霞浦牙城废水方案new.doc

工工 程程 概概 要要 一一 工程内容工程内容 1 处理规模 4000m3 d 2 设计进出水水质 项项 目目pHCODCr mg L SS mg L 总铬总铬 mg L 六价铬六价铬 mg L 进水水质2 3 250 250 200 0 5 排放水质6 9 100 70 1 5 0 5 项项 目目油油 mg L 总镍总镍 mg L 氟化物氟化物 mg L Fe2 mg L 总铁总铁 mg L 进水水质 80 300 1200 1500 排放水质 8 0 1 10 3 3 污水处理工艺 通过技术经济比较 确定污水处理厂采用 一级 中和 二级混凝沉淀 三级过滤 工艺流程 4 污泥处理工艺 污泥在厂内经浓缩脱水至含水率 70 后 近期先 外运至砖厂制砖或由有资质单位回收 远期待污泥回收处置厂建 成后交由其处理 5 主要生产性构筑物为 集水池 调节池 一级曝气中和反应塔 二级曝气中和混凝池 平流沉淀池 砂滤池 清水池 鼓风机房 加药操作间 污泥脱水机房等 6 污水厂厂址 位于园区南部服务区 北面为纬一路 东面为综合 用地 C01 C03 地块 南面为滞洪区 西面为经三路 按统一规 划 一次征地 规划用地面积 13611m2 现期处理 4000m3 d 布 置在用地西侧 占地面积约为 7220 m2 二二 工程投资工程投资 工程建设总投资约为 869 12 万元 其中建筑工程 379 90 万元 设备及安装工程 425 96 万元 其它费用 63 26 万元 三三 主要经济技术指标主要经济技术指标 占地面积 约 7220m2 年经营成本 413 4 万元 单位经营成本 2 831 元 m3水 目目 录录 第第 1 章章 概概 述述 1 1 1项目名称和建设单位 1 1 2编制目的 1 1 3编制依据 1 1 4编制原则 2 1 5编制范围及内容 3 1 6设计采用的主要规范及标准 3 第第 2 章章 项目背景项目背景 5 2 1区域概况 5 2 2园区基本情况 9 2 3工程建设的必要性 11 第第 3 章章 项目技术分析项目技术分析 13 3 1建设年限及工程服务范围 13 3 2污水水量预测 14 3 3污水进水水质预测 14 3 4污水处理目标 18 3 5污水处理厂厂址选择 18 3 6污水处理方案论证 19 3 7污泥处理工艺的确定 33 第第 4 章章 污水处理厂设计污水处理厂设计 35 4 1设计原则 35 4 2总体设计 35 4 3工艺设计 41 4 4结构设计 52 4 5电气设计 56 4 6仪表与自控设计 59 4 7机械设计 65 4 8安全生产与卫生 65 4 9防火设计 70 4 10节能设计 72 第第 5 章章 项目环境影响及对策项目环境影响及对策 73 5 1工程建设环境影响及对策 73 5 2项目建成后的环境影响及对策 75 第第 6 章章 建设投资及运行成本分析建设投资及运行成本分析 78 6 1投资估算 78 6 2运行成本 82 6 3经济效益分析 83 第第 7 章章 工程建设组织管理工程建设组织管理 85 7 1实施原则及步骤 85 7 2组织机构 85 7 3设计 施工与安装 85 7 4调试与试运转 86 7 5运行管理 86 7 6项目的进度安排 87 7 7人员培训 87 7 8人员编制 87 7 9服务条款 88 第第 1 章章 概概 述述 1 11 1项目名称和建设单位项目名称和建设单位 1 1 1项目名称 霞浦县牙城工业园区污水处理厂 4000 吨 日不锈钢生产废水处理工程 1 1 2建设单位 霞浦县振兴污水处理有限公司 1 21 2编制目的编制目的 在城市总体规划和指导下 以园区控制性详规为依据 通过充分 的调查 研究 在收集 分析资料的基础上 达到如下目的 1 论述建设本项目的必要性 2 对与本项目有关的主要因素 如水质 水量进行论证 对污 水系统方案 污水及污泥处理工艺 投资估算等进行技术可靠性 经 济合理性及实施可能性等作多方案综合性研究 进行方案比较和论证 3 在论证的基础上 提出推荐建设方案 通过以上工作 为项目决策提供科学依据 1 31 3编制依据编制依据 本次设计依据建设方提供现有的工程背景资料及现场调查资料 正式设计时须由建设单位提供详细书面文件 本次设计中部分指标参 照同类工程经济技术指标完成 1 3 1霞浦县振兴污水处理有限公司委托福建科宇环保技术有限公 司编制 工程可行性研究报告 的委托书 1 3 2 霞浦县城市总体规划 2002 2020 福建省城乡规划设 计研究院 1 3 3 霞浦县 十一五 规划 霞浦县人民政府 1 3 4 霞浦县环境功能区划方案 编制说明 宁德市人民政 府 2000 12 1 3 5 霞浦县环境保护规划 2000 年 1 3 6 霞浦县牙城工业集中点 一期 控制性详细规划 福州 市城市规划设计院 2007 11 1 3 7 霞浦县牙城工业集中点 一期 工业园区控制性详细规划环 境影响报告书 福建省化学工业科学技术研究所 2008 11 1 41 4编制原则编制原则 1 4 1执行国家环境保护的政策 符合国家有关法规 规范及标准 1 4 2在 控制性详细规划 和 环境规划 规划的指导下 不锈 钢生产废水处理厂工程建设与城市经济发展相协调 以最大 程度地发挥工程效益 1 4 3充分利用已建的设施 如排水管道等 1 4 4采用国内外先进工艺技术和管理模式 以实现高效 节能 节地 节水 污水零排放 便于运行和管理 最少工程投资 和日常运行费用等工程目标 1 4 5科学妥善处理 处置污水处理过程中产生的栅渣 污泥 避 免二次污染 1 4 6选择国内外先进 可靠 高效 管理和维修简便的专用设备 1 4 7采用现代化管理模式和技术手段 实现工艺过程管理自动化 做到技术可靠 经济合理 1 51 5编制范围及内容编制范围及内容 1 5 1与处理厂的污水处理 污泥处理和必要的附属建筑物相关的 工艺 土建 电气 仪表 自控和总图等各专业的设计 1 5 2园区内相关污水收集管网 回用水管道设计 施工和安装不 属本设计范围 1 61 6设计采用的主要规范及标准设计采用的主要规范及标准 1 6 1 室外排水设计规范 GB50014 2006 1 6 2 钢铁工业水污染物排放标准 GB13456 1992 1 6 3 污水综合排放标准 GB8978 1996 1 6 4 城镇污水处理工程项目建设标准 GB50317 2000 1 6 5 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069 2002 1 6 6 砌体结构设计规范 GB50003 2001 1 6 7 水工混凝土结构设计规范 SL T191 96 1 6 8 工业与民用供配电系统设计规范 GB50052 95 1 6 9 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 1 6 10 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 1 6 11 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 1 6 12 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 1 6 13 电力工程电缆设计规范 GB50217 94 1 6 14 建筑防雷设计规范 GBJ57 2004 1 6 15 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 1 6 16 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65 83 1 6 17 建筑结构设计统一标准 GB50068 2001 1 6 18 工业企业照明设计标准 GB50034 92 1 6 19 工业与民用供配电系统设计规范 GB50052 95 1 6 20 供配电系统设计规范 GB50052 95 1 6 21 10kV 及以下变电所设计规范 GB50053 94 1 6 22 低压配电装置及线路设计规范 GB50054 95 第第 2 章章 项目背景项目背景 2 12 1区域概况区域概况 2 1 1地理位置 霞浦县位于福建省东北沿海突出部 地理坐标为北纬 26 25 27 07 东经 119 46 120 26 北邻福鼎市 柘荣县接壤 东部濒临东 海 与台湾一水相望 西南与罗源 连江隔海相望 西北与福安市接 壤 西南临三沙湾 宁德市蕉城区及罗源县隔海相望 南距省会福州 约 180km 距温州约 200km 牙城镇地处霞浦县东北面 牙城湾北 侧 东濒牙城湾 西邻水门乡 南接三沙镇 北界福鼎市 全镇土地 总面积 108 9 平方公里 现辖 26 个行政村 距霞浦县城 23 5 公里 距太姥山旅游区 15 公里 规划区域属霞浦县城牙城镇辖区 一期用地北靠东澳水库 南临 牙城湾 东至斗门村 西至沈海高速 规划总面积 73 42 公顷 2 1 2自然环境概况 1 地质地貌地质地貌 规划区域位于牙城湾北侧 该区域地质构造属华南加里东褶皱系 东部闽东沿海中生代火山断折带北端 该区地壳为一系列 NE 向的伸 大断裂带 地壳运动以后以断快升降运动为主 主体表现为隆起上升 导致海区周边平原不发育 区域内表面为厚层淤泥覆盖 分布地层有 残坡积土和风化岩 岩层主要有英安质凝灰熔岩和花岗岩 其中花岗 岩斑岩并在南岸出露地表 走向东 东 倾角较陡 区域地质构造运动 相对稳定 霞浦县抗震设防烈度为 7 度区 地震加速度为 0 05g 规划区域内未见大的断裂构造通过 规划区域内历史上未发生地 震记录 区域陆地地貌单元主要有侵蚀剥蚀低丘陵 冲击平原和海积 平原 周边山体为火山岩和花岗岩组成 经分化剥蚀 形成侵蚀剥蚀 低丘陵 表面有植被覆盖 规划区域分布有小规模冲击平原 规划区域主要由沿海沉积和人 工围垦而成 区内土壤主要为中细砂 粉砂 亚粘土 淤泥组成的盐 土等 湾内岸线大部分原为基岩海岸 因施工开挖 现有大部分为人 工海岸 规划区域南界紧靠该海堤 规划区域现状海域均为海水养殖浅滩 主要养殖品种 滩涂跳鱼 海带 泥蚶 虾鳖等 霞浦县主要河流有杯溪 罗汉溪 七都溪 三河 长溪 规划区 域内无内河 南界往牙城湾海域 2 1 3气候气象 霞浦地处中亚热带 属中亚热带海洋性季风气候 季节特征非常 明显 其特点是 气候温暖 雨量充沛 四季分明 日照充足 雨量 适中 冬无严寒 夏无酷暑 霞浦背山面海 发生的自然灾害主要有 热带气旋 风暴潮 暴雨 干旱 霜冻等 全年主导风向为西风 全年风频率为 9 1 冬季以刮西风最多 夏季盛行东风 年平均风速由沿海向内陆逐渐递减 沿海大风频繁 面临东海的海岛外海区年平均风速 6 2 米 秒 湾内小平原年均风速 2 2 米 秒 受太平洋台风影响 海洋气候明显 年平均的台风约 3 8 次 八 九月份为盛期 平均分别为 1 1 和 0 95 次 冷空气入侵历年 平均 4 5 次 大都发生在冬春季 根据北礵站近十年的地面气象观测资料分析 北礵站地面气象观测 场地地理位置 东经 120 度 20 分 北纬 26 度 42 分 全县年均气温 16 5 摄氏度左右 全年最高温度 34 4 36 0 摄氏度 最热 7 月份 平均 25 29 摄氏度 最低温度 2 0 4 0 摄氏度 最冷 1 月份 平均 6 10 摄氏度 霞浦太阳高度较大 日照时间长 年平均日照时数 1809h 城关 地区日照时数为 1899 2 小时 其中七月份为 283 7 小时 二月份最 少仅为 102 小时 全年太阳辐射总量为 105 526 千卡 平方米 历年平均降雨量在 1500 2000 毫米 其中海岛乡降雨量为 133 7 毫米 降雨量明显不均 全年以 5 6 月份的梅雨季和 7 9 月份的台风 降雨季雨量最大 各占年降雨量的二分之一 临海乡镇一般年有霜期为 71 66 天 海岛乡全年无霜 2 1 4海域水文 1 海域水文特征海域水文特征 牙城湾为漏斗型海岸 属开放性海湾 湾内极少淡水注入 据三 沙海洋站资料记载 霞浦海洋年平均水温变动范围在 18 8 20 1 摄氏 度 月平均水温 10 29 摄氏度 年均盐度变化范围在 2 877 3 047 湾外盐度比湾内海区略偏高 2 潮位潮位 牙城湾海潮汐性质属于正规半日潮 平均落潮历时为 6 小时 20 分 平均涨潮历时为 6 小时 12 分 历史最高潮位为 10 84m 最低潮 位为 3 30m 多年平均潮差 4 39m 最大潮差 6 98m 3 潮流潮流 潮流属半日潮流 潮流性质形态数 F W01 Wk1 Wm2 等于 0 28 M2 分潮在潮流中占主要成分 受地形影响 潮流的特征为稳 定的往复流 涨潮最大流速小于落潮最大流速 但涨潮流速大于落潮 流速 涨潮平均流速 0 29m 落潮平均流速 0 23m 该海域主潮流流向为 涨潮流西北向 落潮流东南偏东向 4 波浪波浪 牙城湾波浪较大 根据资料统计 海浪的常浪向为 ENE 向 出 现频率 38 次常浪向 NNE 向 频率分别为 18 强浪向 E 最大 波高分别为 7 7 m 3m 以下的波浪占 94 以上 2 1 5社会经济概况 霞浦县位于福建省东北沿海 总面积 1716 平方米 通行闽东方 言福安话 县人民政府驻松城街道 全县辖 2 个街道 6 个镇 6 个 乡 其中 3 个民族乡 松城街道 松港街道 长春镇 牙城镇 溪南 镇 沙江镇 下浒镇 三沙镇 盐田畲族乡 水门畲族乡 崇儒畲族 乡 柏洋乡 北壁乡 海岛乡 2007 年末 霞浦县人口总数 518243 人 其中牙城镇辖 26 村 居 人口 33710 人 霞浦县生产总值达 55 92 亿元 外贸出口总额 1103 万美元 社 会消费品零售额达 20 92 亿元 县财政总收入完成 1 94 亿元 其中 地方财政收入为 1 40 亿元 霞浦县交通便捷 交通路网发达 104 国道和福宁高速横贯其中 设有多个路口 公路以省道 215 线 310 线为主 投资 20 多个亿的 高标准温福铁路线 给沿线工业 商业 物流业等相关产业带来无限 商机 铁路建成后 霞浦和长三角及珠三角的距离再次缩短 霞浦机 场已经开工建设 预计 2009 年建成投产 三沙港为闽东对外通商口 岸 有多条航线通往全国各地 霞浦县拟积极拓展腹地 加快深水港 口开发 推进临海工业 霞浦县一面依山 三面临海 海岸线迂回蜿蜒 曲折绵长 达 404 公里 沿岸多岬角突出部和半岛 曲折率高 形成众多港湾 全 县岛屿 196 个 形成天然屏障 霞浦县港湾众多 浅海滩涂面积大 是全省十个重点渔业县之一 其产值占全县农业总产值的 65 冠五 业之首 是霞浦县农林牧副渔五大支柱产业之一 牙城湾滩涂总面积 619 5 hm2 2 22 2园区园区基本情况基本情况 2 2 1园区概况 霞浦县牙城工业园区是以不锈钢产品加工为特色的工业生产园区 拟引进国内外先进企业和资金 建设功能集中 特色明显的特色工业 板块 使之成为霞浦县 东扩南移 总体战略的操作平台 改善霞浦 县工业相对落后的局面 推进产业集聚和提升竞争力 根据 霞浦县总体规划 和 控制性详细规划 规划的不锈钢 生产园区范围 霞浦县牙城工业集中点位于牙城镇区东侧 该规划工 业园区地势平坦 西南毗邻高速公路牙城互通口 北边为东澳水库 西面有高速公路牙城高架桥从工业园区中部横空架设 规划主要安排 了工业用地 绿化用地 综合用地 公用工程设施用地等 总面积约 119 29 公顷 分为三期用地 本次控制性详细规划主要控制一期用地 范围西至沈海高速公路 东至斗门村 北到东澳水库 南临牙城湾 一期用地规划总面积为 73 42 公顷 正在规划的不锈钢生产园区计划引进约 50 家不锈钢冷轧或精加 工企业 形成 70 万 t a 的不锈钢无缝钢管生产园区 并配套建设工业 废水处理厂 即本项目 2 2 2控制性详细规划成果 部分 1 水污染控制目标水污染控制目标 污水处理率和处理达标率均为 100 工业用水的重复利用率中 期为 67 远期为 100 区内地表水水质达 地表水环境质量标准 GB3838 2002 标准中 III 类水质标准 除局部混合区外 牙城湾海域 水质规划能达到 海水水质标准 GB3097 1997 标准中 类海水水 质标准 2 给水工程规划给水工程规划 工业区最高日用水量为 0 60 万 m3 d 工业区供水水源为牙城 镇区水厂 工业区最高日用水由牙城镇区水厂供给和自备水 给水管沿道路敷设 在工业区内呈环状布置 并布置室外消防 栓 间距不大于 120m 保护半径不大于 150m 3 排水工程设施排水工程设施 工业区平均日污水量为 0 50 万 m3 d 采用雨污分流的排水体 制 该规划工业区在南侧规划一处污水处理厂 污水管道沿道路敷设 最小管径为 300mm 雨水设计重现期取一年 雨水由沿道路敷设的雨水管和部分明 渠收集 最终经滞洪区流到牙城湾 4 竖向规划竖向规划 竖向规划应充分利用现有地形 在满足场地排水的情况下 避 免大挖大填 节约投资 降低成本 结合实际地形 综合考虑各方面因素 确定园区主要道路坡度 平均控制在 0 20 左右 最小坡度为 0 18 园区场地竖向以减少土石方量为原则 尽量结合现状 采用地 块角点标注形式 各地块场地坡度控制在 0 18 0 40 2 32 3工程建设的必要性工程建设的必要性 1 工程的建设是经济发展的需要工程的建设是经济发展的需要 根据霞浦县 十一五 规划的总体发展构想 工业立县 旅 游兴县 海港强县 霞浦县组建霞浦县牙城工业园区 在壮大传统 优势产业的基础上 拟规划引进不锈钢生产工业 发展临海产业 做 大工业经济总量 强化工业对经济增长的支撑 霞浦县本着 一次规 划 分期建设 的原则 区块起步 滚动发展 由北向南 逐步推 进 的思想 在当前工业用地十分紧张的情况下 拟率先发展小型工 业用地的 特钢生产园区 以缓解工业用地的局面 因此做好与之 相应的基础设施建设也成了当务之急 与此同时 环境保护是城市发展的必不可少的组成部分 随着城 市的发展 环境保护的地位也日趋重要 水环境保护是其重要的组成 部分 也是生态环境达到良性循环的基础条件之一 综上所述 随着经济建设的全面展开 城市人口不断增加 新兴 的工业厂房不断建成投入使用 污水量也随着增大 因此霞浦县牙城 工业园区污水处理厂工程成为当务之急 通过污水收集系统可以最大 限度的减少排入自然水体的污水量 改善投资环境 带动城市开发建 设 走上环境和经济共同发展的良性循环轨道 实现可持续发展 2 工程的建设是水体保护要求工程的建设是水体保护要求 由于不锈钢生产及加工工艺的需要 钢材在轧制或进行其它后处 理工序 如涂层 退火等 前必须进行酸洗和碱洗 以去除钢材表面的 氧化铁和油脂 因此 在生产过程中会产生大量的酸洗废水以及含铬 镍等重金属离子的废水 该废水若不经处理直接排放 将会对环境造 成巨大的污染和破坏 为了避免环境污染 霞浦县牙城工业园区应对 园区内的不锈钢生产项目所产生的工业废水进行治理 使废水经处理 后达 钢铁工业水污染物排放标准 和 污水综合排放标准 中规定 的要求 3 工程的建设是落实国家工程的建设是落实国家 节能减排方案节能减排方案 和发展和发展 循环经济循环经济 的的 具体行动具体行动 本工程建设是贯彻国家促进 循环经济 发展的大政方针的具体 行动 经本项目处理后的水完全符合工业用水补充水的要求 将逐步 提高回用率 工业用水的重复利用率中期 2015 年 为 80 远期 2020 年 为 100 本工程采取污水统一收集和集中处理 是落实国家 节能减排方 案 的重要举措 与污水分散处理方式相比 是能源消耗最少 效率 最高 成本最低 方便管理的科学方式 综上所述 本项目的建设是十分必要和迫切的 第第 3 章章 项目技术分析项目技术分析 3 13 1建设年限及工程服务范围建设年限及工程服务范围 3 1 1规划年限 根据 控制性详规 确定设计的规划年限为 2020 年 3 1 2规划排水体制 控制性详规 要求排水体制为分流制 实现 雨污分流 和 生活污水和工业废水分流 3 1 3污水处理厂规划 1 工程服务对象工程服务对象 本项目工程服务范围为园区内所有不锈钢生产企业 总规划工业 用地面积 73 42ha 主要处理对象为工业园区所有企业的生产废水 不包括生活污水 2 场址规划场址规划 在园区内的经三路和经四路之间 纬一路以南的地块规划建设一 座工业废水污水处理厂 3 规划面积规划面积 污水处理厂规划占地面积为 20 亩 4 污染源分布污染源分布 在霞浦县牙城工业园区内 污染源主要有两种 约 50 家不锈钢加工企业生产过程中产生的酸洗废水 这些生产企业的生活污水 3 23 2污水水量预测污水水量预测 3 2 1污水量预测 采用自来水转化率法作为确定污水量预测的依据 规划用水量 6000 m3 d 生活污水量 工业废水量均按给水量的 0 90 计 废水排 放量 5000 m3 d 其中 工业废水量为 4000 m3 d 生活污水量 1000 m3 d 适当考虑余量确定 园区废水总排放量不超过 4000m3 d 由于城市污水管网未建完善 且近期内城市污水管网系统不能覆 盖本区域 因此 生活污水必须经过局部处理设施处理达到 污水综 合排放标准 GB8978 1996 中表 4 规定的 级排放标准方可外排 3 2 2污水处理厂规模的确定 根据上述分析预测 本项目处理规模确定为日处理废水量 4000m3 小时平均处理能力为 167m3 日运行时间为 24 小时 3 33 3污水进水水质预测污水进水水质预测 3 3 1污染源分析 针对拟入区项目不锈钢冷轧生产管材企业 对上述典型生产工艺 和排污情况作简要介绍 1 不锈钢无缝钢管工艺过程和产污环节不锈钢无缝钢管工艺过程和产污环节 不锈钢无缝钢管冷轧成型工艺包括 管坯加热 穿孔 轧管 冷 拔和冷轧 精整等几道工序 管坯加热 圆钢管坯穿孔是在热状态下进行的 则穿孔之前需进 行加热操作 加热炉采用煤气发生炉产生的煤气作为燃气 加热温度 约 1200 摄氏度左右 穿孔 圆钢管坯加热至合适的温度后 进入斜轧穿孔机进行穿孔 穿孔机中向相同方向以同一速度旋转着的两个轧辊的轴线和坯料前进 坯料就成螺旋状一边旋转一边前进 在碰到顶头以前在轧辊之间发生 压缩变形 当开始离开轧辊时 由于拉力作用 坯料的中心部位处于 容易形成孔腔的状态 碰到顶头后 在轧辊的顶头间进行轧制加工 形成内表面光滑的毛管 轧管 轧管采用的设备为三辊式轧管机 轧制后的毛管再通过均 整机来消除毛管中的缺陷及壁厚不均 均整机送定径机加工 或者再 加热到 900 摄氏度以上通过减径机来达到成品要求的外径尺度 冷拔和冷轧 冷轧钢管在多数情况下满足不了高质量和高精度的 要求 这时 用冷轧管作毛管 进行冷拔或冷轧等精加工 冷拔 首先把管坯的一端埝细 再进行酸洗 其次进行适当的润 滑处理 再拉伸 管材在冷态下加工引起了硬化 由于硬脆 再继续 拉拔时进行中间退火处理 拉拔之后的管材 根据用途 有的再拉拔 之后直接使用 有的给予适当热处理使之成为优质产品后才使用 冷轧 冷轧的加工变形主要是由压缩造成的 再轧制时 管坯中 的芯棒是静止不动的 轧辊本身一边旋转一边做往复运动 进行外径 和壁厚的压延加工 管材冷轧的中间及完了后 也要进行热处理 精整 在钢管生产线上进行矫直 切断 端头 此外 为了得到 标准及用户要求的成品钢管性能 还要对制成的钢管进行各种热处理 精整过的钢管 经防锈除油 打印商标等后出厂 2 煤气发生炉煤气发生炉 加热炉配套相应的煤气发生炉 冶金企业一般均采用热煤气 煤气发生炉是采用空气和水蒸汽为气化剂 在密闭状态的发生炉 中进行反应 使煤炭转化为水煤气 热煤气发生炉一般都配置了简单 的除尘设施 为避免热损失 一般采用干式除尘 3 3 2废水污染源强分析 1 污水排放总量核算污水排放总量核算 污水排放总量根据 城市给水工程规划规范 GB50282 1998 进 行核算 根据规划工业园区的类型 其用水量和排水量按最小用水量 和最低排放系数进行核算 结果见下表 2 废水污染物源强废水污染物源强 类比 50 万 t 不锈钢加工企业 按华迪 20 万 t 不锈钢加工的比例放 大 的排水情况 将规划项目完全投产后的废水排放源强列于下表 其 中 Oil 和 Cr6 的源强类比 侨联钢厂 的数据 总镍数据采用物料衡 算 废水排放源强表 摘自 园区控制性详细规划环评 水量水量SSCOD油油总镍总镍总铬总铬 总量51 万 m3 a162 31 60 510 77 浓度4000m3 d3137451313 7100 0151 0 3 3 3现状水质调查 我公司从温州龙湾地区两家具有代表性的不锈钢拉管企业各取了 废水水样 其中一家企业生产大管径不锈钢管材 以下称企业 A 而 另一家企业生产小管径不锈钢管材 以下称企业 B 水质监测实验结 果如下 废水水质监测数据表 水样编号水样编号铁铁 mg L 铬铬 mg L 镍镍 mg L 氟氟 mg L pH 企业 A525055095037001 25 企业 B7711 22073 62 77 该废水的主要污染物控制对象为 酸度 总铬 镍离子 总铁 氟离子 从上表可以看出 两个企业的水质差别非常大 据了解这可 能与两家企业产品性质有关 企业 B 生产小管 因此水量大 但是废 水水质浓度低 而企业 A 生产大管 水量小 但是水质浓度高 这意 味着在方案中确定这两种废水的混合比例时需非常谨慎 这样才有可 能确定合理的设计进水水质 根据国内不锈钢拉管企业生产资料 这 两种产品的用水量比例为 3 7 以此为依据确定我们的设计进水水质 按照 3 7 比例确定的废水水质为 指标指标pH铁铁 mg L 铬铬 mg L 镍镍 mg L 氟氟 mg L 数值1 7416291732991162 3 3 4污水厂设计进水水质 参考相似工程水质数据和上述实验和分析结果 确定进入污水处 理厂的生产废水的主要水质指标如下 指标指标pH铁铁 mg L 铬铬 mg L 镍镍 mg L 氟氟 mg L COD mg L SS mg L 数值215002003001200250250 3 43 4污水处理目标污水处理目标 本项目处理合格后的出水水质 执行 钢铁工业水污染物排放标 准 GB13456 1992 中规定的一级标准 部分指标参考 污水综合 排放标准 GB8978 1996 主要控制项目最高允许排放浓度 序号序号基本控制项目基本控制项目GB13456 1992 一级标准一级标准 参考值参考值 GB8978 1996 一级标准一级标准 1pH6 9 2化学需氧量 CODcr mg L 100 3悬浮物 SS mg L 70 4油 mg L 8 5六价铬 mg L 0 5 6总镍 mg L 1 0 7总铬 mg L 1 5 8氟化物 mg L 10 9总铁 mg L 3 3 53 5污水处理厂厂址选择污水处理厂厂址选择 3 5 1规划厂址 位于园区南部服务区 北面为纬一路 东面为综合用地 C01 C03 地块 南面为滞洪区 西面为经三路 按统一规划 一次征地 规划 用地面积 13611m2 现期处理 4000m3 d 布置在用地 C05 西侧 3 5 2污水厂和管网系统的关系 规划排水体制 控制性详规 要求排水体制为分流制 实现 雨污分流 和 生活污水和工业废水分流 污水厂和管网系统的关系 园区总污水管管径 DN500 中心标 高 0 439m 相对路面标高 2 661 m 3 63 6污水处理方案论证污水处理方案论证 3 6 1工艺选择原则 污水经处理后必须确保各项主要出水水质指标均达到设计目标 采用简单 成熟 稳定 实用 经济合理的处理工艺方法 进 行合理组合 以保证处理效果 并节省投资和运行管理费用 设备选型兼顾通用性和先进性 运行稳定可靠 效率高 管理 方便 维修维护工作量少 价格适中 系统运行灵活 管理方便 维修简单 尽量考虑操作自动化 减少操作劳动强度 按照上述原则 综合考虑到各方面因素 结合建设单位废水水量 水质现状 只有选择性能比较优异的处理工艺方法 才能够达到预期 工程目标 因此 在进行了深入调查研究的基础上 我司认为确定该工艺路 线时 应主要考虑以下工艺关键点 进水中含有较强的酸碱性 较高浓度的重金属离子及油类等污 染物 其可生化性极差 故考虑主要采用物化工艺处理 进水中含有铬化物 主要存在形式为 Cr III 废水中含有大量的铁离子 亚铁离子和一定浓度的氟化物 铬 镍等离子 是该废水中的主要污染物质 应做为重点处理对象 必须选取有效的处理方法达到同时去除的目的 只有解决好以上所述关键环节 才能提供一套满足水质排放要求 和投资省 运行费用低的设计方案 3 6 2国内外酸洗废水处理方法 1 中和法中和法 中和法是常用的比较成熟的处理方法 可以采用工业碱 石灰 电石渣 石灰石一石灰二级中和等 对于处理量较大的酸洗废水 直 接用工业碱或石灰乳进行中和调节废水的 pH 值到 7 8 不仅碱耗量 大 费用昂贵 而且会产生大量的不易处理的化学沉渣 先用石灰石 预中和酸洗废水 pH 4 5 再进行石灰中和 在减少成本的情况下同 样能够达到非常好的污染物去除效果 而且增加水中钙离子浓度对去 除水中的 PO43 SO42 和少量的 F 是非常有利的 形成的磷酸钙 硫 酸钙和氟化钙沉淀还可以加强其它氢氧化物沉淀的沉淀效果 2 冷冻结晶法冷冻结晶法 通过控制硫酸亚铁从废液中结晶的条件 使硫酸亚铁结晶分离 达到净化酸洗废液及回收硫酸亚铁的目的 针对某些废水中硫酸亚铁 含量很高 具有回收价值时建议采用 3 膜过滤技术膜过滤技术 将酸洗废水中和后用戈尔膜分离器进行分离 该过滤器是将膨体 聚四氟乙烯用特殊工艺复合在底部支撑材料上 制成薄膜滤袋进行有 效过滤 悬浮物被全部截留在薄膜的表面 而且此薄膜具有不粘性和 非常小的摩擦系数 故不易产生堵塞的现象 4 吸附法吸附法 是一种常用的方法 一些天然物质或工农业废弃物具有很好的吸 附性能 其来源丰富 价格低廉 因而在使用后不必再生 使用方便 但这些吸附剂吸附了污染物后仍存在后处理 再生及二次污染问题 所以限制了它们的工业化应用 5 生物吸附技术生物吸附技术 以细菌 真菌 藻类等作为生物吸附剂 利用生物吸附剂材料的 细胞壁作用 络合及离子交换作用 氧化还原作用等可实现对废水中 重金属离子的吸附转移 采用固定床或流化床的装置将吸附 洗脱 再生过程同时进行 实现连续操作 生物吸附法是一种新方法 近二 十年来 国内外学者对此进行了大量的研究 但大多是试验性成果 应用实例较少 较有发展前景 6 胶束增强超滤法胶束增强超滤法 这是一项将表面活性剂和超滤膜结合起来的新技术 国内研究报 道较少 国外也处于研究阶段 目前使用的表面活性剂主要是有机合 成的 具有一定的毒性 有的研究使用卵磷脂等具有表面活性剂功能 的天然物质来代替这些有机物 某些阴离子与阳离子或非离子表面活 性剂混合后具有协同作用 能形成较大的胶束 增强对污染物的去除 效果 超滤膜能耗低 处理后的水可以回用 具有经济价值 但是 胶束增强超滤使用的表面活性剂相对分子质量较小 因而在透过液中 含有少量的表面活性剂 这相当于在处理过的废水中引入了一项新的 污染物 至今还没有开发出经济可行的方法对超滤浓缩液进行处理 以使表面活性剂能循环使用 处理各种酸性废水和重金属废水的方法还有萃取法 混凝法 氧 化还原法 浮选法 电渗析法 反渗透及离子交换树脂等 综上所述 采用石灰石综上所述 采用石灰石 石灰乳二级曝气中和法处理酸洗废水是石灰乳二级曝气中和法处理酸洗废水是 目前最为经济合理 工艺最简洁并易于操作 最适合工程应用的有效目前最为经济合理 工艺最简洁并易于操作 最适合工程应用的有效 方案 方案 3 6 3处理方法的分析与确定 1 铁铁 铁在水中常以三价或二价的形态存在 这取决于水的 pH 值和溶 解氧浓度 在进水中由于溶解氧浓度低且 pH 值小于 3 主要以二价 铁存在 当 pH 成呈中性且有氧存在时 可溶性的亚铁能迅速氧化成 三价铁 后者又易水解成不溶性的氢氧化铁 处理铁的主要方法是将 亚铁转化成三价铁 并使之生成氢氧化铁沉淀 pH 为 0 5 时 氢氧 化铁的溶解度最小 pH 值上升到 12 时 氢氧化铁重新溶解 在 pH 值为 7 0 7 5 条件下进行曝气 亚铁可迅速转化成三价铁 氢氧化铁 的自发形成可以使铁通过沉淀而去除 另外 生成氢氧化铁沉淀比生 成氢氧化亚铁沉淀优越 这是因为 氢氧化铁的离子浓度积低于氢氧化亚铁 亚铁沉渣的浓缩和脱水较三价铁沉渣困难 亚铁沉渣会缓慢氧化 随之发生酸化 以致在沉渣处置场释放 出可溶性铁 由此可以得出对于铁的处理技术应采用中和加曝气的方法使铁以 氢氧化铁沉淀的形式去除的结论 2 镍镍 环境中的镍主要以二价离子形态存在 能与许多无机和有机络合 物生成溶于水的镍盐 镍在废水中主要以离子形态存在 主要的处理 技术有 沉淀法 投加石灰可使镍生成难溶的 Ni OH 2 该法是含镍废水处理中常 用的基本方法 另外还可以用硫化物沉淀法处理镍 在中性的 pH 值 时就可达到很好的处理效果 离子交换法 可以用于回收镍 阳 阴离子交换树脂己被用来处理硫酸镍电镀漂 洗废水 镍可得到完全的回收 且处理后出水能再用于漂洗 但对于 混合金属废水 采用该法回收就太不经济了 而且一般的再生技术会 产生难以进一步回收或处理的低浓度出水 蒸发回收法 该方法要求减少废水的体积 从而提高废水中镍的浓度 所以常 采用逆流洗涤封闭循环蒸发回收方式 这必须在漂洗工艺的设计和建 设中一起完成 反渗透法 特别适用于处理接近中性的含镍废水 而且回收利用昂贵的镍化 合物在经济上可获利 因此很多反渗透装置都是专门用于处理镍电镀 液的 对于该酸洗废水 镍的浓度偏低 如采用此法不仅成本过高而 且无回收价值 3 铬铬 铬在水中常以三价 Cr3 和六价 Cr6 离子形态存在 在一定条件 下可相互转化 Cr III Cr VI 在酸性溶液中以 Cr3 Cr2O72 型体存在 而在碱性溶液中存在着 Cr OH 4 1和 CrO42 该酸洗废水呈酸性 而 且废水中存在大量的具有还原性的亚铁离子 所以进水中铬主要以三 价 Cr3 形态存在 三价铬的的处理技术主要有下列方法 沉淀法 通过投加石灰或苛性碱以形成氢氧化铬沉淀物而达到 去除的目的 离子交换 使用离子交换树脂进行浓缩回收或作为常规沉淀处 理的后续深度处理手段 高梯度磁分离 铁氧体法 这是一种新的用于处理含铬废水的 方法 由于铁氧体具有强磁性 沉渣可以用高梯度磁分离技术分 开 分离后沉渣可用作铁氧体材料和铬铁合金的原料 高梯度磁分离一铁氧体法和离子交换法往往在特殊情况下使用 一般工业中三价铬仍常用石灰进行处理 较为简便 经济 4 氟氟 氟作为机体生命活动所必需的微量元素 具有多方面的生理作用 但当摄入氟含量过高时 将对机体产生一系列的毒副作用 过量的氟 对骨 肝 肾 心血管系统 免疫系统 生殖系统等组织均有不同程 度的损害作用 因此 我国规定饮用水中适宜的氟质量浓度为 0 5 1 1mg L 工业废水中氟的无机化合物最高允许排放质量浓度为 10mg L 处理含氟废水的方法主要是沉淀法和吸附法 沉淀法 沉淀法常用的化学药品主要有石灰 氯化钙 镁化合物并配合聚 合硫酸铁 硫酸铝 PAM 等使用 反应机理都是 Ca2 2F CaF2 在钙的化学计量浓度下 氟化钙的理论最大溶解度约为 8mg L pH 和钙浓度将影响溶液中的氟浓度 pH 8 及 pH 12 时水 中氟浓度最低 增加水中钙的浓度 同离子效应将使氟化钙的沉淀一 溶解平衡向生成氟化钙的方向移动 聚合硫酸铁 硫酸铝 PAM 作 为混凝或絮凝剂 可以进一步降低出水中的氟浓度 吸附法 含氟废水流经接触床 通过与床中固体介质进行特殊或常规的离 子交换或化学反应可去除氟化物 虽然处理过程中不需移去固体介质 但接触床的再生及高浓度再生液的处理是整个过程不可缺少的 由于 接触过程的基本机理是离子交换或表面反应 因此吸附法一般不直接 用于氟废水的处理 只适用于低浓度含氟废水或经其它方法处理后氟 化物浓度降至 10 20mg L 的废水 否则吸附接触床再生繁琐 运行成 本高 接触床吸附介质包括磷灰石 离子交换树脂和改性矾土等 由以上分析可知 虽然每种污染物质均有多种处理技术可以应用 由以上分析可知 虽然每种污染物质均有多种处理技术可以应用 但是该酸洗废水是多种离子混合的重金属废水及含氟废水 采用离子但是该酸洗废水是多种离子混合的重金属废水及含氟废水 采用离子 交换 反渗透等方法均难以一个过程中全部去除 而且很不经济 然交换 反渗透等方法均难以一个过程中全部去除 而且很不经济 然 而采用操作最简单最成熟的石灰中和法就可同时实现废水中的铁 镍 而采用操作最简单最成熟的石灰中和法就可同时实现废水中的铁 镍 铬 氟等污染物质的去除 使出水达标排放 铬 氟等污染物质的去除 使出水达标排放 3 6 4工艺类别及流程组成 综合以上分析 根据污水处理厂出水水质要求 本项目处理方法 应为具有中和和混凝沉淀功能的二级物化处理工艺 3 6 5污水处理工艺比较及推荐方案 1 方案一 传统工艺方案一 传统工艺 二级中和沉淀二级中和沉淀 主体工艺流程框图 典型的中和系统采用碳酸钠 氢氧化钠 石灰石或石灰 而最普 遍的是用石灰 石灰是便宜的化学品 反应又快 其缺点是产生大量 的污泥 本方案采用 两级石灰中和反应法 沉淀池 工艺路线 主 体工艺流程如下 污污泥泥浓浓缩缩池池 空空气气 调调节节池池 废废水水 消消灰灰石石 一一级级曝曝气气中中和和反反应应池池 消消石石灰灰 PAM 出出水水 纳纳污污水水休休 泥泥饼饼 斜斜板板沉沉淀淀池池 集集水水池池 排排放放口口 二二级级曝曝气气中中和和混混凝凝池池 中中间间水水池池 砂砂滤滤池池 板板框框压压滤滤机机 泵 泵 自流 泵 鼓鼓风风机机 平平流流沉沉淀淀池池 泥泥 泥泥 空空气气 泥泥 外外运运处处理理 回回用用水水池池 泵 溢流 厂厂区区用用水水 泥泥 污污泥泥浓浓缩缩池池 浮浮渣渣 方案一 主体工艺流程图 微曝气调节 微曝气调节池主要是为了利用低廉的消石灰将酸洗废水的酸性由 强酸性中和到弱酸性 并在池底布设微孔曝气管 作用之一是使投加 药剂与废水充分接触 将预曝气调节池出水的 pH 控制到 4 5 可有 效防止反应过程中产生氢氧化亚铁沉淀 达到均质均量的效果 其二 使废水在中和过程中产生的浮渣及沉降物上下分离得以去除 减少后 续中和反应过程中消石灰投加量和泥渣生成量 一级曝气中和 一级中和的机理是继续投加价格相对低廉的消石灰作为絮凝沉淀 的药剂调节 pH 值 与废水进行絮凝反应 工艺中如果使用石灰石中和处理酸洗废水时常常产生一些困难 这是由于中和反应所产生的硫酸钙覆盖在石灰石表面会妨碍中和反应 的进行 此外 如果中和程度控制不当会生成絮状氢氧化亚铁沉淀 此时出水上面的澄清液尽管会一度呈现透明状态 但它还含有很多的 Fe2 经过一段时间以后亚铁被空气中的氧所氧化生成氢氧化铁沉淀 澄清液会变成褐色的污浊液 而且该沉淀物不易浓缩 使得沉淀的泥 渣处理困难 采用消石灰一级曝气中和沉淀反应 则可以有效避免出现上述情 况 首先该技术采用曝气手段可以确保药剂 石灰 与废水充分混合 使反应的废水 pH 值在反应池各点基本均一 从而保障反应的持续进 行 其次可有效防止反应过程中产生氢氧化亚铁沉淀 一级沉淀 平流沉淀池 沉淀法是依靠重力作用将水中的悬浮物分离去除 采用平流沉淀 池 成熟 稳定 操作较简单 能达到较好的固液分离效果 二级曝气中和混凝 一级平流式沉淀池出水自流进入二级曝气中和混凝反应池后 继 续投加消石灰对进水酸碱性进行进一步的调节 并使得未反应完全的 重金属离子形成沉淀 在此过程中投加助凝剂保证沉淀完全 为后续 的二沉处理提供良好的条件 本阶段也充分利用酸洗废水中铁含量较 大的特点 使之在反应过程中一方面作为污染物被去除 另一方面也 起到混凝作用而提高对其它污染物的去除 保证出水的达标排放 此 阶段为污染物去除的主要阶段 曝气不但可以将亚铁完全氧化成三价 铁 而且可以起到搅拌作用 防止反应生成的泥渣沉积 混合液采用 常规的沉淀法就可以基本满足出水水质要求 二级沉淀 斜管沉淀池 斜板 管 沉淀池是根据 浅层沉淀 理论 在沉淀池中加设斜板 或蜂窝等斜管装置 以提高沉淀效率的一种新型沉淀池 按水流与沉 泥的相对运动方向 可分为异向流 同向流和侧向流三种类型 在城 市污水处理中主要采用升流式异向流斜板 管 沉淀池 根据异向流斜板 管 公式的推导 斜板 管 沉淀池的处理能力与普 通沉淀池相比可提高 2 4 倍 沉淀时间可缩短几倍 具有提高设计 负荷 缩短停留时间和占地少等优点 三级处理 砂滤 废水中的各种污染物质均是以生成沉淀的方式达到去除的目的 比如 Fe OH 3 Ni OH 2 Cr OH 3 CaF2 CaSO4 其中氟化钙在 18oC 水中的溶解度为 15 6mg L 折合氟为 7 6mg L 但由于常规的 石灰中和处理沉淀物形成速率慢 固体颗粒小 沉降特性差 氟浓度 只能降至 15 30mg L 不能达到国家排放标准的要求 10mg L 因 此采用砂滤作为出水保证措施 防止沉淀处理后的出水残留少量絮状 物导致出水污染物超标 从而确保出水各项指标均能稳定达标排放 2 方案二 改进工艺方案二 改进工艺 主体工艺流程框图及其简介 典型的中和系统采用碳酸钠 氢氧化钠 石灰石或石灰 石灰石 比石灰更为经济 反应时会产生较稠的污泥 但在 pH 值 6 5 以上反 应难以继续进行 除了石灰石以外 石灰是最便宜的化学品 反应又 快 其缺点是产生大量的污泥 因此采用石灰石和消石灰分别作为两 阶段中和药剂的二级中和法可以发挥两者的优点 主体工艺流程如下 泵 污污泥泥浓浓缩缩池池 空空气气 调调节节池池 废废水水 石石灰灰石石 一一级级曝曝气气中中和和塔塔 消消石石灰灰 PAM 出出水水 泥泥 平平流流沉沉淀淀池池 集集水水池池 排排放放口口 二二级级曝曝气气中中和和混混凝凝池池 砂砂滤滤池池 清清水水池池 厢厢式式压压滤滤机机 泵 泵 泵 自流 鼓鼓风风机机 方案二主体工艺流程图 一级曝气中和 一级中和的机理是利用比消石灰价格更为低廉的石灰石将酸洗废 水的酸性由强酸性中和到弱酸性 这样可以有效降低药剂费用 常规 工艺使用石灰石中和处理酸洗废水时常常产生一些困难 这是由于中 和反应所产生的硫酸钙覆盖在石灰石表面会妨碍中和反应的进行 此 外 如果中和程度控制不当会生成絮状氢氧化亚铁沉淀 此时出水上 面的澄清液尽管会一度呈现透明状态 但它还含有很多的 Fe2 经过 一段时间以后亚铁被空气中的氧所氧化生成氢氧化铁沉淀 澄清液会 变成褐色的污浊液 而且该沉淀物不易浓缩 使得沉淀的泥渣处理困 难 采用一级曝气中和技术 选用粒径为 0 5 3mm 的石灰石 则可 以有效避免出现上述情况 首先该技术采用曝气手段可以确保石灰石 颗粒不会被反应过程中生成的硫酸钙沉淀物所覆盖 从而保障反应的 持续进行 其次将一级曝气中和出水的 pH 控制到 4 5 不但可有效 防止反应过程中产生氢氧化亚铁沉淀 而且可有效吹脱反应过程中生 成的二氧化碳气体 减少二级中和过程中消石灰投加量和泥渣生成量 再次 采用升流式膨胀中和反应塔既能有效吹脱反应过程中产生的二 氧化碳 又可以冲走易堵塞滤层的微细悬浮物质