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霞浦牙城废水方案

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工 程 概 要
一. 工程内容
1. 处理规模: 4000m3/d

2. 设计进出水水质:

项 目
pH
CODCr
(mg/L)
SS
(mg/L)
总铬
(mg/L)
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 目
油
(mg/L)
总镍
(mg/L)
氟化物
(mg/L)
Fe2+
(mg/L)
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: 经过技术经济比较, 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, 远期待污泥回收处理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. 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. 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 录
第1章 概 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2章 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3章 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4章 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5章 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6章 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7章 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1章 概 述
1.1 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
1.2 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, 经过充分的调查、 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。
经过以上工作, 为项目决策提供科学依据。
1.3 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( ～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, .12
1.3.5 《霞浦县环境保护规划》( )
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, .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, .11
1.4 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、 处理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。
1.5 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。
1.6 设计采用的主要规范及标准
1.6.1 《室外排水设计规范》 GB50014-
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-
1.6.5 《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB50069-
1.6.6 《砌体结构设计规范》 GB50003-
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-
1.6.10 《混凝土结构设计规范》 GB50010-
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-
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-
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2章 项目背景
2.1 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
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经过; 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, 日照充分, 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- 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
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
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
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。 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 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。

2.2 园区基本情况
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, 改进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
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- )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Ⅱ类海水水质标准。

(2) 给水工程规划
q 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。
q 工业区最高日用水由牙城镇区水厂供给和自备水。
q 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
q 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。
q 该规划工业区在南侧规划一处污水处理厂。
q 污水管道沿道路敷设, 最小管径为300mm。
q 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
q 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。
q 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%。
q 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%。

2.3 工程建设的必要性
(1) 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, 经过污水收集系统能够最大限度的减少排入自然水体的污水量, 改进投资环境, 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
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”节能减排方案”和发展”循环经济”的具体行动
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( )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3章 项目技术分析
3.1 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
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
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
污水处理厂规划占地面积为20亩。
(4) 污染源分布
在霞浦县牙城工业园区内, 污染源主要有两种:
q 约50家不锈钢加工企业生产过程中产生的酸洗废水;
q 这些生产企业的生活污水。

3.2 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Ⅰ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。
3.3 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。轧制后的毛管再经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摄氏度以上经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。另外, 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
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
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
SS
COD
油
总镍
总铬
总量
51万m3/a
16
2.3
1.6
0.51
0.77
浓度
4000m3/d
3137
451
313.7
100.0
151.0
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
铁
(mg/L)
铬
(mg/L)
镍
(mg/L)
氟
(mg/L)
pH
企业A
5250
550
950
3700
1.25
企业B
77
11.2
20
73.6
2.77

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。从上表能够看出, 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, 可是废水水质浓度低; 而企业A生产大管, 水量小, 可是水质浓度高。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
pH
铁
(mg/L)
铬
(mg/L)
镍
(mg/L)
氟
(mg/L)
数值
1.74
1629
173
299
1162
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
pH
铁
(mg/L)
铬
(mg/L)
镍
(mg/L)
氟
(mg/L)
COD
(mg/L)
SS
(mg/L)
数值
2
1500
200
300
1200
250
250
3.4 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
基本控制项目
GB13456-1992
一级标准
参考值
(GB8978-1996
一级标准)
1
pH
6-9

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
3.5 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
q 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”。
q 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)。
3.6 污水处理方案论证
3.6.1 工艺选择原则
q 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。
q 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。
q 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。
q 系统运行灵活、 管理方便、 维修简单。
q 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:
q 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。
q 进水中含有铬化物, 主要存在形式为Cr(III)。
q 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
中和法是常见的比较成熟的处理方法, 能够采用工业碱、 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, 不但碱耗量大, 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能够加强其它氢氧化物沉淀的沉淀效果。
(2) 冷冻结晶法
经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
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
是一种常见的方法, 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, 因此限制了它们的工业化应用。
(5) 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
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。当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, 处理后的水能够回用, 具有经济价值。可是, 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—石灰乳二级曝气中和法处理酸洗废水是当前最为经济合理、 工艺最简洁并易于操作、 最适合工程应用的有效方案。
3.6.3 处理方法的分析与确定
(1) 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能够使铁经过沉淀而去除。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:
q 氢氧化铁的离子浓度积低于氢氧化亚铁;
q 亚铁沉渣的浓缩和脱水较三价铁沉渣困难;
q 亚铁沉渣会缓慢氧化, 随之发生酸化, 以致在沉渣处理场释放出可溶性铁。
由此能够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
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:
q 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见的基本方法。另外还能够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。
q 离子交换法
能够用于回收镍, 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。
q 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, 因此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。
q 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, 如采用此法不但成本过高而且无回收价值。
(3) 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, 因此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:
q 沉淀法: 经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;
q 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