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电镀废水处理与回用技术说明一、原水指标1．含铬废水流量：5m3/h水质：Cr6+＜90mg/L，pH：3～52．酸碱综合废水流量：15m3/h水质：Ni2+＜50mg/L，Cu2+＜1mg/L，Zn2+＜2.0mg/L油类物质＜50mg/L，pH：3～5二、处理后水质指标达到国家污水综合排放一级标准。Cr6+≤0.5mg/L，Ni2+≤1mg/L，Zn2+≤2.0mg/LSS≤70mg/L，Cu2+＜0.5mg/L，pH：6～9三、处理工艺流程确定根据业主提供废水水质指标，两种废水均含较高浓度的剧毒物Cr6+，本设计拟先将两种废水混合处理，这样投资省，管理亦方便。混合后废水用还原法将Cr6+还原成Cr3+，然后加碱将PH调至合适值，使Cr3+与Ni2+，Cu2+,Zn2+等离子以氢氧化物形态从水中分离出去。这样处理后废水经沉淀过滤各项指标均应达到国家排放标准。这里选用的还原剂为FeSO4。关于废水中油类物质，在设计调节池前端设置隔油池，可将大部分油截留在隔油池，并配有进口钢带刮油机，定时将油提取到容器中17武汉航空仪表有限责任公司n外运利用。经初步隔油处理废水，又经后续混凝——沉淀——过滤处理后，废水油类物质已达标。最后说明：Ni氢氧化物形成在PH10～11之间，这样排水PH会超标。因此，在最后贮水池一级加装投酸自控系统以防止排水PH超标。具体工艺流程框图如下：调节池盐槽NaOHFeSO4ORPPHPH回用贮水池快滤池斜管沉淀池中和反应器旋流反应器隔油池原水外排LC压滤机污泥池干泥四、各处理单元设计说明1．调节池：为地下砼池体，有效容积150m3，内衬玻璃钢防腐层，其功能是隔油与均质，在隔油池顶部安装进口钢带刮油机。2．旋流反应器：为地上钢制园台式反应器，其利用污水泵压力可使废水在反应器内同心旋转，促使Cr3+与Fe2+充分混合，加速反应，缩短反应时间。该反应器内衬玻璃钢防腐层，并且在顶部安装ORP电极以控制FeSO4投加计量泵的流量。以使Cr6+即能完全被还原，又不至于超投而浪费药剂，从而节省运行成本。17武汉航空仪表有限责任公司n3．中和反应器：它与斜管沉淀池合建，内设多道折板，促使中和反应快速完成。通过PH计控制投碱计量泵流量，使废水PH达到要求值，保证各种金属离子均以氢氧化物形态存在于水中以利于沉降。4．斜管沉淀池：地上砼池体有效容积40m3，内置聚丙烯斜管，以加强沉降效果，池底设有锥形泥斗，定时向外排泥，排泥采用泥泵抽汲，池体上部设有清水收集槽，随时将清水排到过滤池中。5．快滤池：地上钢制容器，内置一定厚度石英砂，经沉淀后清水经快滤池过滤出水可达清澈透明供回用。快滤池要定期反冲洗，反冲洗水来自后面贮水池，配有相应反冲洗泵，由压力传感器控制反冲洗自动进行。6．污泥池：为地上砼池体，有效容积30m3，共两座轮流使用一个排泥，另一个可沉淀排清，以增加污泥浓缩程度，提高压滤效率。7．贮水池：为半地下砼池体，有效容积50m3，出口有恒压供水泵向车间供回用水，当贮水池液位升高到某一值时可自动启动反洗泵向外排水，当液位低于某值时外排停止。这就达到使多余水外排之目的。8．投药箱：选用成品塑料桶MY-500L产品，有效容积0.5m3，该桶配有液位计，当药剂液面低于某值时可启动输药泵向该桶送药剂，直至满桶为止。9．配药槽：为钢制衬胶槽，有效容积Ф1500×1200，用以配制FeSO4而配制NaOH槽体不衬胶，两槽均安装有电动搅拌器。10．电器部分设计：10.1．电气控制柜共三台，包括PLC控制柜和继电器控制柜，柜体为喷塑铁板柜，内装西门子元器件。17武汉航空仪表有限责任公司n10.2．工程所用导线为黄石电缆厂产品，特殊导线例外，布线采用桥架与埋管相结合方式。11．自动控制部分（见附页）五、土建设施序号名称尺寸结构数量备注1调节池150m3砼1座内衬防腐层2中和反应器5m3砼两者合建3斜管沉淀池40m3砼1座4贮水池50m3砼1座5污泥池30m3砼2座6设备间330m2砖混1栋合计35万元六、主要机电设备清单序号名称型号与规格数量备注1污水泵GZA50-32-160/2.2Q=20m3/hN=20m2台1用1备2钢带刮油机4"刮油机，除油能力60L/h1台3投药桶MY-500L3台4配药槽Φ1500×1200钢衬胶1台5配药槽Φ1500×1200钢制1台6输药泵MX401Q=9m3/h2台7液位计KY190防腐型6只8电磁流量计LDG-4015DN401台9计量泵EH/E55Q=75L/hH=0.2Mpa2台10计量泵LK-A55Q=168L/hH=1Mpa1台配变频器11ORP检测控制器WPH320±1500mv1套17武汉航空仪表有限责任公司n序号名称型号与规格数量备注12PH检测控制器WPH320-2-16PH2套13快滤器40m31台14旋流反应器10m31台15供水泵SW40-125，Q=16.3m3/h2台16反冲洗泵SW125-125Q=170m3/hH=20m，N=15kw2台17污泥泵80WGQ=70m3/hH=16.5m，N=7.5kw1台18厢式压滤机XA40/800-UK含螺杆泵1套19管道阀门若干20桥架、电缆若干21斜管填料0.86×1×1m10m2合计49.3万元自控系统设计说明系统介绍本控制系统是依据山西阳江化工有限责任公司电镀废水处理站自控要求而编制的。其监控和数据采集系统（SCADA）采用西门子公司S7-300系列的可编程序控制器（PLC）和上位机监控系统WINCC5.0对污水站生产过程进行检测，控制管理。操作人员通过操作终端指挥系统运行，实现污水处理全系统的自动化控制。通过操作员实现全系统的控制操作（自动/手动），并根据工艺要求自动启停各个受控设备以满足工艺要求并将受控设备的液位、PH值、ORP值等工作状态，故障信息和运行参数及设备工作状态信息通过ST-300传送到控制室PC机上。17武汉航空仪表有限责任公司n污水处理站通过控制室的操作员实现对污水处理站设备进行控制操作，系统根据工艺要求并通过软件来自动控制启停各个设备，以满足污水处理过程的要求。本系统自控设备单元如下：1．调节池液位计高低位控制污水泵工作状态，以及控制全系统相关设备启停工作状态。2．系统投药桶液位控制输药泵工作状态。3．PH计数值控制投碱或投酸计量泵的工作状态与流量大小。4．ORP计数值控制投加FeSO4计量泵工作状态与流量大小。5．过滤池液位计控制反冲洗泵与快滤池气动阀状态切换过程与状态的自动完成快滤池反冲洗过程与正常工作过程。6．贮水池供水泵受控于液位计，同时该液位计也控制外排水泵工作状态。7．计算机上能够监示显示各设备运行状态，并控制其工作状态。8．现场所有工艺设备和在线检测仪表信息，工作状态，故障信息可在控制计算机上进行监控和受权控制。9．各工艺阶段操作人员可按技术要求，通过计算机屏幕操作，很方便地设定各种数值（液位、PH值、ORP值、计量泵流量值、时间值等）。10．系统对所有在线仪表的运行曲线进行实时和历史记录，操作人员和技术人员可通过仪表运行记录分析系统设备运行状态，找出最佳工艺处理参数与方案。17武汉航空仪表有限责任公司n1．操作过程说明本工程的控制分三层实现，控制层和基本控制层，现场控制层。控制层：上位机和发送指令，或者根据仪表数据，利用PLC的逻辑控制功能，提供设备的启停及关键设备的联动，连锁控制等。基本控制：基本控制具有最高的控制优先级，当控制方式手柄处于手动操作式，PLC的控制被屏蔽。现场设备均可以在配电屏或控制柜上实现手动操作与检查。这些配电屏或控制柜需提供基本的控制连锁或联动控制系统可以采用自动/手动方式进行操作，当PLC系统出现故障时，仍然可以采用本地手动操作方式启动/停止所以受控设备。现场控制层：当设备处于调试试车阶段或故障维修阶段时，在现场操作箱上可以启动/停止设备，从而实现近距离观察设备运行状态，无需跑到控制室启动设备，然后跑到现场观察其工作状态。手动调节：在转换开关旋转到手动状态，在配电柜上控制各个水泵及受控设备单元的启动和停止。自动调节：把转换开关转向“自动”状态，根据传感器测定的参数和预先设定的模式，进入闭环PID调节如：根据液位计控污水泵的启/停。依据其在线式PH仪表，自动控制投药计量泵的启/停及流量，以保证处理废水控制设定PH值范围内。每台受控设备设有自动/手动选择开关、按钮、指示灯、紧急停车按钮。PLC输入/输出都设有缓冲隔离继电器接口、＋24V稳压电源、电源防雷装置。在整个自动控制系统中，设备动作的执行命令是通过PLC17武汉航空仪表有限责任公司n发出的，PLC在没有上位机干预的情况下完成各种动作。系统的参数设定是通过上位机输入或者现场仪表测定。操作员在上位机上完成各种参数的设定，使正个系统工作在开环，闭环运行状态，转换自如方便。2．CPUS7-300系统介绍2.1．应用S7-300是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求是的应用。模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案，S7-300应用领域广泛，包括：专用机床，纺织机械，包装机械，通用机械工程，控制系统，机床，楼宇自动化，电器制造工业及相关产业等遍地开花，多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块，当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展，S7-300已经得到以下国内和国际标准认证：DIN，UL认证，CSA认证，FM级1区，A，B，C，D组，温度组T4，船级认证：美国船级社，法国船级社，挪威船级社，德国劳氏船级社，英国劳氏船级社。2.2．功能S7-300的大量功能支持和帮助用户进行编程、启动和维护。高速的指令处理：0.6-0.1μS的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。浮点数计算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。人机界面：方便的人机界面已经集成在S7-300操作17武汉航空仪表有限责任公司n系统内，因此人机编程要求大大减少。诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统时间。口令保护：多级口令保护可以使用户高度，有效地保护程序，防止未经允许的复制和修改。操作方式：操作方式选择开关象钥匙一样可以插入拔出。2.3．通讯S7-300具有多种不同的通讯方式：包括通过PROFIBUS的过程通讯，通过AS-i的过程通讯、通过CP的点对点的数据通讯、和通过多点接口的数据通讯等，可以供用户根据不同的需要采取合适的通讯方式。3．上位机组态软件WINCC5.0介绍3.1．综述SIMATICWINCC在使用最新软件技术上是潮流的领导者，WINCC是WINDOWSCONTROLCENTER（视窗控制中心）的缩写词，它在WINDOWS2000和WINDOWSNT标准环境中提供所有的功能，并且能可靠安全的控制生产过程，WINCC是现代化控制系统，它具有广泛的应用和很高的兼容性，提供成熟的可靠操作和高效的组态性能，同时具有灵活的伸缩能力。WINCC在全球范围内使用并得到全球的支持。3.2．性能特点创新技术的应用：WINCC基于最新发展的软件技术，与MICROSOFT公司的密切合作保证用户能获的将来不断创新的技术。包括所有SCADA功能在内的客户机/服务器系统：即使最简单17武汉航空仪表有限责任公司n的WINCC系统仍能提供生成复杂可视化任务的组建和函数，生成画面脚本报警趋势和报告的编辑器由最基本的WINCC系统组建建立。可灵活剪裁由简单任务扩展到复杂任务：WINCC是模块化的自动化组建，可以灵活的扩展，从简单的工程应用到复杂的多用户应用。集成的ODBC/SQL数据库：SYBASESQLANYWHERE标准数据库集成于WINCC，所有面向列表的组态数据和过程数据均储存于此库中可以容易的实现标准查询语言（SQL）或使用ODBC驱动访问WINCC数据库。强大的标准接口（如：OLEACTIVEXOPC）：WINCC建立了象DDE，OLE，等在WINDOWS程序间交换数据的标准接口，因此能很容易的集成ACTIVEX控制和OPC服务器，客户端功能。统一的脚本语言：WINCC脚本由ANSI标准语言生成。提供所有主要PLC系统的通讯通道：作为标准，WINCC支持所有连接SIMATICS5/S7/505控制器的通讯通道还包括PROFIBUS/DP，DDE，OPC等非特定控制器的通讯通道，此外广泛的通讯通道可以由选件和添加件提供。3.3．WINCC的应用范围WINCC是一个开放的过程可视化系统，它广泛应用于各个领域，WINCC是模块化的可以灵活扩展。从简单的工程应用到复杂的多用户应用，甚至可应用在有若干服务器和多客户机的过程工业和机械制造工业的分布式系统中。WINCC支持不同方式的组态，但仍然保持其开放性，因而建立在任何专用的工程项目，不会遇到任何障碍。这意味着基于WINCC你可以生17武汉航空仪表有限责任公司n成多种多样的项目和画面，可以使用不同的应用，从直接表示机械到高度复杂的过程图象的可视化。WINCC的使用使操作与监控的设计成为可能，即结合生产和过程自动化于一个系统。WINCC的普通应用有力的证明它适用于工厂的各个部门例如：橡胶工业汽车制造业食品业造纸业电力工业水处理化工与制造业钢铁工业机械制造工业现在，SIMATICWINCC是世界三个最成功的SCADA系统之一，并且毫无争议的成为欧洲第一。3.4．功能一览WINCC是一个焕然一新的人机界面，毫无疑问，WINCC将所有SIMATIC工程工具的组态功能集成在一起，提供用于过程可视化和操作的全部基本功能。此外，WINCC提供宽范围的编辑功能和接口使用户能成为其特定的应用单独地组态功能。WINCC浏览器：快速访问所有工程数据和全局设定的中心项目管理器。17武汉航空仪表有限责任公司n图形编辑器：通过全部图形对象，能自由组态可视化和进行操作，能够方便的使用所有属性的动态结构。报警登录：在显示和操作设备上记录和报告事件的消息系统；可随意选择消息记录消息显示和报表。标签登录：采集、记录和压编测量值，如显示趋势和表格以及进一步处理。报表编辑：自由选择布局格式的报告系统，以按时间顺序或按事件记录的信息，动作，归档和当前数据的文件作为用户报告或项目文件。用户管理器：用户及其访问权限的用户友好的管理工具。全局脚本：通过嵌入式的ANSI-C编绎器处理无限制的过程功能。通讯通道：连接范围广泛的不同控制器（SIMATICS5/S7/505通道）。标准接口：与其他WINDOWS应用程序的开放集成（ODBC/SQL，ACTIVEX，OLE，DDE，OPC等）。编程接口：具有单独访问WINCC（C-API）数据和功能和接口和集成到特定的用户程序中。4．PLC编程软件STEP75.0STEP7编程软件采用SIMENS的STEP7V5.0，是用于S7系列可编程序控制器的标准编程组态工具。STEP7编程软件是一个完备的指令系统，支持结构化编程方法，指令系统包括：二进制操作，数字运算，组织功能和功能模块编程等。STEP7有三种编程方法可供选用，它介是线性编程，分布式编程和结构化编程。为支持结构化程序设计，STEP7将用户程序分类归档并为不同的块，根据程序要求，可选用组织17武汉航空仪表有限责任公司n（OB），功能块（FB）或功能块（FC）等三种类型的逻辑块，而数据块（DB或DI）则用来存储执行用户程序时所需的数据。STEP7软件所具有的功能包括（所有功能均有在线帮助）硬件的配置和参数设置通讯的定义编程测试，启动和维护文件，建档操作诊断功能STEP7编程软件为用户执行自动化控制提供各种不同的工具：SIMATIC管理器符号编辑器硬件编辑器通讯信息功能STEP7编程语言语句表梯形图功能块图GRAPH（顺序控制）HIGRAPH（状态图）CFC（连续功能图）17武汉航空仪表有限责任公司nCFORS7如果需要，可以混合使用几种语言编程，这些语言都是面向用户的，它使控制程序的编程工作大大简化，对用户来说，开发，输入，调试和修改程序极为方便。七、电气设计说明1．设计依据1.1．合同书和设计任务书1.2．工艺专业提供的工艺设备平面布置图和流程图等图纸。1.3．建筑专业提供的建筑物平面布置图和立剖面图等图纸。1.4．当地气象和地质条件。1.5．现行国家规范和设计标准。2．电气设计2.1．污水处理站低压配电系统采用TN-S接地保护方式，电源电压为380V/220V，三相五线制，YJV22-0.6/1型电缆电厂内变配电站组引来。2.2．本设计为整个污水处理站提供工艺设备的供配电，自控仪表、传感器与自控柜的连接，厂房，水池的照明，系统的防雷、接地设计。2.3．整个污水处理站用电设备总安装容量92.6kw，计算有功功率74.1kw，计算电流140.7A。2.4．污水处理站控制系统设在原电镀污水控制间，有三台电柜，一台配电柜，两台自控柜。具体供电关系详见电气系统图。2.5．配电柜，控制柜落地安装，底部抬高0.1米。照明配电箱暗装底边距地1.4米。照明翘板开关暗装中心距地1.4米，插座暗装底17武汉航空仪表有限责任公司n边距地0.3米。2.6．因线路较多，距离长，从控制间到设备间用桥架输送。再从桥架下线到用电设备。2.7．动力配电线路采用YZ型橡皮电缆或BV-0.5型导线穿钢管埋地敷设。照明线路采用BV-0.5型塑料线穿塑料管沿墙，现浇层或顶板内暗埋敷设。2.8．照明分两部分，一部分为室外水池照明，一部分为室内房照明。2.9．线路敷设超过15米，或中间有三个直角时应考虑加装接线盒。以便线路敷设和维修。2.10．采用KBY19型水位变送器，各水池液位显示要求详见水专业图纸。2.11．防雷与接地2.11.1．设备间按三类防雷建筑物设防，防雷接地与电气设备接地共用接地装置。接闪器采用屋面避雷带，利用Φ10镀锌圆钢按图敷设。2.11.2．防雷接地装置利用建筑物基础内地梁，承台，桩钢筋做接地体，要求各下引线钢带必须与底版钢筋焊接连通，接地电阻应不大于1欧。2.11.3．突出屋面的金属物体均应与避雷带，金属屋面可靠连接，所有进出建筑物的金属管道及电器装置的金属外壳，均应与接地装置可靠连接。3．未详之处，请按现行的有关规程，规范执行。17武汉航空仪表有限责任公司n电镀废水处理费用分析一、电镀废水处理直接费用1．电耗费用（设电价0.5元/度）因主工作水泵功率1.5kw，其它设备均断续工作，所以初步估算，平均工作动力为5kw。则耗电费用N1＝5×0.5＝2.5元每吨水处理耗电费用M1＝2.5÷20＝0.125元/吨废水2．药剂费用a．耗FeSO4费用：（FeSO4价格0.5元/kg）平均1吨混合废水含铬量小于60mg/L，则处理1吨废水消耗FeSO4约1.1kg，则消耗费用Ma＝1.1×0.5＝0.55元/吨·废水b耗碱（NaOH）费用：（NaOH价格2元/kg）Mb＝0.15kg×2元/kg＝0.3元/吨·废水c耗酸（HCl）费用：（HCl价格0.8元/kg）Mc＝0.05×0.8＝0.04元/吨·废水总耗药费用M2＝Ma＋Mb＋Mc＝0.55＋0.3＋0.04＝0.89元/吨·废水3．人工费（每工人日工资25元/人·日）处理每吨水人工费用M3＝25÷8÷20＝0.15元/吨·废水处理每吨废水总直接费用：M＝M1＋M2＋M3＝0.125元＋0.89元＋0.15元＝1.16元/吨·废水17武汉航空仪表有限责任公司n二、回用水直接费用回用仅消耗电费：供水泵功率1.5kw则输送每吨回用水耗电费M＝1.5×0.5÷20＝0.037元/吨·废水17武汉航空仪表有限责任公司