某鎳制品公司酸洗廢水處理工程設計方案.doc

某鎳制品公司酸洗廢水處理工程設計方案一、工程概況隨著工業(yè)化生產(chǎn)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境保護、生態(tài)保護、水資源保護已成為人類生存與發(fā)展過程中必須加以重視的內(nèi)容。人類越來越意識到環(huán)境對人類生存與發(fā)展的重要性，如何減少和消除環(huán)境污染，特別是對水資源的保護，已是當今人類所面臨的生存與可持續(xù)發(fā)展的重要問題。然而隨著社會發(fā)展所帶來的水污染問題已變得十分嚴重，特別是排放出大量的工業(yè)廢水，不僅嚴重影響到了人類的生存，同時也制約了工業(yè)化進程的加快，影響了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。如果廢水不經(jīng)治理直接排放，將會對環(huán)境造成嚴重污染，使生態(tài)環(huán)境受到破壞。因此，對工業(yè)廢水進行徹底治理，并且把治理后的水回收利用，不僅可大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，還可充分利用水資源，同時也對生態(tài)環(huán)境保護起到了重要作用。該公司位處*工業(yè)園，占地面積70余畝，總投資超過2億元，預計年產(chǎn)量為10萬噸左右，是一家集銷售、加工為一體的大企業(yè)，主要產(chǎn)品為不銹鋼冷軋帶，可用于裝潢、工業(yè)建筑、制管、汽車構造、廚房用具等等。在其生產(chǎn)過程中，需采用混合酸液對不銹鋼表面因高溫而生產(chǎn)的氧化皮進行酸洗，酸洗過后再采用大量清水進行沖洗，以保證不銹鋼表面的潔凈，因此，會產(chǎn)生大量的清洗廢水，同時酸洗液使用一定時間后也要定時排放。廢水中污染物主要為酸堿、重金屬、有機物、等污染物。根據(jù)環(huán)保的要求，生產(chǎn)廢水處理后，部分回用做生產(chǎn)清洗水，部分外排至工業(yè)園區(qū)污水管網(wǎng)。廠方現(xiàn)有一套污水處理設施，因廠區(qū)規(guī)劃要求需重新建設一套污水處理系統(tǒng)。我公司受業(yè)主委托，對現(xiàn)場進行考察后制定本酸洗廢水處理工程設計方案，以滿足本項目的環(huán)保要求。二、設計依據(jù)、原則及范圍2.1設計依據(jù)（1） 廠方提供的設計資料（2） 廣東省地方標準水污染物排放限值(DB44/26-2001)（3） 污水綜合排放標準(GB8978-1996)（4） 城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（GB/T 19923-2005）（5） 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準(GB12348-2008)（6） 污水再生利用工程設計規(guī)范(GB503352002)（7） 給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范(GB50069-2002)（8） 給水排水工程管道結構設計規(guī)范(GB50332-2002)（9） 工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范（GB50046-2008）（10） 建筑結構載荷規(guī)范(GB50009-2001)（11） 建筑設計防火規(guī)范(GB50016-2006)（12） 混凝土結構設計規(guī)范(GB50010-2002)（13） 室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)（14） 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范(GB50052-2009)（15） 低壓配電設計規(guī)范(GB 50054-2011)（16） 環(huán)境工程設計手冊2.2設計原則（1） 嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項規(guī)定，確保出水達到國家及地方有關污染物排放標準；（2） 采用目前國內(nèi)成熟、實用的處理工藝，穩(wěn)定可靠地達到治理目標要求；（3） 工藝技術條件控制實現(xiàn)自動化，保證工藝的穩(wěn)定性，減輕工人勞動強度，減少操作人員的主觀人為的操作誤差，確保處理效果；（4） 優(yōu)化設計，保證動力消耗低、運行穩(wěn)定、管理方便的設計思路，確保處理效果高效可靠；（5） 設施簡潔耐用、操作簡便，盡量降低設施投資和運行成本。2.3設計范圍本方案設計范圍從車間廢水綜合排放口至廢水處理設施排放口止，包括處理工藝、結構、電氣、給排水等專業(yè)設計。廢水處理系統(tǒng)回用水池至生產(chǎn)車間管路等不在本次設計范圍內(nèi)。三、廢水特點、水量及水質(zhì)3.1廢水特點在不銹鋼的加工過程中，為了去除退火后鋼材表面的氧化皮，采用由硝酸和氫氟酸配成的混酸進行表面酸洗處理，再進行清洗、烘干等，生產(chǎn)廢水主要是清洗水，廢水中的主要污染有鐵、鎳、鉻等金屬離子。3.2廢水水量廢水最大水量為48m3/d，按照每日24小時連續(xù)運行進行設計，即設計平均處理量為2m3/h。3.3廢水進出水水質(zhì)現(xiàn)廢水處理設施處理出水水質(zhì)達到廣東省地方標準水污染排放限值(DB44/26-2001)中第一時段一級標準。進出水水質(zhì)污染物指標如下表3-1所示：表3-1 進出水水質(zhì)指標單位：mg/L(pH、色度無量綱)污染物項目pHCODcrSS總鎳總鉻進水水質(zhì)231502003520出水水質(zhì)69100701.01.5四、處理要求根據(jù)環(huán)保的要求，本項目產(chǎn)生的廢水經(jīng)過處理后達到廣東省地方標準水污染排放限值(DB44/26-2001)中第一時段一級標準，根據(jù)業(yè)主要求，廢水處理達到該排放標準后可直接回用至生產(chǎn)線。因此，本項目產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理達標后部分回用至生產(chǎn)線，其余則排放至工業(yè)園區(qū)污水管網(wǎng)。廢水的處理按照以下步驟進行：生產(chǎn)廢水經(jīng)車間排水管道收集后進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過調(diào)節(jié)、加藥中和反應、沉淀、壓濾處理后廢水達到廣東省地方標準水污染排放限值(DB44/26-2001)中第一時段一級標準。五、工藝方案選擇5.1廢水中重點污染因子的去除分析酸洗廢水中含有的污染物主要是酸堿、重金屬離子及懸浮物等，各種污染物的去除方法及其特性分析如下：1、酸堿酸堿主要是由于廢水中加入了酸性或堿性的化學藥劑，致使廢水的pH值偏離中性。本項目廢水自酸洗工序中產(chǎn)生，廢水呈現(xiàn)一定的酸性，其pH值約為23，可通過投加堿性化學藥劑來中和。可用于中和酸性廢水的堿性化學藥劑很多，常用的有NaOH、Ca(OH)2等，Ca(OH)2相比NaOH日常運行費用也要低很多。2、鉻、鎳等重金屬離子重金屬離子的處理常用的有化學沉淀法、離子交換法、膜分離法，或者幾種方法綜合處理?；瘜W沉淀法利用金屬離子與氫氧根離子或硫離子在特定pH條件下可生成氫氧化物或硫化物沉淀的特點，控制廢水的pH值，使其生成化學物沉淀而去除?；瘜W沉淀法過程控制相對簡單，適用范圍廣，但在向廢水中添加化學藥劑的過程中，會帶進其它離子。離子交換法是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，離子交換法處理重金屬離子時采用Na+、H+等進行交換，將重金屬離子吸附至離子交換柱中，置換出Na+、H+等陽離子，吸附飽和的離子交換樹脂在利用逆向反應進行清洗。離子交換法可以處理至很低濃度，但不適合污染物濃度太高的情況，污染物濃度太高會導致樹脂過快飽和，需頻繁沖洗，廢水進入離子交換柱前，需做預處理。膜分離法應用于離子去除主要有反滲透膜和納濾膜，主要是在膜的原水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，原水透過半透膜時，只允許水透過，其他物質(zhì)不能透過而被截留在膜表面的過程。膜分離法對離子有較高的去除率，同時可以濃縮富集重金屬離子。膜分離法同樣要求較嚴格的預處理，且反滲透運行條件嚴格，離子濃度過高會導致膜表面結垢，影響膜的使用壽命。同時，膜分離法的濃水處理及離子交換法的再生出水也是需要重點解決的問題。5.2處理方案選擇本項目廢水處理選擇化學沉淀法，利用重金屬離子與氫氧根離子或硫離子在特定pH條件下可生成氫氧化物或硫化物沉淀的特點，控制廢水的pH值，使其生成化學物沉淀而去除。該方法過程控制相對簡單，且適用范圍廣，能保證穩(wěn)定的出水水質(zhì)。5.3廢水處理工藝流程5.4工藝流程說明酸洗廢水經(jīng)過車間排水管道收集后進入廢水處理系統(tǒng)，首先進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)均衡水質(zhì)，然后由水泵抽到中和反應池中和反應后進入絮凝沉淀池沉淀,沉淀后的清水流入pH回調(diào)池，廢水經(jīng)pH回調(diào)池調(diào)節(jié)至中性后進入清水池儲存，清水池部分水通過回用水泵抽送至生產(chǎn)線回用，另一部分水則達標排放。絮凝沉淀池沉淀的污泥由排泥泵抽到污泥濃縮池濃縮，再由壓濾機壓濾脫水后泥餅外運處置，濾液回流至調(diào)節(jié)池。六、工程設計6.1主要處理構筑物及設備參數(shù)1、 調(diào)節(jié)池（利用原有消防水池改造）作用：均質(zhì)均量預處理廢水。數(shù)量：1座尺寸：4.54.03.0m構造：鋼砼結構，內(nèi)做防腐處理。附屬設備：提升泵 數(shù)量：2臺，1用1備流量：2m/h揚程：10m功率：0.75kW浮球液位計數(shù)量：1套轉子流量計數(shù)量：1臺2、 中和反應池作用：投加NaOH、PAC、PAM進行中和反應。數(shù)量：1座，分4格每格停留時間：1.7h尺寸：3.03.02.0m構造：鋼砼結構，內(nèi)做防腐處理。附屬設備：pH控制器數(shù)量：1臺機械攪拌機數(shù)量：3臺，利用原有3、 絮凝沉淀池（利用原有消防水池改造）作用：使中和反應后產(chǎn)生的化學污泥沉降，達到固液分離。數(shù)量：2座停留時間：45h有效容積：90m3表面負荷：0.06m/h尺寸：4.54.03.0m構造：鋼砼結構。附屬設備：排泥泵數(shù)量：2臺，1用1備流量：2m/h揚程：15m功率：0.75kW4、 pH回調(diào)池作用：加入稀硫酸回調(diào)pH至中性。數(shù)量：1座；有效容積：13m3尺寸：3.03.02.0m構造：鋼砼結構，內(nèi)做防腐處理。附屬設備：pH控制儀數(shù)量：1臺機械攪拌機數(shù)量：1臺，利用原有5、 清水池作用：儲存經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后的出水。數(shù)量：1座有效容積：13m尺寸：3.03.02.0m構造：鋼砼結構。附屬設備：回用水泵數(shù)量：1臺，利用原有6、 污泥濃縮池（利用原有消防水池改造）作用：儲存絮凝沉淀后的污泥，進行污泥濃縮。數(shù)量：1座有效容積：36m3尺寸：4.54.03.0m構造：鋼砼結構，內(nèi)做防腐處理。附屬設備：污泥泵數(shù)量：2臺，利用原有污泥壓濾機數(shù)量：2臺，利用原有7、 加藥系統(tǒng)作用：溶藥及加藥；主要設備：NaOH加藥系統(tǒng)數(shù)量：1套（利用原有藥罐改造）配套：加藥攪拌機1套、加藥計量泵2臺PAC加藥系統(tǒng)數(shù)量：1套（利用原有藥罐改造）配套：加藥攪拌機1套、加藥計量泵2臺PAM加藥系統(tǒng)數(shù)量：1套配套：加藥攪拌機1套、加藥計量泵2臺H2SO4加藥系統(tǒng)數(shù)量：1套配套：加藥攪拌機1套、加藥計量泵2臺6.2主要處理構筑物及主要設備材料清單（一）、主要處理構筑物清單序號構筑物名稱規(guī)格及參數(shù)（m）結構單位數(shù)量備注1調(diào)節(jié)池4.54.03.0m鋼砼座1利用原有消防水池改造內(nèi)做防腐2中和反應池3.03.02.0m鋼砼座1內(nèi)做防腐3絮凝沉淀池4.54.03.0m鋼砼座2利用原有消防水池改造4pH回調(diào)池3.03.02.0m鋼砼座1內(nèi)做防腐5清水池3.03.02.0m鋼砼座16污泥濃縮池4.54.03.0m鋼砼座1利用原有消防水池改造內(nèi)做防腐（二）、主要設備材料清單序號設備名稱規(guī)格及參數(shù)單位數(shù)量備注1污水提升泵Q=2m/h，H=10m，N=0.75kW臺21用1備2浮球液位計臺13轉子流量計臺14pH控制器PH/OPR2000臺25機械攪拌機臺4利用原有6排泥泵Q=2m/h，H=15m，N=0.75kW臺21用1備7污泥泵臺2利用原有8污泥壓濾機臺2利用原有9NaOH、PAC加藥罐個2利用原有10PAM、H2SO4加藥罐V=500L個211加藥攪拌機臺2利用原有12加藥攪拌機臺213加藥計量泵Q=10L/h，P=0.6MPa，N=0.37kW臺814回用水泵臺1利用原有15電控系統(tǒng)項116管道閥門及附件批117水池防腐項1七、電氣及控制工程7.1 電氣設計（一）設計依據(jù)相關電氣設計規(guī)范如下：1. 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB50052-952. 低壓配電設計規(guī)范 GB50054-953. 建筑物防雷設計規(guī)范（2000版） GB50057-944. 電力工程電纜設計規(guī)范 GB50217-075. 通用用電設備配電設計規(guī)范 GB50055-93（二）設計范圍本工程由業(yè)主提供低壓電源以電源柜進線端為界點。本次電氣設計包括以下內(nèi)容：1. 污水處理站低壓配電設計；2. 電纜線路敷設設計；3. 站內(nèi)所有工藝設備和輔助生產(chǎn)設備的供配電，電氣傳動和控制設計；4. 站內(nèi)所有生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)建筑物的防雷、接地設計。（三）電源及負荷情況本污水處理站項目共有系統(tǒng)設備裝機容量為16.02kW，工作容量為11.91kW。電源由主體工程中采用兩路相互獨立380V電源，電源通過（4x25+1x16）電纜供系統(tǒng)使用。進線電纜由業(yè)主提供。電源電壓為380V/220V，控制電源，照明電壓為220V（包括應急照明等的用電負荷的供電）。所有指示燈和按鈕：合閘（接通）位置信號燈為紅色，跳閘（跳開）位置信號燈為綠色；電源指示燈為紅色，報警指示燈為黃色。動力電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣線，額定耐壓600V，并具有耐熱、防潮、阻燃性能，有撓性的地方，采用多膠導線，布線沒有磨損和刀痕，并有足夠的彎曲半徑。接線端子每排應備有有不少于15%的備用量。對外引接電纜均通過端子排, 出線端子用壓接式連接鼻子。外部連接用的端子，按能連貫地連接一根電纜內(nèi)的所有纜芯來布置，導線任何的連接部分均不采用焊接。所有電纜需考慮熱脹冷縮因素，并留一定的余量。所有動力控制柜、控制箱柜盒的進出線纜全部采用下進下出方式。所有用電設備的金屬外殼均應做接地保護PE。用電設備的接地裝置的接地電阻R4歐。（四）電動機保護、啟動、控制配電方式采用放射式配電。動力設備均經(jīng)斷路器、交流接觸器和熱繼電器（帶斷相保護）控制，提供短路、過載、缺相和欠壓保護。電氣工程采用TN-S系統(tǒng)。在配電柜電源進線處作重復接地，接地電阻4。所有動力設備的金屬外殼、配電柜、控制柜、電纜橋架和金屬保護套管均應與PE線連接，不能與工作零線相混淆。低壓電源進線側裝設置帶斷路器及刀開關，作為低壓母線的短路保護及過電流保護和各回路的后備保護。三相電動機的保護設有斷路器/接觸器/熱繼電器組對之進行過載及短路保護；單相電動機的保護設有斷路器/熔斷器組對之進行過載及短路保護。所有參與工藝過程的電氣設備，采用自動控制和手動控制兩種控制方式，在設備現(xiàn)場設就地啟動箱，箱體設有手動/自動轉換開關，當置于手動狀態(tài)時，可在機旁就地手動操作，主要用于單機檢修、調(diào)試。當置于自動狀態(tài)時，由浮球自動控制，正常運行采用自動控制方式。（五）防雷與接地本工程建筑屬第三類防雷建筑，采用避雷帶對建筑物進行保護，采用建筑物柱鋼筋作引下線。在低壓柜進線處，設置浪涌保護器（SPD），對電子信息系統(tǒng)進行防雷擊電磁脈沖電流保護。電氣工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、計算機系統(tǒng)接地，共用一套接地系統(tǒng)。采用建筑物基礎鋼筋相聯(lián)通作自然接地極，接地電阻不大于4歐。如接地電阻值達不到要求，則加裝人工接地極。（六）電纜敷設低壓動力電纜和控制電纜采用穿鍍鋅鋼管及金屬線槽敷設。（七）主要電氣設備選型電氣元器件選用優(yōu)質(zhì)品牌，裝于室內(nèi)的動力配電柜、控制配電柜柜體結構采用冷軋鋼板，柜體前后門板及側板采用多層靜電噴涂。采用GGD（改）型開關柜。 安裝于室外的現(xiàn)場控制箱、控制盒應按戶外型設計，采取足夠的防雨、防水及防潮措施，防腐等級按沿海強腐蝕氣候設計，箱體、支架、五金件均采用304型不銹鋼材質(zhì)制造。動力、控制電纜按相關電力規(guī)范選型，防火阻燃、屏蔽等應符合相關規(guī)定。動力電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣線，額定耐壓600V，并具有耐熱、防潮、阻燃性能，有撓性的地方，采用多膠導線，布線沒有磨損和刀痕，并有足夠的彎曲半徑。7.2自動控制設計本系統(tǒng)采用以自動、聯(lián)動和手動控制聯(lián)合控制。以自動、聯(lián)動和手動控制為主，輔以手動控制。手動控制具有絕對的優(yōu)先權，以防偶有的突發(fā)故障發(fā)生。1反應控制點的自動控制（1）中和反應池：由pH控制器控制NaOH加藥計量泵，自動控制反應的pH值。2液位控制點的自動控制（1）、調(diào)節(jié)池：設置三個水位線：低水位、高水位、超高水位。水位高于高點水位線時單臺提升泵動作，水位高于超高水位線時兩臺提升泵同時動作；低于低點設定值時提升泵停止動作。正常情況下水位都處于低水位與高水位之間，這時只有單臺提升泵動作。3其它設備的控制（1）機械攪拌機：與提升泵聯(lián)動自動控制和手動控制。（2）加藥系統(tǒng)：與提升泵聯(lián)動自動控制和手動控制。八、土建設計8.1設計標準、規(guī)范及規(guī)程本工程設計遵循以下標準、規(guī)范及規(guī)程： 混凝土結構設計規(guī)范（GBJ 10-89） 建筑結構荷載規(guī)范（GBJ 9-84） 建筑樁基技術規(guī)范（JBJ 94-94） 給排水工程結構設計規(guī)范（GBJ 69-84）8.2土建材料鋼筋： 8為級鋼， Ra210N/mm2 10為級鋼，Ra310N/mm2混凝土： 墊層采用C10，填料采用C15； 上部結構現(xiàn)澆柱、梁板、條形基礎采用C20； 所有盛水構筑物均采用C30，抗?jié)B標號S6。磚砌體：地面以下采用M10機制磚，MU7.5水泥砂漿砌筑；地面以上采用M7.5機制磚，MU5混合砂漿砌筑。荷載： 處理池液體容重：10KN/m3； 溫度荷載：根據(jù)工藝要求,內(nèi)外池壁溫差最大值取30; 濕度荷載：按當量溫差10考慮； 地震荷載：按七度三級抗震設防。裂縫控制：本工程控制結構構件的裂縫寬度不大于0.2mm。九、勞動定員及環(huán)境管理本項目日常工作是監(jiān)視并記錄整個系統(tǒng)的運行情況、溶藥加藥、排泥壓泥卸泥等。廢水處理站按照每日連續(xù)24小時運行考慮，每日分為3班，每班需專職操作人員1名，另外需1名兼職人員幫忙壓泥卸泥。操作人員主要職責：負責各種化學藥品的配制、各設備的開關、污泥清運、車間的衛(wèi)生清潔等日常工作，定期動力設備保養(yǎng)。本項目設計處理流程較長，操作管理的主要工作是監(jiān)視整個系統(tǒng)的運行情況、加藥、排泥壓泥等，為保證廢水處理站的正常運行和效益目標的實現(xiàn)，必須在廢水處理站的操作和維修管理方面采取有效的措施，主要有：（1）對操作人員進行專門培訓，經(jīng)考核后才能上崗。（2）加強對進站污水水質(zhì)的監(jiān)測，控制污水中污染物的任意排放，以保障生化處理工藝的安全運行。（3）及時整理、定期匯總分析運行記錄，建立、建全技術檔案，為生產(chǎn)運行提供技術能數(shù)和設備工況資料，并在此基礎上總結改善，不斷提高運行技術水平。（4）建立檢修、保養(yǎng)制度。根據(jù)設備的性能要求，進行經(jīng)常的維護和定期的檢修工作，以提高設備的完好率，延長使用壽命。十、污水處理運行費用分析10.1運營成本分析污水處理站的運行電耗費用主要有污水提升泵、機械攪拌機、污泥泵、隔膜泵等電動設備和照明消耗電費，以及藥劑費、人工費等，未包括管理費、日常維修費、大維修費、固定資產(chǎn)折舊費等。污水處理站年工作日為350天，處理量為48m/d。（1） 安裝功率、能耗序號名 稱功率（Kw）總功率（Kw）運行功率（Kw）日運行時間（h）日實際消耗功率（Kwh）備注1污水提升泵0.7521.50.7524181用1備2機械攪拌機0.5542.22.22452.83加藥計量泵0.3782.961.482435.524用4備4排泥泵0.7521.50.7524181用1備5污泥泵1.523.03.08241用1備6板框壓濾機0.5521.11.188.87回用水泵0.7510.750.7524188燈光照明0.50.50.5849控制系統(tǒng)111242410總計16.0211.91203.12按處理量為48m/d滿負荷運轉計算，電費按0.8元/度計算，取功率系數(shù)為0.8，則一天電費總費用為203.120.80.8=130元，