某镍制品公司酸洗废水处理工程设计方案

- 1 - 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内容。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。 - 2 - 二、设计依据、原则及范围 计依据 （ 1） 厂方提供的设计资料 （ 2） 广东省地方标准 水污染物排放限值 (6（ 3） 污水综合排放标准 (（ 4） 城市污水再生利用 工业用水水质（ 19923 （ 5） 工业企业厂界环境噪声排放标准 (（ 6） 污水再生利用工程设计规范 (2002) （ 7） 给水排水工程构筑物结构设计规范 (（ 8） 给水排水工程管道结构设计规范 (（ 9） 工业建筑防腐蚀设计规范（ （ 10） 建筑结构载荷规范 (（ 11） 建筑设计防火规范 (（ 12） 混凝土结构设计规范 (（ 13） 室外排水设计规范 (（ 14） 供配电系统设计规范 (（ 15） 低压配电设计规范 (0054（ 16） 环境工程设计手册 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） 采用目前国内成熟、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。 - 3 - 计范围 本方案设计范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范围内。 三、废水特点、水量及水质 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。 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。 水进出水水质 现废水处理设施处理出水水质达到广东省地方标准水污染排放限值(6第一时段一级标准。进出水水质污染物指标如下表 3示： 表 3出水水质指标 单位： (度无量纲 ) 污染物项目 S 总镍 总铬 进水水质 23 150 200 35 20 出水水质 69 100 70 、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广东省地方标准水污染排放限值 (6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 - 4 - 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广东省地方标准水污染排放限值 (6第一时段一级标准。 五、工艺方案选择 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 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 约为 23，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 H)2 等， H)2 相比 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 件下可生成氢氧化物或硫化物沉淀的特点，控制废水的 ，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，适用范围广，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 H+等进行交换，将重金属离子吸附至离子交换柱中，置换出 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。 - 5 - 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。 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 件下可生成氢氧化物或硫化物沉淀的特点，控制废水的 ，使其生成化学物沉淀而去除。该方法过程控制相对简单，且适用范围广，能保证稳定的出水水质。 - 6 - 水处理工艺流程 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衡水质，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 调池，废水经 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。 - 7 - 六、工程设计 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： 造：钢砼结构，内做防腐处理。 附属设备： 1提升泵 数量： 2 台， 1 用 1 备 流量： 2m/h 扬程： 10m 功率： 2浮球液位计 数量： 1 套 3转子流量计 数量： 1 台 2、 中和反应池 作用：投加 行中和反应。 数量： 1 座，分 4 格 每格停留时间： 寸： 造：钢砼结构，内做防腐处理。 附属设备： 1 制器 数量： 1 台 2 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。 - 8 - 数量： 2 座 停留时间： 45h 有效容积： 90面负荷： h 尺寸： 造：钢砼结构。 附属设备： 1排泥泵 数量： 2 台， 1 用 1 备 流量： 2m/h 扬程： 15m 功率： 、 调池 作用：加入稀硫酸回调 中性。 数量： 1 座； 有效容积： 13寸： 造：钢砼结构，内做防腐处理。 附属设备： 1 制仪 数量： 1 台 2 机械搅拌机 数量： 1 台，利用原有 5、 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： 13m 尺寸： 造：钢砼结构。 附属设备： 1 回用水泵 数量： 1 台，利用原有 6、 污泥浓缩池（利用原有消防水池改造） - 9 - 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： 36寸： 造：钢砼结构，内做防腐处理。 附属设备： 1污泥泵 数量： 2 台，利用原有 2 污泥压滤机 数量： 2 台，利用原 有 7、 加药系统 作用：溶药及加药； 主要设备： 1 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 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 药系统 数量： 1 套 配套：加药搅拌机 1 套、加药计量泵 2 台 药系统 数量： 1 套 配套：加药搅拌机 1 套、加药计量泵 2 台 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 砼 座 1 利用原有消防水池改造 内做防腐 2 中和反应池 砼 座 1 内做防腐 - 10 - 3 絮凝沉淀池 砼 座 2 利用原有消防水池改造 4 调池 砼 座 1 内做防腐 5 清水池 砼 座 1 6 污泥浓缩池 砼 座 1 利用原有消防水池改造 内做防腐 （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=2m/h， H=10m， N= 2 1 用 1 备 2 浮球液位计 台 1 3 转子流量计 台 1 4 制器 2 5 机械搅拌机 台 4 利用原有 6 排泥泵 Q=2m/h， H=15m， N= 2 1 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 9 药罐 个 2 利用原有 10 V=500L 个 2 11 加药搅拌机 台 2 利用原有 12 加药搅拌机 台 2 13 加药计量泵 Q=10L/h， P=N= 8 14 回用水泵 台 1 利用原有 15 电控系统 项 1 16 管道阀门及附件 批 1 17 水池防腐 项 1 七、电气及控制工程 气设计 （一）设计依据 - 11 - 相关电气设计规范如下： 1. 供配电系统设计规范 . 低压配电设计规范 . 建筑物防雷设计规范（ 2000 版） . 电力工程电缆设计规范 . 通用用电设备配电设计规范 二） 设计范围 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内容： 1. 污水处理站低压配电设计 ； 2. 电缆线路敷设设计 ； 3. 站内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. 站内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 作容量为 电源由主体工程中采用两路相互独立 380V 电源，电源通过（ 4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内的所有缆芯来布置，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。 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 - 12 - 设备的金属外壳均应做接地保护 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 统。在配电柜电源进线处作重复接地，接地电阻 4。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（ 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，装于室内的动力配电柜、控制配电柜柜体结构采 - 13 - 用冷轧钢板，柜体前后门板及侧板采用多层静电喷涂。采用 ） 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范选型，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。 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 制器控制 药计量泵，自动控制反应的。 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 计标准、规范及规程 本工程设计遵循以下标准、规范及规程： 混凝土结构设计规范（ 0 建筑结构荷载规范（ - 14 - 建筑桩基技术规范（ 4 给排水工程结构设计规范（ 9 建材料 钢筋： 8 为级钢， 210N/ 10 为级钢， 310N/凝土： 垫层采用 料采用 上部结构现浇柱、梁板、条形基础采用 所有盛水构筑物均采用 渗标号 砖砌体： 地面以下采用 制砖， 泥砂浆砌筑；地面以上采用 合砂浆砌筑。 荷载： 处理池液 体容重： 10KN/ 温度荷载：根据工艺要求 ,内外池壁温差最大值取 30 ; 湿度荷载：按当量温差 10考虑； 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 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、污泥清运、 - 15 - 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 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 48m/d。 （ 1） 安装功率、能耗 序号 名 称 功率 （ 总功率 （ 运行功率 （ 日运行时间（ h） 日实际消耗功 率 （ h） 备注 1 污水提升泵 4 18 1用 1备 2 机械搅拌机 4 3 加药计量泵 4 用 4备 4 排泥泵 4 18 1用 1备 5 污泥泵 2 24 1用 1备 6 板框压滤机 7 回用水泵 4 18 - 16 - 8 灯光照明 4 9 控制系统 1 1 1 24 24 10 总计 按处理量为 48m/d 满负荷运转计算，电费按