宜昌市某化工有限公司废水处理站设计方案.doc

宜昌市化工有限公司废水处理站方 案 设 计工程号：QY060157 2006年2月19日 设计单位： 重庆某环保集团有限公司 方 案 目 录 设计单位简介 设计方案 一、概述 二、设计依据及有关标准 三、处理工艺技术及设计 四、处理工艺单元设计 五、相关专业设计概要 六、工程投资概算 七、经济效益分析 八、环境保护和安全卫生 九、承诺附件 设 计 单 位 简 介 重庆某环保集团有限公司是集科研、环保治理、环保产品生产为一体的科技企业。集团公司下设科研部、运营部、工程部、设计研究所、天然高分子QH絮凝剂生产厂、荣昌环保分公司、湖北长阳清源环保科技公司、重庆清源园林景观设计工程有限公司、重庆市华维体育工程发展有限公司。拥有从事环保、电气、水电安装、土建、设计专业的教授、高级工程师11人,中级职称20人,技术力量雄厚。重庆市人民政府认定的高新技术企业。 公司研制开发的“天然有机高分子QH絮凝技术”用于城市污水处理，经重庆市科委、市环保局组织专家鉴定，达到国内领先水平。QH絮凝剂2002年被国家科技部等五部委局认定为“国家重点新产品”。 QH絮凝技术2003年被国家环境保护总局认定为“国家重点环境保护实用技术”推广。公司连续三年被命名为市级“重合同守信用”企业；被九龙坡区评为“优秀私营企业”、“诚信企业”、“重点扶持科技企业”；2003年获九龙坡区政府“科技进步一等奖”；2004年被评为“中国环保产业100强”；“QH絮凝技术”被国家建设部列为2005年全国建设行业科技成果推广项目。 公司持有甲级污水治理资质证书、乙级设计资质证书、运营资质证书、环保产品(技术)推荐证书、电镀废水治理技术推荐证书。QH絮凝技术广泛用于城镇污水、工业、屠宰、电镀、酒精、造纸、印染、溪流污水等治理,除磷、铬、锌、铜、铅等重金属效果特别突出。采用本技术治理废(污)水具有投资省、占地少、操作简便、运行费用低、污泥不膨胀、无臭等特点。受到国家环保总局、市环保局和用户的好评。QH絮凝技术已进入国际市场。 公司坚信信誉就是企业的生命，服务对象就是企业的上帝之理念。 尊敬的业主，您如与我们重庆清源环保集团公司合作，你一定会获得最高的质量高效的服务。本公司将以优质的服务保障您收到最佳的投资效果。一、概述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重要内容。人类越来越意识到环境对人类生存与发展的重要性。因此，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。环境及生态平衡的优劣标志着社会进步与文明的程度。然而，在经济发展与工业化进程中，随之带来的水污染问题已便得十分严重。特别是在经济发展和工业化生产过程中，排放出大量的工业废水，不仅严重影响到了人类的生存。而且，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，并且把治理后的附产品回收利用、不仅可大大降低企业的生产成本。同时也对生态环境保护起到了重要作用。 湖北宜昌市化工有限公司主要从事硫酸铝、聚合铝和盐酸等化学分析纯的生产和销售，在生产过程产生高浓度的酸性废水。废水中含在硫酸、盐酸、硝酸盐等。目前采用厂内排放的冷却水稀释，用石灰乳和ZaHO2，酸碱中和，在进行混凝沉淀处理工艺。由于酸度太高，加入的碱性药剂较多，因此运行费用也高，每天的运行费用高达2万元，并且排放的水经常不达标，给企业经济带来严重损失，制约了企业的经济发展，同时对周围水环境造成严重污染。 为此，宜昌市化工公司决定重新建设一个废水处理站。我集团公司受其委托，凭借本集团（公司）在废水治理方面的经验，在多次研究、反复筛选的基础上提出“再生回收加中和沉淀”的综合治理方案，以达到环境、经济、社会效益“三统一”的目的。二、设计依据及有关标准 1、设计依据 1）宜昌市化工有限公司废水治理方案设计委托； 2）我司技术人员根据相关资料及该废水治理经验依据； 3）宜昌市化工有限公司提供的废水水质水量和地理位置等资料。 2、相关标准 1）污水综合排放标准GB89781996； 2）建筑给排水设计规范GBJ1588； 3）室外排水设计规范TJ1487； 4）建筑设计防火规范GBJ1687； 5）城市环境卫生设施、设置标准CJJ2789； 6）工程结构可靠废水设计统一标准GB5015392； 7）建筑结构设计统一标准GBJ6884； 8）给排水工程结构设计规范GBJ6984； 9）混凝土结构设计规范GBJ1089； 国家相关设计规范及标准。 3、设计原则 1）在生产建设总体规划的指导下，通过废水治理工程“三同时”，建设达到保护环境，保护水资源，改善投资环境，保持企业可持续发展的目的； 2）在保证有限投资和处理效果的前提下，充分发挥建设项目的社会效益，环境效益和经济效益； 3）采用先进、合理、技术成熟、处理效果理想的工艺技术。为废水处理站的建设和运行创造良好的条件； 4）采用高效节能，简便易行的处理工艺，尽量节省工程投资和运行费用； 5）设备选型做到价格合理、质量可靠、先进的设备； 6）处理工艺操作管理方便、长期运行安全可靠、运行稳定、运行成本低、处理效果理想； 7）按现行有关规定进行投资估算和经济分析。 4、工程目标 废水处理站的设计做到工艺先进合理、设备先进、管理方便，同时尽量做到投资省、运行费用低。 1）废水水量 根据宜昌市化工有限公司提供的生产废水水质和水量数据：硫酸废水420m3/d，盐酸和硝酸废水180m3/d，因此确定设计日处理废水量为600m3，每天连续20小时运行。设备设施最大处理能力为25m3/h。 （1）废水水质 根据宜昌市化工有限公司提供的废水分析数据，其废水水质（见表）。表1COD（mg/L）酸度（mg/L）磷酸（mg/L）氨氮（mg/L）备注3000.02.020.0300厂方提供 （2）设计出水水质COD（mg/L）SS（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）PH100701.50.569 5、设计范围 1）从废水进入本处理工艺进口至处理出口整个工艺路线的设计； 2）平面布置见附图； 3）电器设备、机械设备（包括非标设备）及配套设施设计；4）工程投资概算。三、处理工艺选择及设计1、处理方法的确定酸性废水主要来自该厂化学试剂的生产过程中，如硫酸铝是由铝酸钙粉或氢氧化铝粉与硫酸作用而制得；试剂盐酸则是用工业盐酸（30%）经蒸馏提纯，增浓至37%的而制成，同时在鉴塔内产生大量含HCL3h 配套设备：配不锈钢提升泵1台，功率7.5kw/台，池体内墙作防腐处理。数 量：1座4、微电解池 功 能：该池装有活性填料，低浓度酸性废水流经该池时，由于填料的氧化作用，产生的一OH离子可提高废水的PH值，从而减少后工序的石灰或ZaOH用量，降低处理成本，同时该池采用冲氧曝气，以增强氧化作用，还有助于降低COD。结构形式：钢砼，半地埋式 7.04.03.0（m）水力停留时间：10h，进水PH值1。配置设备：层叠式气泵2台，功率1.1kw/台。数 量：1座 5、精密过滤器 功 能：该设备主要用于去除废水中粒经5um的细小悬浮物，以满足电渗析器进水条件。处理能力：20m3/h进水浊度：60%数 量：1座7、电渗析器 功 能：本设备是本工程的核心处理装置，承担着硫酸废水分离、浓缩、纯化的任务。电渗析器的主要部件离子交换膜它分为阴膜、阳膜和复合膜三种，阴膜只允许废液中的阳离子透过，而阳膜透过阴离子。电渗析器的基本原理就是：在外加直流电场的作用下，利用阴、阳膜对水中离子的透过性，使部分溶液中的离子迁移到另部分溶液中去，从而达到浓缩、纯化、合成与分离的目的，对硫酸废液而言，电渗析器的离子交换膜电复合膜与阴膜进行适当的组装，复合膜两层膜面之间水的电解为回收硫酸提供H+，而废水中的SO4则透过阴膜与H+结合成纯净的硫酸，以供回收利用，其分离后的清水亦可供回用或直接排放。处理能力：10m3/n台电 耗：0.6kw/m3水 硫酸回收率：95% 数 量：3台（两用一备）8、过滤式滚筒机功 能：滚筒机内采用颗粒石灰石作为中和剂，由于滚筒的连续旋转，使废水与中和剂充分搅拌接触，且由于石灰石粒料在旋转中相互不断撞击摩擦，不断产“新鲜”的反应面与酸性废水发生中和反应，从而可提高中和剂的利用率，亦可避免其表面产生硫酸钙的结构问题，中和反应所产生的CO2通过曝气可分离出去，从而提高废水的PH值。处理能力：20m3/n，出水PH值56配套设备：提升泵2台，功率7.5kw，立式翻斗提升机1台，高位箱1套。数 量：1台9、幅流式沉淀池功 能：沉淀池共2座，分别用作中和反应池，QH絮凝反应池出水的沉淀之用。结构形式：钢砼，半地埋式 6.03.8（m） 水力表面负荷：0.85 m3/m2.h，沉淀时间：3.5h配置设备：中心转动刮泥机：2台，功率0.75kw/台，污泥泵4台。其余构（建）筑物与工艺设备，分别详见主要构（建）筑物一览表主要工艺设备材料一览表。（1）主要构（建）筑物 表2 主要构（建）筑物一览表序号构（建）筑物名称结构形式规 格（m）数量（座）备 注11#调节池钢混、地下式8.04.04.01硫酸废水用，防腐处理22#调节池钢混、地下式4.04.04.01盐硝酸废水用，防腐处理3过滤器房砖混、地上式5.03.614集 水 池钢混、地下式2.52.52.51过滤出水用，防腐处理5高 位 槽玻璃钢、地上式1.22.02电渗析和过滤机用6设 备 房钢混、地上式10.06.01电渗析用7清 水 池钢混、地下式6.04.03.028贮 酸 池钢混、地下式7.04.03.04防腐处理，回收硫酸用9微电解池钢混、地下式7.04.03.01防腐处理10综合调节池钢混、地下式7.04.03.01防腐处理11设 备 房砖混、地上式15.04.01过滤机用12中和反应池钢混、地下式2.02.01.52防腐处理13幅流式沉淀池钢混、半地埋式6.03.8214内电解塔钢混、半地埋式4.04.0115反 应 池钢混、地上式1.01.2216过 滤 池钢混、地下式4.03.03.0117出 水 井钢混、地下式1.21.21.8118污 泥 井钢混、地下式2.52.03.0119污泥浓缩池钢混、半地埋式5.04.02续表2序号构（建）筑物名称结构形式规 格（m）数量（座）备 注20脱水机房砖混、地上式15.010.0121提升泵房砖混结构12m2422加 药 房砖混结构48m2123生石灰贮存间砖混结构50m2124供配电间砖混结构12m2125综 合 楼砖混结构75m21值班、化验、办公室（2）主要工艺设备材料表3 主要工艺设备材料一览表序号设备、材料名称型号规格单位数量备注设备产地1提 升 泵IH65-50-125-3.0台3不锈钢二用一备N=3.0 kwIH65-50-125A-2.2台2不锈钢一用一备N=2.2kw80FS-30-7.5台2不锈钢一用一备N=7.5kw2潜水污泥泵60QW30-20-3.0台2一用一备N=3.0kw3反冲洗泵IS65-50-160A-4.0台1N=4.0kwIS125-100-250D-11.0台1N=11kw4单头螺杆泵G30-1-3.0台3N=3.0kw5精密过滤器QLJ-1000-4.0台2不锈钢N=4kw6电渗析器DS33-300套37滚筒式过滤机ZC-1型-7.5台套2N=7.5kw不锈钢8立式翻斗式提升机B=300-2.2台1N=2.2kw9电 解 塔25003800座1钢制体防腐10层叠式气泵DLB-55-1.1台2N=1.1kwDLB-270-4.0台2N=4.0kw11刮泥机NZS-6A台2N=0.75kw江苏12箱式压滤机XYZ-200/1250-U台3浙江丽水13电解填料m346浙江振兴14天 车台1用于污泥脱水间 续表3序号设备、材料名称型号规格单位数量备注设备产地15电动叉车台2N=1.5kw16循环泵32ZW8-22-1.5台2PVC材料不锈钢17废液槽m36玻璃钢，含支架18高位箱12002000套219中和加药装置中和2重庆清源20钢架平台t3.6A3材料重庆清源21加药装置套2含搅拌机计量泵重庆清源22电气控制系统套2PLC控制23管道系统按设计图批1水、泥、加药、沼气外 购24防腐处理按设计图m2760五、相关专业设计概要 1、建筑设计 本工程采用钢筋砼结构，池壁均为C25防水砼，抗渗等级不小于S6，池内壁用玻璃钢做而酸防腐厚3mm。地面以上的水泥池外壁采用1：2.3水泥砂浆掺5%防水剂抹面压光，刷外墙涂料。 2、结构设计 1）设计参数 地震烈度：7度 2）遵循的主要设计规范 建筑结构荷载规范：GBJ987； 砼结构荷载规范：GBJ1089； 砌体结构设计规范：GBJ388。 3）地质资料 建单位未提供本工程地质资料，拟定地下水对混凝土无侵蚀性。 3、电气及仪表设计 1）设计范围本工程设计范围包括废水处理厂的供配电、电气控制、照明、电缆敷设及防雷接地设计。2）供电电源废水处理站设计规模为600m3/d，为保证废水厂电气系统的连续、可靠运行，本废水处理厂从生产车间引入一路380V低压电源进入，低压配电室，低压由主配电室引二回路380V低压电源和一路220V低压电源，对废水处理站的设备供电。3）负荷计算 全厂用电负荷分为工业动力负荷和辅助照明负荷两大类，主要动力设备负荷为电动机类负荷，工程装机功率95.3kw，运行功率53.2kw，有功负荷49.6kw。主要动力设备负荷量采用系数法计算；辅助照明负荷及办公用电负荷按单位建筑面积用电指标计算。 4）供配电系统 为了保证供电的可靠性和连续性，污水处理站的低压配电系统采用单母线结线方式。对所有配电回路采用放射式供电。 5）电力计量及功率因数补偿 （1）由于厂内主配电室的高、低压系统应该装设电力计量装置，因此本站不再单独设置计量装置。 （2）虽然本废水处理站负荷的功率因数只有0.8，不能满足供电部门的要求。但由于本站负荷容量小，因此应在站内主配电室低压系统中统一考虑进行功率因数补偿（补偿后的功率因数应达到0.92以上），因此本站低压配电系统不再单独设置功率因数补偿装置。 6）主要设备选型设备选择是一项非常重要的工作，应以先进、可靠、适用的原则来选择设备，同时也应注意经济上的合理性。本工程尽可能选择国内先进的电气设备，低压配电柜采用的MNS型低压开关柜，组柜简单，功能分隔明确，便于操作维护，美观大方，档次较高，外壳防护等级为IP30；该设备为免维护产品，对今后的运行管理比较有利，这就大大节省了日常维护、保养的工作量，并具有寿命长、可靠性高、技术先进的特点。其他电气箱、盘主要为非标设备，也采用性能价格比较高的国内名牌产品。7）控制中心系统在废水站综合楼内建一中心控制系统，内设监控管理计算机，三台打印机，稳压电源及UPS电源，一面大型模拟屏。另设有通讯控制装置。所配置的硬件和软件具有如下功能：（1）采集全站各过程的工艺参数、电气参数及工艺设备运行状态信息。根据采集到的信息，对运行情况进行分析，建立各类数据库，对主要工艺参数做出趋势曲线，分析比较后找出最佳运行规律。通过分析故障，改进管理方法，保证出水水质。（2）模拟屏可直观的显示出全站工艺流程和主要参数及工艺设备的运行 情况，显示过程由设在各工艺点的PLC控制完成。计算机的显示器（CRT）可显示全站的动态流程图、各工段工艺流程图，带有动态参数显示，记录趋势曲线，自动生成各类报表，并定时打印。（3）在线分析，诊断故障并报警。8）照明在保证照度的前提下，优先采用高效节能灯具和使用寿命长、光色好的光源，以降低能源损耗和运行费用。室内照明以高效荧光灯为主，室外照明采用防水防尘灯具。 电气室内设置有应急照明灯具。9）防雷接地 （1）本工程防雷均按三类建筑物设防，其防雷和接地系统采用共用接地体方式，全厂采用等电位联接，其接地电阻要求小于1欧姆。 本废水处理站单独设置接地网，并与全厂的主接地网相连。 （2）低压配电系统接地型式采用TN-S系统，对于手握式电气设备及插座回路应单独加装漏电保护开关，以进一步提高安全性。 （3）所有正常不带电的设备金属外壳均应可靠接地。10）电缆敷设 低压电源进线为VV-1000聚氯乙烯绝缘电缆，户内电缆以电缆沟内敷设为主，户外配线则以穿钢管敷设为主。11）电话 电气室内配置内线调度电话1部，作为污水处理厂与站内其他部门通讯使用。12）消防 污水处理厂电气室为二级耐火建筑物，电气室内设置了手提式干粉灭火器。六、工程投资概算 1、编制依据 工艺设备计价是参照生产厂家提供的设备基价计入；单项工程造价按湖北省统一安装工程预算定额以及建筑安装工程间接定额；综合指标按建设部城市基础设施工程投资指标。 本估算编制内容：工艺设备材料费、安装工程费、其他工程费。2、总投资估算 1）土建工程费用（见表4）表4 土建工程费用（估算价） 单位：万元序号构筑物名称规 格（LBH）m单位数量单价金额备 注11#调节池8.04.04.0m3128.00.0425.38钢混结构22#调节池4.04.04.0m364.00.0422.69钢混结构3集 水 池2.52.52.5m316.00.0420.67钢混结构4高 位 槽1.22.02m34.60.301.38玻璃钢结构5清 水 池6.04.03.0m372.00.0423.02钢混结构6贮 酸 池7.04.03.0m384.00.0423.53钢混结构7微电解池7.04.03.0m384.00.0423.53钢混结构8中和反应池2.02.01.52m312.00.0420.50钢混结构9幅流式沉淀池6.03.82m3215.00.0429.03钢混结构10内电解塔4.04.0m350.00.0422.10钢混结构11综合调节池7.04.03.0m384.00.0423.53钢混结构小 计35.36续表4序号构筑物名称规 格（LBH）m单位数量单价金额备 注12反 应 池1.21.22m30.90.0400.04砖混结构13过 滤 池4.03.03.0m336.00.0421.51钢混结构14出 水 井1.21.21.8m30.40.0400.02砖混结构15污 泥 井2.52.03.0m315.00.0420.63砖混结构16污泥浓缩池5.04.02m3157.00.0426.59钢混结构17提升泵房4.03.04m248.00.073.36砖混结构18过 滤 器5.03.6m218.00.071.26砖混结构19电渗析房10.06.0m260.00.074.20砖混结构20石灰贮存间10.05.0m250.00.073.50砖混结构21过滤机房15.04.0m260.00.074.20砖混结构22供配电房4.03.0m212.00.070.84砖混结构23加 药 房8.04.0m232.00.072.24砖混结构24污泥脱水间15.010.0m2150.00.0710.50砖混结构25综 合 楼15.05.0m275.00.075.25砖混结构小 计44.14合 计79.502）设备材料直接费用（见表5）表5 设备材料直接费用表 单位：万元序号设备名称规格型号单位数量单价金额备 注1提 升 泵IH65-50-125-3.0台32.136.39不锈钢2提 升 泵IH65-50-125A-2.2台21.603.20不锈钢3提 升 泵80FS-30-7.5台22.855.70不锈钢4潜水污泥泵60QW30-20-3.0台20.631.26铸 钢5反冲洗泵IS65-50-160A-4.0台10.680.68碳 钢IS125-100-250D-11.0台11.721.72碳 钢6螺 杆 泵G30-1-2.2台31.203.60碳 钢7精密过滤器QLJ-1000-4.0台216.8033.60不锈钢8电渗析器DS33-300套323.7071.109滚筒式过滤机ZC-1型-7.5套126.8053.60不锈钢10立式翻斗式提升机B=300-2.2套17.807.80碳 钢11电 解 塔25003800台117.6017.60A3钢12层叠式气泵DCB-55-1.1台20.160.32DLB-270-4.0台20.480.9613刮 泥 机NZS-6A-0.75台28.8017.60水下不锈钢14循 环 泵32ZW8-22-1.5台20.430.86不锈钢15废 液 槽m310.300.30PVC材料小 计226.29续表5序号设备名称规格型号单位数量单价金额备 注16高位箱12002000套21.202.40玻璃钢含支架17中和加药装置套22.605.2018QH絮凝加药装置套23.807.60含计量泵19箱式压滤机XYZ-200/1250-U台313.6040.8020电解填料m3460.167.3621天 车1255（m）台16.906.9022电动叉车台24.509.0023钢制走道、平台按 图吨3.60.461.66A3钢材24配电设置套15.605.6025电控设施套31.203.6026站内电缆、电线适 用套148.013.0027防腐处理m27600.01813.6828浮球控制开关F1Y套80.161.2829PH在线监测仪进 口套41.305.2030控制系统PLC套223.0046.0031管、阀系统适 用批170.0070.00小 计239.28合 计465.573）工程费用汇总表（见表6）表6 费用汇总表 单位：万元序号费用项目名称计算方法金 额备 注1土建工程79.50详见表42设备材料465.57详见表53安装工程（2） 15%69.844小 计（1+2+3）614.915工程设计费（4） 5%30.756联合调试费（2） 3%13.978工程管理费（4） 8%49.199税 金（4+5+6+7+8） 4.3%30.4810总 价（4+5+6+7+8+9）739.30七、经济效益分析1、运行费用分析（1）人工费本污水处理站三班运行，劳动定员共16人，其中：操作12人，维修2人，化验1人，站长1人，人均月工资以800元计，则处理每吨水的人工费为0.71元。（2）电力费 本工程总装机容量为95.3kw，运行负荷为53.2kw，即日耗电量958kwh,电费单价以0.50元/度计，则电力费用为0.80元/吨水。（3）药剂费根据该废水对药剂的理论计算量，本工艺需加入的药剂有石灰10T/天、氢氧化钠0.8T/天、QH絮凝剂0.5T/天、PAM（助凝）10kg/天。因此，投加上述药剂的综合费用为7.50元/吨水。该站生产废水的直接运行费用为9.01元/吨水，每天运行费用5406元。2、效益分析该站生产废水在按照本工艺提出的治理方案实施之后，可取得良好的经济效益。废硫酸液经电渗析器分离后，可回收硫酸80T/天，价值按300元/T计算，每天收入2.4万元，减去运行费用0.54万元，新创利润1.86万元/天，全年按300天计算，即一年创利558万元，15个月就可以收回投资。因此经济效益非常好。八、环境保护和安全卫生 1、环境保护 噪声问题：提升泵因选用自吸泵，运行时噪声小，搅拌机和反应装置在水中运行声量很低，其电渗析和电解工艺在运行中噪声较小，因此，使整个处理站噪声达到60分贝以下。 2、安全卫生 为了贯彻“安全第一、预防为主”的方针，确保本工程在建设中及投产运行均符合职工安全卫生要求，保障劳动者在劳动过程中的健康，本设计中严格遵循： 1）工业企业卫生设计标准