某镍制品公司酸洗废水处理工程设计方案 18页

某镍制品公司酸洗废水处理工程设计方案一、工程概况随着工业化生产和经济的快速发展，环境保护、生态保护、水资源保护已成为人类生存与发展过程中必须加以重视的容。人类越来越意识到环境对人类生存与发展的重要性，如何减少和消除环境污染，特别是对水资源的保护，已是当今人类所面临的生存与可持续发展的重要问题。然而随着社会发展所带来的水污染问题已变得十分严重，特别是排放出大量的工业废水，不仅严重影响到了人类的生存，同时也制约了工业化进程的加快，影响了经济的可持续发展。如果废水不经治理直接排放，将会对环境造成严重污染，使生态环境受到破坏。因此，对工业废水进行彻底治理，并且把治理后的水回收利用，不仅可大大降低企业的生产成本，还可充分利用水资源，同时也对生态环境保护起到了重要作用。该公司位处**工业园，占地面积70余亩，总投资超过2亿元，预计年产量为10万吨左右，是一家集销售、加工为一体的大企业，主要产品为不锈钢冷轧带，可用于装潢、工业建筑、制管、汽车构造、厨房用具等等。在其生产过程中，需采用混合酸液对不锈钢表面因高温而生产的氧化皮进行酸洗，酸洗过后再采用大量清水进行冲洗，以保证不锈钢表面的洁净，因此，会产生大量的清洗废水，同时酸洗液使用一定时间后也要定时排放。废水中污染物主要为酸碱、重金属、有机物、等污染物。根据环保的要求，生产废水处理后，部分回用做生产清洗水，部分外排至工业园区污水管网。厂方现有一套污水处理设施，因厂区规划要求需重新建设一套污水处理系统。我公司受业主委托，对现场进行考察后制定本酸洗废水处理工程设计方案，以满足本项目的环保要求。n二、设计依据、原则及围2.1设计依据（1）厂方提供的设计资料（2）省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)（3）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)（4）《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）（5）《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)（6）《污水再生利用工程设计规》(GB50335－2002)（7）《给水排水工程构筑物结构设计规》(GB50069-2002)（8）《给水排水工程管道结构设计规》(GB50332-2002)（9）《工业建筑防腐蚀设计规》（GB50046-2008）（10）《建筑结构载荷规》(GB50009-2001)（11）《建筑设计防火规》(GB50016-2006)（12）《混凝土结构设计规》(GB50010-2002)（13）《室外排水设计规》(GB50014-2006)（14）《供配电系统设计规》(GB50052-2009)（15）《低压配电设计规》(GB50054-2011)（16）《环境工程设计手册》2.2设计原则（1）严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保出水达到国家及地方有关污染物排放标准；（2）采用目前国成熟、实用的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求；（3）工艺技术条件控制实现自动化，保证工艺的稳定性，减轻工人劳动强度，减少操作人员的主观人为的操作误差，确保处理效果；（4）优化设计，保证动力消耗低、运行稳定、管理方便的设计思路，确保处理效果高效可靠；（5）设施简洁耐用、操作简便，尽量降低设施投资和运行成本。n2.3设计围本方案设计围从车间废水综合排放口至废水处理设施排放口止，包括处理工艺、结构、电气、给排水等专业设计。废水处理系统回用水池至生产车间管路等不在本次设计围。三、废水特点、水量及水质3.1废水特点在不锈钢的加工过程中，为了去除退火后钢材表面的氧化皮，采用由硝酸和氢氟酸配成的混酸进行表面酸洗处理，再进行清洗、烘干等，生产废水主要是清洗水，废水中的主要污染有铁、镍、铬等金属离子。3.2废水水量废水最大水量为48m3/d，按照每日24小时连续运行进行设计，即设计平均处理量为2m3/h。3.3废水进出水水质现废水处理设施处理出水水质达到省地方标准《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中第一时段一级标准。进出水水质污染物指标如下表3-1所示：表3-1进出水水质指标单位：mg/L(pH、色度无量纲)污染物项目pHCODcrSS总镍总铬进水水质2~3≤150≤200≤35≤20出水水质6~9≤100≤70≤1.0≤1.5四、处理要求根据环保的要求，本项目产生的废水经过处理后达到省地方标准《水污染排放限值》(DB44/26-2001n)中第一时段一级标准，根据业主要求，废水处理达到该排放标准后可直接回用至生产线。因此，本项目产生的废水经处理达标后部分回用至生产线，其余则排放至工业园区污水管网。废水的处理按照以下步骤进行：生产废水经车间排水管道收集后进入废水处理系统，经过调节、加药中和反应、沉淀、压滤处理后废水达到省地方标准《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中第一时段一级标准。五、工艺方案选择5.1废水中重点污染因子的去除分析酸洗废水中含有的污染物主要是酸碱、重金属离子及悬浮物等，各种污染物的去除方法及其特性分析如下：1、酸碱酸碱主要是由于废水中加入了酸性或碱性的化学药剂，致使废水的pH值偏离中性。本项目废水自酸洗工序中产生，废水呈现一定的酸性，其pH值约为2~3，可通过投加碱性化学药剂来中和。可用于中和酸性废水的碱性化学药剂很多，常用的有NaOH、Ca(OH)2等，Ca(OH)2相比NaOH日常运行费用也要低很多。2、铬、镍等重金属离子重金属离子的处理常用的有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法，或者几种方法综合处理。化学沉淀法利用金属离子与氢氧根离子或硫离子在特定pH条件下可生成氢氧化物或硫化物沉淀的特点，控制废水的pH值，使其生成化学物沉淀而去除。化学沉淀法过程控制相对简单，适用围广，但在向废水中添加化学药剂的过程中，会带进其它离子。离子交换法是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，离子交换法处理重金属离子时采用Na+、H+等进行交换，将重金属离子吸附至离子交换柱中，置换出Na+、H+等阳离子，吸附饱和的离子交换树脂在利用逆向反应进行清洗。离子交换法可以处理至很低浓度，但不适合污染物浓度太高的情况，污染物浓度太高会导致树脂过快饱和，需频繁冲洗，废水进入离子交换柱前，需做预处理。n膜分离法应用于离子去除主要有反渗透膜和纳滤膜，主要是在膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。膜分离法对离子有较高的去除率，同时可以浓缩富集重金属离子。膜分离法同样要求较严格的预处理，且反渗透运行条件严格，离子浓度过高会导致膜表面结垢，影响膜的使用寿命。同时，膜分离法的浓水处理及离子交换法的再生出水也是需要重点解决的问题。5.2处理方案选择本项目废水处理选择化学沉淀法，利用重金属离子与氢氧根离子或硫离子在特定pH条件下可生成氢氧化物或硫化物沉淀的特点，控制废水的pH值，使其生成化学物沉淀而去除。该方法过程控制相对简单，且适用围广，能保证稳定的出水水质。n5.3废水处理工艺流程5.4工艺流程说明酸洗废水经过车间排水管道收集后进入废水处理系统，首先进入调节池调节均质，然后由水泵抽到中和反应池中和反应后进入絮凝沉淀池沉淀,沉淀后的清水流入pH回调池，废水经pH回调池调节至中性后进入清水池储存，清水池部分水通过回用水泵抽送至生产线回用，另一部分水则达标排放。絮凝沉淀池沉淀的污泥由排泥泵抽到污泥浓缩池浓缩，再由压滤机压滤脱水后泥饼外运处置，滤液回流至调节池。n六、工程设计6.1主要处理构筑物及设备参数1、调节池（利用原有消防水池改造）作用：均质均量预处理废水。数量：1座尺寸：4.5×4.0×3.0m构造：钢砼结构，做防腐处理。附属设备：提升泵数量：2台，1用1备流量：2m³/h扬程：10m功率：0.75kW浮球液位计数量：1套转子流量计数量：1台2、中和反应池作用：投加NaOH、PAC、PAM进行中和反应。数量：1座，分4格每格停留时间：1.7h尺寸：3.0×3.0×2.0m构造：钢砼结构，做防腐处理。附属设备：pH控制器数量：1台机械搅拌机数量：3台，利用原有3、絮凝沉淀池（利用原有消防水池改造）作用：使中和反应后产生的化学污泥沉降，达到固液分离。n数量：2座停留时间：45h有效容积：90m3表面负荷：0.06m³/㎡·h尺寸：4.5×4.0×3.0m构造：钢砼结构。附属设备：排泥泵数量：2台，1用1备流量：2m³/h扬程：15m功率：0.75kW1、pH回调池作用：加入稀硫酸回调pH至中性。数量：1座；有效容积：13m3尺寸：3.0×3.0×2.0m构造：钢砼结构，做防腐处理。附属设备：pH控制仪数量：1台机械搅拌机数量：1台，利用原有2、清水池作用：储存经废水处理系统处理后的出水。数量：1座有效容积：13m³尺寸：3.0×3.0×2.0m构造：钢砼结构。附属设备：回用水泵数量：1台，利用原有3、污泥浓缩池（利用原有消防水池改造）n作用：储存絮凝沉淀后的污泥，进行污泥浓缩。数量：1座有效容积：36m3尺寸：4.5×4.0×3.0m构造：钢砼结构，做防腐处理。附属设备：污泥泵数量：2台，利用原有污泥压滤机数量：2台，利用原有1、加药系统作用：溶药及加药；主要设备：NaOH加药系统数量：1套（利用原有药罐改造）配套：加药搅拌机1套、加药计量泵2台②PAC加药系统数量：1套（利用原有药罐改造）配套：加药搅拌机1套、加药计量泵2台③PAM加药系统数量：1套配套：加药搅拌机1套、加药计量泵2台③H2SO4加药系统数量：1套配套：加药搅拌机1套、加药计量泵2台6.2主要处理构筑物及主要设备材料清单（一）、主要处理构筑物清单序号构筑物名称规格及参数（m）结构单位数量备注1调节池4.5×4.0×3.0m钢砼座1利用原有消防水池改造做防腐2中和反应池3.0×3.0×2.0m钢砼座1做防腐n3絮凝沉淀池4.5×4.0×3.0m钢砼座2利用原有消防水池改造4pH回调池3.0×3.0×2.0m钢砼座1做防腐5清水池3.0×3.0×2.0m钢砼座16污泥浓缩池4.5×4.0×3.0m钢砼座1利用原有消防水池改造做防腐（二）、主要设备材料清单序号设备名称规格及参数单位数量备注1污水提升泵Q=2m³/h，H=10m，N=0.75kW台21用1备2浮球液位计台13转子流量计台14pH控制器PH/OPR2000台25机械搅拌机台4利用原有6排泥泵Q=2m³/h，H=15m，N=0.75kW台21用1备7污泥泵台2利用原有8污泥压滤机台2利用原有9NaOH、PAC加药罐个2利用原有10PAM、H2SO4加药罐V=500L个211加药搅拌机台2利用原有12加药搅拌机台213加药计量泵Q=10L/h，P=0.6MPa，N=0.37kW台814回用水泵台1利用原有15电控系统项116管道阀门及附件批117水池防腐项1七、电气及控制工程7.1电气设计（一）设计依据n相关电气设计规如下：1.《供配电系统设计规》GB50052-952.《低压配电设计规》GB50054-953.《建筑物防雷设计规》（2000版）GB50057-944.《电力工程电缆设计规》GB50217-075.《通用用电设备配电设计规》GB50055-93（二）设计围本工程由业主提供低压电源以电源柜进线端为界点。本次电气设计包括以下容：1.污水处理站低压配电设计；2.电缆线路敷设设计；3.站所有工艺设备和辅助生产设备的供配电，电气传动和控制设计；4.站所有生产和辅助生产建筑物的防雷、接地设计。（三）电源及负荷情况本污水处理站项目共有系统设备装机容量为16.02kW，工作容量为11.91kW。电源由主体工程中采用两路相互独立380V电源，电源通过（4x25+1x16）电缆供系统使用。进线电缆由业主提供。电源电压为380V/220V，控制电源，照明电压为220V（包括应急照明等的用电负荷的供电）。所有指示灯和按钮：合闸（接通）位置信号灯为红色，跳闸（跳开）位置信号灯为绿色；电源指示灯为红色，报警指示灯为黄色。动力电缆采用交联聚乙烯绝缘线，额定耐压600V，并具有耐热、防潮、阻燃性能，有挠性的地方，采用多胶导线，布线没有磨损和刀痕，并有足够的弯曲半径。接线端子每排应备有有不少于15%的备用量。对外引接电缆均通过端子排,出线端子用压接式连接鼻子。外部连接用的端子，按能连贯地连接一根电缆的所有缆芯来布置，导线任何的连接部分均不采用焊接。所有电缆需考虑热胀冷缩因素，并留一定的余量。n所有动力控制柜、控制箱柜盒的进出线缆全部采用下进下出方式。所有用电设备的金属外壳均应做接地保护PE。用电设备的接地装置的接地电阻R＜4欧。（四）电动机保护、启动、控制配电方式采用放射式配电。动力设备均经断路器、交流接触器和热继电器（带断相保护）控制，提供短路、过载、缺相和欠压保护。电气工程采用TN-S系统。在配电柜电源进线处作重复接地，接地电阻<4Ω。所有动力设备的金属外壳、配电柜、控制柜、电缆桥架和金属保护套管均应与PE线连接，不能与工作零线相混淆。低压电源进线侧装设置带断路器及刀开关，作为低压母线的短路保护及过电流保护和各回路的后备保护。三相电动机的保护设有断路器/接触器/热继电器组对之进行过载及短路保护；单相电动机的保护设有断路器/熔断器组对之进行过载及短路保护。所有参与工艺过程的电气设备，采用自动控制和手动控制两种控制方式，在设备现场设就地启动箱，箱体设有手动/自动转换开关，当置于手动状态时，可在机旁就地手动操作，主要用于单机检修、调试。当置于自动状态时，由浮球自动控制，正常运行采用自动控制方式。（五）防雷与接地本工程建筑属第三类防雷建筑，采用避雷带对建筑物进行保护，采用建筑物柱钢筋作引下线。在低压柜进线处，设置浪涌保护器（SPD），对电子信息系统进行防雷击电磁脉冲电流保护。电气工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、计算机系统接地，共用一套接地系统。采用建筑物基础钢筋相联通作自然接地极，接地电阻不大于4欧。如接地电阻值达不到要求，则加装人工接地极。（六）电缆敷设低压动力电缆和控制电缆采用穿镀锌钢管及金属线槽敷设。（七）主要电气设备选型电气元器件选用优质品牌，装于室n的动力配电柜、控制配电柜柜体结构采用冷轧钢板，柜体前后门板及侧板采用多层静电喷涂。采用GGD（改）型开关柜。安装于室外的现场控制箱、控制盒应按户外型设计，采取足够的防雨、防水及防潮措施，防腐等级按沿海强腐蚀气候设计，箱体、支架、五金件均采用304型不锈钢材质制造。动力、控制电缆按相关电力规选型，防火阻燃、屏蔽等应符合相关规定。动力电缆采用交联聚乙烯绝缘线，额定耐压600V，并具有耐热、防潮、阻燃性能，有挠性的地方，采用多胶导线，布线没有磨损和刀痕，并有足够的弯曲半径。7.2自动控制设计本系统采用以自动、联动和手动控制联合控制。以自动、联动和手动控制为主，辅以手动控制。手动控制具有绝对的优先权，以防偶有的突发故障发生。[1]．反应控制点的自动控制（1）中和反应池：由pH控制器控制NaOH加药计量泵，自动控制反应的pH值。[2]．液位控制点的自动控制（1）、调节池：设置三个水位线：低水位、高水位、超高水位。水位高于高点水位线时单台提升泵动作，水位高于超高水位线时两台提升泵同时动作；低于低点设定值时提升泵停止动作。正常情况下水位都处于低水位与高水位之间，这时只有单台提升泵动作。[3]．其它设备的控制（1）机械搅拌机：与提升泵联动自动控制和手动控制。（2）加药系统：与提升泵联动自动控制和手动控制。八、土建设计8.1设计标准、规及规程本工程设计遵循以下标准、规及规程：①《混凝土结构设计规》（GBJ10-89）②《建筑结构荷载规》（GBJ9-84）n③《建筑桩基技术规》（JBJ94-94）④《给排水工程结构设计规》（GBJ69-84）8.2土建材料钢筋：①φ≤8为Ⅰ级钢，Ra＝210N/mm2②Φ≥10为Ⅱ级钢，Ra＝310N/mm2混凝土：①垫层采用C10，填料采用C15；②上部结构现浇柱、梁板、条形基础采用C20；③所有盛水构筑物均采用C30，抗渗标号S6。砖砌体：地面以下采用M10机制砖，MU7.5水泥砂浆砌筑；地面以上采用M7.5机制砖，MU5混合砂浆砌筑。荷载：①处理池液体容重：10KN/m3；②温度荷载：根据工艺要求,外池壁温差最大值取30℃;③湿度荷载：按当量温差10℃考虑；④地震荷载：按七度三级抗震设防。裂缝控制：本工程控制结构构件的裂缝宽度不大于0.2mm。九、劳动定员及环境管理本项目日常工作是监视并记录整个系统的运行情况、溶药加药、排泥压泥卸泥等。废水处理站按照每日连续24小时运行考虑，每日分为3班，每班需专职操作人员1名，另外需1名兼职人员帮忙压泥卸泥。操作人员主要职责：负责各种化学药品的配制、各设备的开关、污泥清n运、车间的卫生清洁等日常工作，定期动力设备保养。本项目设计处理流程较长，操作管理的主要工作是监视整个系统的运行情况、加药、排泥压泥等，为保证废水处理站的正常运行和效益目标的实现，必须在废水处理站的操作和维修管理方面采取有效的措施，主要有：（1）对操作人员进行专门培训，经考核后才能上岗。（2）加强对进站污水水质的监测，控制污水中污染物的任意排放，以保障生化处理工艺的安全运行。（3）及时整理、定期汇总分析运行记录，建立、建全技术档案，为生产运行提供技术能数和设备工况资料，并在此基础上总结改善，不断提高运行技术水平。（4）建立检修、保养制度。根据设备的性能要求，进行经常的维护和定期的检修工作，以提高设备的完好率，延长使用寿命。十、污水处理运行费用分析10.1运营成本分析污水处理站的运行电耗费用主要有污水提升泵、机械搅拌机、污泥泵、隔膜泵等电动设备和照明消耗电费，以及药剂费、人工费等，未包括管理费、日常维修费、大维修费、固定资产折旧费等。污水处理站年工作日为350天，处理量为48m³/d。（1）安装功率、能耗序号名称功率（Kw）总功率（Kw）运行功率（Kw）日运行时间（h）日实际消耗功率（Kw·h）备注1污水提升泵0.75×21.50.7524181用1备2机械搅拌机0.55×42.22.22452.83加药计量泵0.37×82.961.482435.524用4备4排泥泵0.75×21.50.7524181用1备5污泥泵1.5×23.03.08241用1备6板框压滤机0.55×21.11.188.8n1回用水泵0.75×10.750.7524182灯光照明0.50.50.5843控制系统11124244总计16.0211.91203.12按处理量为48m³/d满负荷运转计算，电费按0.8元/度计算，取功率系数为0.8，则一天电费总费用为203.12×0.8×0.8=130元，单位电费2.7元/m3污水。（1）人工费操作人员可由元污水处理站的运营人员兼任，人工费用可忽略不计。（2）药剂费投加NaOH、PAC、PAM、H2SO4，根据类似工程的估算，费用为9.5元/m3污水.（注：以上费用未包括管理费、日常维修费、大维修费、固定资产折旧费等。）10.2运营成本汇总运营成本汇总表序号项目单位运营费用（元/m³污水）1电费2.702人工费03药剂费9.504运营费用(1~3项)12.20十一、工程投资本项目工程总投资见表11-1：n表11-1工程总投资单位：万元序号名称计费标准数量单位单价总价备注一设备材料购置费1.1污水提升泵2台1.2浮球液位计1台1.3转子流量计1台1.4pH控制仪2台1.5排泥泵2台1.6PAM、H2SO4加药罐2个1.7加药搅拌机2台1.8加药计量泵8台1.9电控系统1套1.10管道阀门及附件1项二土建改造费1项三设备改造费1项四水池防腐1项五设计费(一+二+三+四)×10%1项六安装调试费(一+三)×15%1项七管理费(一+二+三+四+五+六)×6%1项八税费(一+二+三+四+五+六+七)×7%1项工程总造价n十二、售后服务承诺12.1设备质保期自设备至甲方施工现场,单机调试完成日起计一年。12.2工程保修期1.工程保修期:自该工程系统试车验收合格之日起计一年为工程保修期；2.保修期，接到处理故障通知后，8小时回复，必要时派人迅速到达现场。3.系统运行验收后，派员定期跟踪指导两个月，发现问题及时处理。4.安装期开始就培训操作工及维修人员，直至调试结束。5.建立定期回访制，提供终身技术服务。12.3质保期满后1.工程保修期满后，系统运行中若有问题，我公司承诺仍将提供技术服务。2.若出现系统运行故障的问题，我公司承诺会继续提供免费的技术咨询，并在接到处理故障通知后8小时回复处理意见。3.若系统出现运行故障需更换配件或材料，甲方可根据我公司的建议自行更换或委托我公司服务，我公司的服务宗旨：对历届客户仅收取基本的成本费用。