艺系统说明
对产品质量严格要求，以保证系统安全、可靠运行，本工程维护量低，耗损量小。
本系统设备设计可全面实现标准化、模块化和系统化，便于快速安装和以后系统维护，自动化程度可根据用户的不同要求选择。
2
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
1.工艺流程图 用水点 3 纯水箱及纯水泵 微孔过滤器 混床树脂捕捉器 混合离子交换器 中间水箱及提升泵 两级反渗透系统 阻垢剂 中间水箱及提升泵 电加热或蒸汽换热 保安过滤器 回收池 活性炭过滤器 提升泵 机械过滤器 pH调节剂 板框压滤机 中间水箱及提升泵 助凝剂 混凝沉淀池 混凝剂 调节池及提升泵 pH调节剂 污泥凝聚剂 原水 锌镍二次电池废水处理工程方案设计
2.工艺系统描述
原水首先进入调节池，在此均衡水量及水质。
调节池出水经提升泵提升后进入混凝沉淀设备。废水在此与来自加药设备的混凝剂、助凝剂、pH调节剂等充分混合，形成易于沉淀、易于截留的絮凝体，并在沉淀部分进行沉降。
混凝沉淀设备出水进入中间水箱1，经提升泵提升后，依次进入后续机械过滤器、活性炭过滤器及保安过滤器。在此部分截留混凝沉淀设备形成的小颗粒不易沉降的絮凝体。
保安过滤器出水进入中间水箱2，中间水箱2出水被提升泵提升，进入后续两级反渗透系统。为保证进入后续反渗透系统的废水有适宜的温度，在此处设置加温设备，并投加阻垢剂防止结垢。
反渗透系统利用膜组件去除水中盐类物质。
反渗透系统出水进入中间水箱3，并经提升泵提升，进入后续混床进行离子交换，进一步去除水中盐类物质。
混床出水经捕捉器及微孔过滤器截留树脂残渣后，进入后部清水箱，经清水泵输送至用水点。
各设备排出的污泥、浓液等，均进入回收水池，经加压后进入板框压滤机进行污泥脱水。脱水后的泥饼外运，清夜回流至调节池前端。 3.工艺流程特点
本工艺流程具有以下特点：
（1）流程简单，处理效果好，出水稳定，出水电导率1μS/cm； （2）无生物处理，不需培养生物系统，启动快，调试期短； （3）占地面积小，不破坏现有环境；
（4）采用成熟且行之有效的工艺和高性能的设备，使得整个工艺对水质水量适应性强，可承受一定冲击负荷；
（5）可实现高自动化，对操作人员水平要求不高，操作简单； 4.总平面布置
为节约工程占地，在总平面布置时充分考虑了工艺流程顺畅，做到构筑物及设施布置紧凑、合理，同时采用优化的工艺参数及配置使总图占地面积最小，且
4
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
工艺设备运行效率最高。合理划分区域，布局合理美观，做到占地面积小，对环境影响小。
整个净水站内管路连接短，水头损失小，节省能量。 5.高程设计
由于暂无建设场地资料，地面标高暂按±0.00设计。 四、工艺概述 1.工程情况
本工程处理规模为14m3/d，其中含镍废水7.5m3/d，含锌废水6.5m3/h。处理后的纯水通过纯水泵送至用水点。所有设备布置在净水站内。 2.工艺系统概述 2.1．调节池及提升泵
调节池为地下钢筋混凝土结构。含镍废水与含锌废水分用两个独立的调节池，两池共用池壁。
调节池设置提升泵，设置含镍废水提升泵2台，一用一备。设置含锌废水提升泵2台，一用一备。 2.2. 混凝沉淀设备
设置一体化混凝沉淀设备1台，分为两个独立系列，分别处理含镍废水与含锌废水。
单系列分为混凝区及沉淀区。混凝区设置混合搅拌机1台，絮凝搅拌机2台，均具有变频调速功能。沉淀区设置蜂窝斜管，上部设置集水装置。
沉淀池排泥进入回收水池。 2.3．加药系统 2.3.1．加药系统
加药系统包括絮凝剂、助凝剂、pH调节剂及阻垢剂投加系统。 A．絮凝剂
絮凝剂选用液体聚合氯化铝（PAC），采用计量泵投加。 B．助凝剂
助凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM），采用计量泵投加。 C．pH调节剂
5
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
pH调节剂采用NaOH及HCL，采用计量泵投加。 2.4中间水箱1
设置水箱1台，箱内配置浮球阀1个，到达预定液位时自动停止进水。外侧有高、中、底液位指示装置。为尽量避免细菌污染，水箱采用封闭形式，并在通空气处设有呼吸器，过滤净化空气。 2.5提升泵
中间水箱后设置提升泵2台，一用一备。 2.6机械过滤器
机械过滤器主要用以去除胶体物质、悬浮物固体颗粒、泥沙、部分大分子有机物质及微生物。
设置机械过滤器2台，滤料为精选石英砂。反冲洗形式为汽水反冲洗。单台冲洗时另一台正常工作。
过滤器排水进入回收水池。 2.7活性炭过滤器
活性炭过滤器的使用，可以有效预防水质变化的影响，同时可以改善处理水的水质条件，对反渗透和离子交换系统的稳定运行非常有利。其主要特点有：过滤精度高、截污容量大、可调性强、可以去除部分硅胶和铁胶体，抑制硅、铁等的结垢。
设置活性过滤器2台，滤料为颗粒活性炭。反冲洗形式为水反冲洗。单台冲洗时另一台正常工作。过滤器排水进入回收水池。 2.8保安过滤器
为进一步改善反渗透进水的物化指标，确保反渗透工艺稳定运行，在机械过滤器及活性炭过滤器之后，设计采用保安过滤作为最终的预处理手段。
设置保安过滤器两台。 2.9中间水箱2
设置水箱1台，箱内配置浮球阀1个，到达预定液位时自动停止进水。外侧有高、中、底液位指示装置。为尽量避免细菌污染，水箱采用封闭形式，并在通空气处设有呼吸器，过滤净化空气。 2.10提升泵
6
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
中间水箱后设置提升泵2台，一用一备。 2.11加热装置
为保证原水进行反渗透处理时有适宜的温度，从而提高反渗透效率，达到理想的处理效果。设置加热装置1台。
加热装置采用电加热或蒸汽换热（如有条件）。 2.12两级反渗透
反渗透装置采用优质膜组件。反渗透装置配有相关的流量计、压力表、温度计、集中取样装置和相关的控制元件。在产水侧设不合格排放阀，能够将刚开机、停机维护、调试时短时间内产生的不合格产水排放，不使其进入后续工段。反渗透浓水侧设置排放阀，在反渗透装置开启前进行低压冲洗和停用时置换膜元件内的浓水，防止停用后无机盐在膜元件内沉淀。
设备带反冲系统及药液冲洗系统。当系统出现压力升高，产水量降低，脱盐率下降等特征时，须考虑对反渗透膜的化学清洗。应采用相应配套的化学药剂溶液通过每段反渗透组件留有的清洗接口进行清洗。清洗装置由清洗泵、清洗箱以及相关的流量计、压力表、阀门、精密过滤器、管路系统等。
浓液及冲洗水进入蒸发设备。 2.13中间水箱3
设置水箱1台，箱内配置浮球阀1个，到达预定液位时自动停止进水。外侧有高、中、底液位指示装置。为尽量避免细菌污染，水箱采用封闭形式，并在通空气处设有呼吸器，过滤净化空气。 2.14提升泵
水箱后设置提升泵2台，一用一备。 2.15混合离子交换系统
混床是离子交换除盐系统中应用非常广泛和有效的一种方式，它将阴、阳树脂按一定比例混合填装在一个交换器内，可以同时去除水中的阴、阳离子，在混床中经阴阳树脂交换生成的氢氧根离子立即得到中和生成水，不存在反离子的干扰，因此离子交换反应进行的十分彻底，出水纯度高，同时出现间断运行时对产水水质影响较小，交换终点明显，容易判断交换器是否失效。
设置混合离子交换系统1套，带再生装置、树脂捕捉器等附属设备。
7
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
2.16微孔过滤器
微孔过滤器的作用是进一步滤除细菌尸体和混床树脂碎屑。 设置微孔过滤器2台。 2.17清水箱
设置水箱1台，箱内配置浮球阀1个，到达预定液位时自动停止进水。外侧有高、中、底液位指示装置。为尽量避免细菌污染，水箱采用封闭形式，并在通空气处设有呼吸器，过滤净化空气。 2.18清水泵
清水箱后设置请水泵2台，一用一备。 2.19回收池
设置回收水池1座，回收各设备排污浓液。回收池为地下钢筋混凝土结构。 2.20升压泵
回收水池设置升压泵2台，一用一备，出口板框压滤机。 2.21板框压滤机
设置板框压滤机1台，对回收池内回收液进行污泥脱水。脱水后的泥饼外运，清液回流至调节池前端。
板框压滤机配套污泥凝聚剂投加设备、污泥清理设备等附属设备及配件。 2.22真空减压浓缩结晶器1套，用于处理二级反渗透和离子交换过程中产生的高盐废水。
五、电气自动化及仪表 1．工程概况
本电控系统的设计、电气设备的制造、安装及调试等主要依据下列标准： GB4720 低压电器电控设备 JB2758 机电产品包装通用技术条件 2．系统功能设计 2.1默认配置
默认情况下，系统各部分设备采用独立就地控制柜，并采用就地显示表。 运行人员可就地观察设备运行状态，并通过就地控制柜上操控按钮，实现设备的就地操控功能。
8
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
2.2主要电气设备说明
所有按钮箱面板上的信号灯颜色统一（绿色为运行、红色为停止、黄色为故障），切换开关的切换方向一致，急停开关是通用的；
所有按钮箱面板上的标示牌用中文文字标示； 箱、柜内的接线端子数量满足要求。
箱、柜的设计，材料选择和工艺将使其内、外表面光滑整洁，没有焊接、铆钉或外侧出现的螺栓头。
所有金属结构均牢固地接到盘内接地板上。
盘、柜设有通风装置，以保证运行时内部温度不超过设备允许的温度极限值，如盘、柜内仅靠自然通风不能提供良好的散热，则装设强迫通风装置。
对于控制盘和控制柜，内部提供有220VAC照明灯和检修插座，盘上和盘内设备有标志牌。
对于中央控制柜和现场公共控制柜设有独立的工作地、机壳安全地、电缆屏蔽地等接地装置，并且所有接地在电气上相互独立。
电缆由机柜底部引进，且端子排布置在易于安装的地方。 3．选配功能设计（非标配功能，用户可根据实际需要选择增配）
3.1 为减轻劳动强度，提高自动化程度，可通过增（选）配以下自动化控制功能。 3.1.1根据工艺系统的设计要求，所有加药设备均可根据脉冲信号或模拟信号自动改变加药量，从而达到以下目的：
（1）迅速反映水质、水量和药量的变化，实现加药效果自动跟踪，保证出水水质稳定。
（2）相同水质条件下，降低药剂的投加量，从而降低运行成本。 （3）保持最佳投加量，延长沉淀池排污周期，提高产水量。 （4）实现加药过程自动化，提高可靠性，防止人为操作失灵。 （5）实时监测反应过程，能及时发现投加系统的故障。
3.1.2阀门控制系统能够根据工艺设备的运行状况，精确的控制每一个阀门的开启条件及开启时间，从而实现无人值守的自动控制。
3.1.3水泵、仪表控制。控制系统对仪表参数、水泵状态等参数实时采集，运行状态实时显示，操作、控制简单。在自动模式运行下达到以下目的：
9
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
能够自动感应水箱液位、设备压差，保障滤速、液位，能够跟据工艺要求设置反冲洗条件，及反冲洗模式。
可具有故障报警，及运行参数无纸记录功能。 3.2系统设计说明 3.2.1自动加药控制
采用自动加药控制。
加药控制系统是为水处理加药控制开发的新一代可编程自动化控制设备。该控制设备内固化了先进的加药自动化控制程序，运用了自适应、拟合等多维非线性控制方法，内部具有完善的水质适应性的数学模型。
控制设备反应迅速，控制药剂量准确，设备对水质的适应性好，耐用准确，节约药剂用量和人员，代表了水处理自动加药的发展方向。 3.2.2自动排泥控制
排泥控制器是为适应工艺设备特点而开发的模块化自动控制设备。排泥控制根据时间自动控制排泥阀门的启闭，同时可实现手动操作。该控制方式操作、控制简单，设备连接方便、布线简单、施工工作量少，维护管理方便。 3.2.3过滤自动控制
过滤反冲洗根据压差计及反冲洗周期和时间，自动控制反冲洗水泵的启停及各电动阀门的启闭，从而实现自动反冲洗。 3.2.3水泵控制
水泵采用变频控制系统，根据需求自动控制水泵的启停。 3.2.4自动化控制
自动化控制系统。以上位机的时时监控，实现了整个工艺过程的自动化控制。 3.2.5工艺监控系统
结合生产的工艺特点，在值班控制室内控制计算机对水质参数和站内设备自动监测、控制及联网，可对站内的设备运行、停止等参数进行设定和修改，各设备可按相应控制程序实现自动控制。 3.3仪控系统及组成
现场设备设可设置三级控制：就地、手动、自动。上、下控制级之间，下级控制的优先权高于上级。每一级均设有“手动/自动”两种控制方式，就地控制级
10
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
设有“就地/遥控”两种方式，各设备均可通过“就地/遥控”选择开关切换实现手动操作。
当值班控制室监控设备发生故障，不影响净水系统的运行，操作人员可通过在现场控制柜面上的触摸屏按预先设置的运行模式来监控设备的运行。
当现场PLC发生故障时，可通过就地控制箱“就地/遥控”选择开关切换实现就地手动操作。
当现场网络出现故障时，现场PLC根据最后接收到的数据仍可继续工作，技术人员可通过现场控制柜上的触摸屏进行数据修改。 六、主要工艺设备 1.基础设备编制说明
本估算编制内容为电池污水处理工程。工程设计规模为14m3/d。主要工程内容有：调节池、絮凝沉淀系统、过滤系统、二级反渗透系统、离子交换系统、污泥处理系统、浓水处理系统、设备处理间等与之配套的附属工程设备。 2.主要工艺设备表 序号 1 2 3 3.1 名称 调节池含镍废水提升泵 调节池含锌废水提升泵 絮凝沉淀设备 设备主体 规格型号 1t/h， N=0.55KW 1t/h， N=0.55KW HTJS-1 N=0.55KW N=0.55KW 单位 台 台 套 台 台 台 项 套 套 套 数量 4 4 2 2 2 2 1 1 1 1 备注 1用1备 2用2备 碳钢防腐 3.2 混合搅拌机 3.3 絮凝搅拌机 4 加药系统 4.1 PAC投加系统 4.2 PAM投加系统 4.3 PH值调节系统 11
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 中间水箱1 中间水箱提升泵 机械过滤器 活性炭过滤器 保安过滤器 中间水箱2 中间水箱2提升泵 板式换热器 一级反渗透系统 中间水箱3 中间水箱3提升泵 板式换热器 二级反渗透系统 中间水箱4 1t 1t/h， N=0.55KW 1t/h 1t/h 1t/h 1t 1t/h， N=0.55KW 1t/h 1t 1t/h， N=0.55KW 1t/h 1t 1t/h， N=0.55KW 1t/h 1t/h 1t/h， N=0.55KW 1t/h， N=0.55KW 1.1KW 5.5kw 台 台 台 台 台 台 台 台 套 台 台 台 台 台 台 套 台 台 台 台 台 套 1 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 PE 1用1备 PE PE PE 中间水箱4提升泵 混合离子交20 换系统 21 22 23 24 25 26 微孔过滤器 清水箱 清水泵 升压泵 板框压滤机 真空减压浓缩结晶器 12
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
七、工程运行成本分析 1 污水处理运行费用估算
污水处理运行费用包括药剂费、电费。 1.1 药剂费 1.1.1 PAC投加系统
混凝剂采用固体聚合氯化铝（PAC）。设计最大投加量20-30mg/L，配置浓度10%。PAC价格为1500元/吨，每日消耗PAC的费用为0.63元。
1.1.2 助凝剂投加系统
助凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM）。设计最大投加量1.0mg/L，配置浓度1‰。PAM价格为15000元/吨，每日消耗PAM的费用为0.21元。
1.1.3NaOH投加系统
投加NaOH用于调节水中的PH值，设计投加量为1-3mg/L，浓度30%。NaOH价格为2500元/吨，每日消耗NaOH费用为0.1元。
1.2 耗电量及电费
污水提升泵7台0.55 kw,运行8h/d，耗电0.55×8=4.4kwh/d； 加药系统1kw,运行8h/d，耗电1×8=8kwh/d；
絮凝沉淀搅拌机0.66kw, 运行8h/d，耗电0.66×8=5.28kwh/d
真空减压浓缩结晶器5.5，运行8h/d，耗电5.5×8=44kwh/d（其他忽略） 总耗电70.48kwh/d，电费按0.80元/kwh计，运转装机的功率因数为0.8计算，日耗电为：
70.48×0.8×0.8=45.1元； 1.3蒸汽费
每日需消耗蒸汽量4吨，每吨按80元计，则每日费用为320元。 2.合计
综合运行成本为 366元/d。 3. 社会效益
通过本污水处理系统处理后的污水可以很好的达标排放，可以有效的缓解和治理因污水不达标排放而造成的经济及环境问题，同时还可以提高人们的环境保护意识，为地方的环保事业作出一份贡献。可见此项工程具有一定的社会经济效
13
锌镍二次电池废水处理工程方案设计
益。
八 工程总投资
工程总投资为36万，包括设计、设备、运输、安装调试以及税金（不含厂房建设费用）。
九结论
1、做为水环境综合治理内容之一，电池污水污水治理工程的建设，对改善城市的整体环境、居住条件的改善及对流域水质的改善和流域生态环境的改善都具有重要意义。
2、本工程包括了污水、污泥的处理等方面，工程内容完善，能够使工程投资发挥预期效益。
3、污水处理工艺的选择及设计参数的确定考虑了寒冷地区的特点，使整个工艺技术可行，运行可靠，所采用的控制系统先进可靠，符合该水质的特性。
4、工程设计符合院方的实际情况，并考虑了污水处理工艺设施建设的实际情况，对工程建设进行了合理安排。
吉林省华天环保工程有限公司 2011年6月21日
14
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容