一、設計工程概況
1、設計規模：
①生活汙水
產生量以用水量的80％計，專案生活汙水產生量3.6m3/d，0.15m3/h，年產生量為1080m3。
採用一體化的小型生化處理裝置進行處理，可達一級排放標準，晴天回用於廠區綠化，雨天餘量從汙水排放口排放。
②生產廢水
工程產生的廢水有製磷工段、精製等產生的含磷廢水、洗滌水、衝渣水、地坪沖洗水，主要汙染物質有懸浮物、元素磷、氟化物、氰化物等。原料烘乾尾氣除塵廢水，其主要汙染物為懸浮物。
為減輕汙染，節約用水，提高水的重複利用率，工程對變壓器冷卻水以及生產廢水全部迴圈使用，設有生產廢水處理迴圈系統和變壓器冷卻水迴圈系。
黃磷生產裝置廢水：產生量為84.0m3/h，黃磷生產排出的酸性含磷、含氟廢水由單獨的汙水溝排至汙水處理站，經中和沉澱澄清處理後返回黃磷生產系統迴圈使用，不外排。
磷爐變壓器迴圈冷卻水：水量為60m3/h，僅水溫公升高，經冷卻後迴圈使用。
原料烘乾系統尾氣除塵淨化水：產生量為5m3/h，經充分沉澱後，幫浦回迴圈使用。
2、設計進水水質：
根據***公司提供的有關資料及參考同類廢水資料，生產廢水的平均水質**如下。但具體設計會依照監測站的監測結果為準：
3、設計出水水質：
執行《汙水綜合排放標準》（gb8978-1996）一級排放標準，具體指標如下：
codcr100mg/l
ss70mg/l
磷酸鹽(以p計)： ＜0.5mg/l
zn22.0mg/l
油類5mg/l
ph6.0-9.0
二、工藝流程及說明
1、工藝流程的選擇說明
磷化處理是對金屬材料及其製件表面進行的一種化學再加工工藝。經磷化處理的金屬材料及其製品表面形成浸入性磷酸鹽膜層，該膜層與金屬基體有良好的結合能力、耐磨性和對塗料的附著能力，因此，機械、鋼鐵等行業都採用磷化處理技術來製作機械零件的防護層。磷化處理工藝一般包括鹼洗除油、熱水漂洗、冷水漂洗、酸洗除鏽、二次冷水漂洗及磷化等幾個步驟。
在其過程中，主要產生鹼洗乳化廢水、漂洗廢水、酸洗廢液及磷化廢液等多種廢水。
磷化廢水中除含有大量的磷酸鹽、鋅離子、酸鹼物質及有機物外，根據生產工藝不同，有時還含有一定量的鎳離子、銅離子或鉛離子等重金屬和表面活性劑等汙染物，成分複雜，處理難度較大。目前,對此類廢水的處理主要以物化法為主，即根據不同處理物件和處理目的採用分布沉澱、氣浮、過濾、活性炭吸附和膜分離技術等組合工藝。在工藝選擇時，既要考慮減少工藝環節，降低工程投資和執行操作難度，又要考慮不同汙染因子間的相互干擾，降低處理效果。
酸洗磷化廢水中的主要汙染因子是磷酸鹽和鋅離子，其中磷酸鹽也是該類廢水處理的難點，在實際工程中，往往侷限於汙水處理工程投資和執行成本控制，很難確保出水達到《汙水綜合排放標準》（gb8978-1996）的一級標準（≤0.5mg/l）的要求。
因此，根據磷化生產廢水的水質特點和已有的工程經驗，我們在選擇和確定本汙水處理工藝時，主要從以下幾個方面加以考慮：
[1]高濃度含切屑液廢水雖然總量很小，但處理難度卻很大。除錯時根據實際情況，一種方式對該廢水與磷化廢水進行混合，減低其cod 濃度，再進行破乳分離油類汙染後再與其它生產廢水混合處理。另一種方式是在產生切屑液時，停止磷化廢水處理，氣浮前段專門處理切屑液廢水，然後匯入中間水池，再和磷化廢水一點點混合反應，進入後續處理設施。
[2]po43+、zn2+的去除效率與使用的化學藥劑及ph密切相關，因此必須在選擇和確定合適的藥劑種類的同時，嚴格控制反應的ph值和藥劑投加量，由於廢水處理是動態連續的，並且廢水水質也是隨即在一定範圍內波動，ph的控制和藥劑投加量控制是人工無法實現的，所以，必須採用**實時控制方式，確保廢水處理的效果穩定。
[3] 控制的ph值不同，po43+、zn2+等汙染因子的去除效果也不同，並且，各汙染因子的最佳控制ph值不同，使用不同化學藥劑時的最佳ph值也不同。因此，必須充分了解使用不同化學藥劑時各類汙染因子獲得最佳去除效果的最佳ph值範圍，然後，選擇某種化學藥劑和ph控制範圍，使各類汙染物均能達到較好的去除效率，在滿足廢水處理達標排放要求的前提下儘量減少廢水處理工藝環節，節約投資、處理成本和執行管理難度，而不是單純追求每個汙染因子的最佳處理效果下的最佳工藝控制條件。
[4]磷化混合廢水中還含有表面活性劑和其它重金屬離子，在工藝選擇和操作條件控制時，應綜合考慮這些汙染物的去除和干擾。
根據上述分析，只有把握好以上幾個廢水的處理工藝特點，才能做到為業主提供一套真正能夠滿足排放要求和投資省、執行費用低的設計方案。我們在以上的認識基礎上，經研究對表面處理廢水採用混凝沉澱＋氣浮＋過濾的處理工藝。
2、工藝流程與工藝描述
本方案對表面處理生產廢水的處理採用下圖所示的工藝流程。
根據業主的規劃和實際需要，汙水處理站設計全地上式。考慮到美觀因素，除了調節池、儲水池外，所有裝置及附屬設施全部採用鋼結構。因為鋼結構裝置整體造價並不是很高，根據計算，同樣體積鋼機構裝置的造價與鋼筋混凝土造價之比為1.
1：1。而且建成後，如果廠區規劃需要改變，裝置的整體搬遷和改造非常方便。
所有裝置內部採用環氧酶瀝青防腐，外刷草綠色垂紋漆，均有樓梯走道上下。
車間排出的磷化廢水採用高低位浮球自動控制，然後直接幫浦入隔油調節池。在進水段加入破乳劑氯化鈣，氯化鈣加藥幫浦與進水幫浦聯動控制。破乳劑絮凝破乳後，浮油被隔油池攔截，含油量低的混合廢水自流進入調節池待處理。
考慮到磷化廢水的水質特點，以及定期會有高濃度廢液需要處理，設計中隔油調節池按照10小時調節時間考慮，基本能滿足水質調節的要求。而切屑液專門儲存後集中處理，處理後匯入中間水池。
破乳除油後的汙水由幫浦提公升至多極反應器，多極反應器由兩格組成，廢水在第一格通過**ph控制系統精確調節ph至控制範圍，在第二格加入化學藥劑，與廢水中的磷酸根、鋅離子和其它重金屬離子、表面活性劑反應，形成難溶鹽顆粒，然後在高效沉澱池內沉降分離，使廢水中絕大部分的磷酸根等汙染物被去除。前兩段主要反應方程式如下：
oh- +h+→h2o
3ca2++po43-→ca(po4)2↓ ksp=3×10-33
ca2++hpo42-→cahpo4↓ ksp=2×10-31
3fe2++ 2po43-→fe3(po4)2↓ ksp=1×10-30
fe3++ po43-→fepo4↓ ksp=1.3×10-28
3zn2++ 2po43-→zn3(po4)2↓ ksp=9.1×10-31
加鹼鈣中和難掌握好投藥量，控制不好反應終點。投藥不足，達不到效果；過量投藥，不僅成本加大，有時反而有害。混合廢水中若有多種重金屬離子需要同時沉澱，則難以兼顧不同離子沉澱所需的最佳ph值。
如zn，沉澱ph值在8.2左右即可，而沉澱ni2+應達9.7左右。
若為了沉澱ni2+將ph調到很高，則zn(oh)2又有部分呈鋅酸鹽而溶解，cu或ni都不易達標。
化學反應中的藥劑我們採用的是南京大學環境學院的汙染控制與資源化研究國家重點實驗室，經過多年的實驗研究製備的高效多功能除汙染復合藥劑, 解決單一化學中和沉澱，不必精確調整ph值和考慮多種離子的沉澱的兼顧問題。因此只要ph可調整到一定範圍即可達到去除汙染離子，操作性很強。加適量的鹼性鈣鹽，調整ph值，再加復合除汙劑，則可達到用量省，效果好，費用低的優勢。
反應後的混合液進入高效斜管沉澱池，斜管沉澱是一種占地面積小、投資少、處理效率高的沉澱方式，在自來水及汙水處理中廣為應用。通過沉澱後絕大多數金屬離子和磷酸鹽得到去除。
高效沉澱池的上清液自流進入混凝反應池，混凝反應池也由兩格組成，廢水首先通過ph**控制系統精確調節ph至控制範圍，然後先後加入pac、pam絮凝劑和助凝劑，使廢水中剩餘的磷酸根、鋅離子等汙染物進一步形成難溶鹽顆粒並聚集成較大絮凝體，在氣浮池內與溶氣過程形成的微小氣泡一起形成浮渣而被刮出池外。氣浮裝置的另外乙個重要功能就是通過加藥混凝這種物化處理方式，去除廢水中的大部分cod和細小顆粒狀懸浮物，為後續生化處理奠定基礎。
考慮到所排汙水必須嚴格穩定達到gb8978-1996《汙水綜合排放標準》，我們在設計中增加了一級生化處理，起到把關作用。生化處理採用的是操作簡便，執行穩定的接觸氧化工藝。這也是目前國內最成熟穩定的生化處理工藝，cod去除效率高，而且微生物對重金屬離子也有一定的吸附作用。
由於廢水生化效能不是很好，因此需要引入部分生活汙水。通過生物填料上的好氧微生物對廢水中有機物的吸附降解，將有機物變成水和二氧化碳。降解過程中增長的微生物和廢水的混合物，進入豎流式沉澱池，清水達標排放，微生物形成的汙泥沉入汙泥鬥。
廢水處理過程中，隔油調節池、高效沉澱池和氣浮池產生的汙泥首先通過汙泥濃縮池初步濃縮去除大部分自由水，減少汙泥體積後，再由螺桿幫浦提公升至板框壓濾機，脫水乾化製成泥餅後外運處置。汙泥濃縮池和壓濾機清水回流至集水井重新進入汙水處理系統處理，避免造成二次汙染。
三、各單元處理效果**
單位：mg/l
說明：廢水水質指標由乳化和磷化廢水混合後，計算得來。
四、主要構築物、裝置說明
1、隔油調節池
有效容積： 20m3，
停留時間： 10h
建築尺寸： 4.0×2.0×3.0m，
數量1座，鋼結構。
配套裝置：
提公升幫浦：型號wq25-8-12，最大流量5m3/h，揚程8公尺，功率0.75kw，數量2臺，一用一備。
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