公司铝氧化废水处理

xxxxx有限公司1000m3/d废水处理工程设计方案有限公司二零一一年八月目录TOC\o"1-3"\h\u30026第一章概述 282101.1项目背景 283391.2设计基础 3165011.2.1处理水量 3206811.2.2主要生产工艺流程简述 349441.2.3废水主要污染物种类及废水水量统计 9263431.2.4设计水质指标 10311191.2.5设计处理出水标准 10154821.2.6编制采用的主要技术规范和标准 1022915第二章废水处理工艺流程及设计参数 1235212.1废水处理工艺流程 12227612.2废水处理工艺流程说明 15250802.3主要涉及参数 16247422.4运行控制 21191362.5加药量 21324992.6污泥脱水系统 21235562.6.1污泥脱水方式选择 2192862.6.2污泥脱水设备选型 221996第三章土建结构说明 24226003．1工程地质条件 2496883．2建筑物设计 24121693.3结构设计 2427908第四章电气设计 26204414.1设计范围 2653054.2供电设计 261124.3电力设计 2618168第五章控制系统设计 30277205.1控制系统的原理 3040445.2系统控制说明 31123775.3主要配置清单 317449第六章工程投资预算 32236986.1工程土建投资估算 32312746.3工程电脑电器控制系统费用投资估算（可选件） 3414806.4工程其他费用投资估算 343182第七章运行管理和经济分析 35143217．1运行管理 358227.2经济分析 35213507.3服务承诺 36149847.4存在的问题及建议 36第一章概述1.1项目背景xxxxx有限公司年产5万吨新型铝型材项目拟选址于xxxxxxxxxxxxxx。项目总占地面积136亩，总投资4800万元，其中环保投资472.3万元，约占总投资的9.8%，新建生产车间、仓库、办公室、生活用房及附属配套设施等53286m2。项目投产后可年产铝型材5万吨。项目计划于2011年6月开工建设，建设期12个月，预计于2012年7月投入试生产。项目拟建20吨熔铸炉12台、12米深井铸锭设备6套、全自动铝型材挤压生产线24条、氧化电泳涂漆生产线3条、卧式喷涂带木纹生产线2条、卧式静电喷涂生产线2条、隔热穿条生产线2条。这些生产线在加工过程中会产生大量的生产污水，如不经处理直接外排会对环境造成极大危害。据国家有关环保法律法规，该废水必须进行有效处理，实现达标排放。本项目排水包括生产废水、生产管理废水、生活污水、清洁下水，其中除清下水外其他废水均收集后进入污水综合处理站处理。由于工艺生产中废水(主要是表面处理废水)种类多、水质较复杂，应本着分类收集、分类处理、充分发挥现有经验和确保达标排放的原则做好生产废水的治理工作。而总镍是第一类污染物，必须在车间排放口达标。生产过程中含镍废水主要由着色和封孔工序产生，将这两股水在车间内汇合后经石灰乳中和深沉，总镍处理达到车间排放标准后进入综合调节池与其它废水一同进行后续处理；含氟废水采用中和-絮凝沉淀的处理方法处理达标后自流入综合反应池一进行后续处理；碱蚀废水先用于酸性废气洗涤塔，吸收酸后同其它废水一起汇入综合废水调节池，由泵提升至综合处理系统中进行处理。的污染治理设计、施工、调试等技术工作经验，从实际出发，本着科学、合理的原则，为企业解决环境污染治理问题，是企业环境治理问题方面的知心朋友，长期在全国各地进行优质、优良的环保技术服务。依据长期的技术积累和同类废水处理的实践经验，特提出该废水处理方案，供企业和有关部门的领导参考决策。1.2设计基础1.2.1处理水量废水处理工艺遵循分质处理原则。根据环评中生产工艺用水水量平衡，并考虑企业发展和生产高峰，在原水量基础上略做放大处理，故设计新建一套处理能力为100t/d的中和-絮凝沉淀处理装置，负责处理本项目的含氟废水；一套处理能力为150t/d的中和-沉淀处理装置，负责处理本项目的含镍废水；一套处理能力为850t/d的综合处理装置，负责本项目中酸碱水洗废水的处理、含镍和含氟废水的后续处理及其他废水的处理；一套处理能力为150t/d的有动力生活污水一体化生物处理装置，负责处理本项目生活污水。厂内生产废水出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表1及表4一级排放标准。清洁下水排入区域雨水管网。生活废水进入化粪池处理后直接进入城市管网。其它生产废水具体水量如下：表1-1本工程设计水量表废水种类水量（吨／天）单位小时处理量（每天24小时运行）含镍废水1506.3吨／小时含氟废水1004.2吨／小时综合废水85035.5吨／小时生活废水1506吨／小时1.2.2主要生产工艺流程简述主要工序简述如下：1、熔铸工序：本工艺采用ALE再生式节能熔铸炉对铝锭进行熔炼处理。将采购回的原材料铝锭装入熔铸炉内进行升温熔炼，熔铸炉通过燃烧天然气加热，使温度达到900℃。铝锭在温度达到720℃左右时加入精炼剂，用工具缓慢移动压到底部直到不冒泡为止，精炼剂主要用来清除铝液中的氢等杂质。精炼后加入打渣剂，用工具充分搅拌后捞出渣子，清除铝液中的杂质。打渣工序中产生的铝灰经铝灰分离机进行分离，分离出的金属铝加工生成再生铝锭，重返熔炼炉中进行炼制，其它铝灰则作为报废品交与有资质单位处理。将熔炼好的铝液铸造成铝棒，然后根据生产要求切锯成一定长度的铝棒，将切锯后的铝棒送入铝棒加热炉，在480℃的恒温下进行均质加热，以保证生产工艺要求。铝棒在切割过程中会产生大量的铝屑及边角料，这些铝屑和边角料又作为原料返回熔铸炉回炼。此过程中主要污染因素是切割产生的噪声，距5米远的声级约85dB(A)。工艺流程见图1-1。2、挤压工序：将坯锭加热处理过的铝棒通过挤压机挤压成所需的型材，然后经过风冷淬火再进行张力调直、锯切定尺。此时的型材硬度较差，因此，再将切剧后的型材进行时效处理(通过保温炉在一定温度下保温一段时间，改变铝材的物理结构，使铝材硬度达到使用要求)，此过程即告完成。工艺流程见图3-1。G1SO2、烟尘铸造打渣2精炼2打渣1精炼1熔炼原材料铸造打渣2精炼2打渣1精炼1熔炼原材料边S1再生铝锭铝灰分离机角铝灰分离机料 S3S2报废品 边角料S3G1SO2、烟尘N1 G1SO2、烟尘 N2时效处理定尺锯切时效处理定尺锯切拉伸矫直冷却水及风冷淬火锯切铝棒加热挤压锯切铝棒加热挤压基材基材I图1-1熔铸及挤压工艺流程图3、氧化及电泳工序将时效炉处理后的型材上架，经氧化车间的酸洗、碱蚀后，通电进行氧化处理使型材表面形成一层致密的保护膜，该过程中硫酸电解液中的水被电解成氧气、氢气排出，铝被电解析出进而被氧气、空气氧化成氧化铝薄膜，覆于铝材表面。然后经封孔剂液体池进行封孔后下架、烘干。本项目采用平光料及平光电泳料氧化处理工艺和磨砂料及磨砂电泳料氧化处理工艺，主要工序有三合一、酸蚀、碱蚀、出光、氧化、着色、电泳、晾干、固化、封孔等，分述如下：三合一具有除油、去灰、抛光三重功能，经处理后的型材可直接进行氧化。三合一主要成分是HF40%、磷酸20%、水40%（质量分数）。除油除油工序主要是除去铝材表面的油脂等污垢，槽液的成分是硫酸，浓度控制在40g/L。碱蚀酸蚀处理后，型材表面吸附一层氟化铝，外观发黑发暗，通过碱蚀工序，可为型材表面增光增亮，碱蚀工序也是采用浸没式，槽液的成分是NaOH30-45g/L，总碱50-60g/L，碱蚀剂5-10g/L，Al3+0-15g/L。出光铝材经碱蚀水洗后，由于铝材表面呈碱性，经酸洗中和可彻底去除油污，保证铝材的光洁度后再进入下道工序处理。槽液的成分是硫酸和硝酸，硫酸浓度控制在200g/L，硝酸80g/L。氧化以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，将发生以下的反应：在阴极上，按下列反应放出H2：2H++2e-→H2；在阳极上，4OH--4e-→2H2O+O2，析出的氧不仅是分子态的氧(O2)，还包括原子氧(O)，以及离子氧(O-2)，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的A12O3膜：4A1+3O2=2A12O3+3351J。此过程主要通过电解使铝材表面产生防腐蚀氧化膜，槽液的成分是硫酸，浓度控制在150-180g/L，铝离子浓度不高于0.25g/L。着色着色就是在铝材表面电解镀上一层锡或镍，使铝材表面更具金属光泽和质感，着色剂主要有NiSO416-18g/L；pH0.7-1.0；槽温20℃，着色后水洗两道槽液控制第一道pH≥2，第二道pH≥4.5。封孔其主要作用是将铝材表面细小毛孔实施封闭，使铝材起到耐腐蚀作用。槽液的成分主要为Ni2+0.8~1.3g/L，pH5.5~6.5。电泳铝材的氧化膜在户外长期使用时，容易腐蚀，耐久性差，因此，表面氧化处理完成后进一步通过电泳涂装的方法来提高铝型材的装饰性能及使用年限。电泳是电泳涂料在阴阳两极施加电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。电泳涂层透明度高，既具有高装饰性又可突出铝型材本身的金属光泽。本项目电泳槽液主要成分是5—7%丙烯酸树脂+1.5—3.5%异丙醇+0.5—1.5%乙二醇单丁醚及纯水。热水洗及纯水洗充分水洗，水洗方式为浸洗式，避免前道工序酸、碱及盐份带入电泳槽污染漆槽，影响漆膜。纯水电导率小于5μs。晾干使漆膜晾干，固化。平光料及平光电泳料氧化工艺三合一试剂三合一试剂着色剂H2SO4 G2、Gu2着色剂H2SO4化氢气体上排检验上排检验纯水洗水洗氧化纯水洗着色三合一纯水洗水洗氧化纯水洗着色三合一S5-9废槽液105.5W3含氟酸性S5-5废槽W1酸性废S5-6废W2含镍废水（Al3+、液240.7水（Al3+、槽液废水 H+）H+）电泳热水洗纯水洗纯水洗电泳热水洗纯水洗纯水洗热水洗W5有机废水W5有机废水S4-3槽W8水洗废W8水洗废水 （Al3+、有机物）（Al3+、有机物）渣水封孔剂、NiSO封孔剂、NiSO4检验晾干固化下排包装入库纯水洗封孔检验晾干固化下排包装入库纯水洗封孔 含镍废水S5-7废槽平光料及平光电 W2-1 液泳料氧化图1-2平光料及平光电泳料氧化工艺流程图(2)磨砂料及磨砂电泳料氧化工艺NaOHNH4HFNaOHNH4HF2H2SO4检验上排除油碱蚀水洗水洗酸蚀上排除油碱蚀水洗水洗酸蚀S5-1废槽液W6酸性有机废水S4-1槽渣W3酸性含氟废水S5-3废槽（Al3+、脂类、H+）（Al3+、F-、铵、H+）液H2SO4、H2SO4、HNO3H2SO4着色剂H2SO4、NiSO4 G2硝酸酸雾着色水洗氧化水洗出光水洗着色水洗氧化水洗出光水洗S5-6废槽液W1酸性废水W1酸性废水S5-4废槽液W4碱性废水 （Al3+、H+）（Al3+、H+）（Al3+、OH-）丙烯酸树脂、异丙醇丙烯酸树脂、异丙醇水洗纯水洗纯水洗纯水洗电泳水洗纯水洗纯水洗纯水洗电泳纯水洗 W8水洗废水S4-3槽渣W5有机废水纯水洗封孔剂NiSO4封孔剂NiSO4W2-1含镍、锡、铬废水纯水洗封孔纯水洗封孔W2-1含镍废水 S5-7废槽液检验晾干固化下排包转入库检验晾干固化下排包转入库磨砂料及磨砂电泳料氧化铝型材图1-3磨砂料及磨砂电泳料氧化工艺流程图4、静电喷涂工艺无铬处理无铬处理的目的是提高涂层与铝材之间的接合力。经过处理的铝材表面已形成一层0.5－1.0um的化学氧化膜，该膜层有许多细小的腐蚀孔，静电喷涂后，涂层材料已渗入微孔中，经烘烤和固化处理，这些喷涂材料将牢牢嵌入氧化层微孔中，使涂层与基体很难拨离，从而实现喷涂材料对铝材的长期保护。槽液的成分是无铬处理剂（氟锆酸钾、氯化钾、硝酸），氟锆酸钾浓度35—60g/L，PH值范围为3.0-3.3。H2SO4、HNO3 静电喷涂在专用喷涂柜内进行，涂料是热固性聚酯粉末涂料，通过静电使涂料粒子附着在工件表面。涂料在喷涂柜内H2SO4、HNO3NaOHNH4NaOHNH4HF4H2SO4出光碱蚀酸蚀无铬处理剂除出光碱蚀酸蚀无铬处理剂除油无铬处理无铬处理上排检验上排检验 G2Gu2氟化氢气体三合一三合一喷粉喷粉房静电喷涂上线下排烘干晾干纯水洗上线下排烘干晾干纯水洗包装入库检验下线固化包装入库检验下线固化W2-2含铬废水粉末喷涂铝型材图1-4静电喷涂工艺流程图5、包装入库烘烤固化完成后，即将型材从扎排上取下，经检测剔出不合格产品，然后包装入库铝型材生产过程即完成。1.2.3废水主要污染物种类及废水水量统计根据生产工艺流程特征污染物产生情况，该项目废水主要污染物可分为三类：1）、酸、碱清洗废水：主要是进行酸洗、碱洗工艺段废水，该段废水特征污染物主要表现为PH（2-4）、悬浮物以及铝离子等。2）、含镍废水：由于着色工艺需添加硫酸镍、锡。这些重金属为国家第一类污染控制物，故定义为含镍废水。3）、含铬废水：由于生产工艺需对产品进行钝化处理，其钝化剂为六价铬。六价铬本身就有较强的毒性、也是国家第一类污染控制物。故定义为含铬废水。根据环评资料以及公司提供相关数据资料，该公司除了大量的生产工艺废水外，同时还有一定量的生活、办公用水，具体数据如下表；表1-2废水种类汇总表废水种类水量主要污染物浓度（mg/L）年排放量(按300天/年生产)拟定去向含氟废水100吨／天CODcr＝50SS＝43pH=3.0氟化物=16530000吨／年经一次处理后进入综合处理系统含镍废水150吨／天pH＝3.0总镍＝10.5COD=76SS=6945000吨／年经一次处理后进入综合处理系统生活废水150吨／天TP=4CODcr＝400SS＝300NH3-N＝4045000吨／年废水处理系统后进入工业园污水处理厂综合废水(包括含镍、含氟废水)850吨／天pH=6-9COD=317SS=384氟化物=21.7总镍=1.5NH3-N＝7.0TP=0.7225000吨／年经综合处理系统处理达标后可回用或直接排入园区管网1.2.4设计水质指标设计进水处理水质如下表：表1-3进水水质项目PHCODSSNH3-NTP氟化物总镍工业废水水质（mg/m3）2-3298≤400——≤165≤10.5生活废水水质（mg/m3）6-9400≤300≤40≤4——1.2.5设计处理出水标准设计出水排放要求达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，即：表1-4出水水质项目PHCODSSNH3-NTP氟化物总镍工业废水水质（mg/m3）6-9100≤70——≤10≤1.0生活废水水质（mg/m3）6-9100≤70≤15≤0.5——1.2.6编制采用的主要技术规范和标准(1)《地表水环境质量标准》(GHZB1-1999)(2)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)(3)《室外排水设计规范》(GBJ14-87)(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)(5)《砌体结构设计规范》（GB/T5003-2001）(6)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)(7)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(8)《建筑结构设计统一标准》(GB50068-2001)(9)《采暖通风及空气调节设计规范》(GBJ19-87)(10)《再生水回用于景观水体的水质标准》（CJ/T95-2000）(11)《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)(12)《工业循环用水水质标准》(GB50050-95)(13)《构筑物抗震设计规范》（BG50191-93）(14)《化工设备、管道防腐施工及验收规范》 （HGJ229-83）(15)《工业金属管道设计规范》（GB/T50316-2000）(16)《低压成套开关柜》 （OB7251-87）(17)《低压成套开关设备及控制设备》 （IEC-437）(18)《低压配电设计规范》（GB50054-95）(19)《外壳防护等级的分类》 （GB4208-84）(20)《电工成套装置中的导线颜色》 （GB2681-81）(21)《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）(22)《电气照明装置施工及验收规范》（GB50259—1996）第二章废水处理工艺流程及设计参数2.1废水处理工艺流程根据该公司废水特点及我们的经验，该废水成分比较复杂并且含有特征污染物，故必须对特征污染物进行预处理后在进行统一处理，同时考虑废水中镍离子的情况及国家远期对铝离子的环保要求，本案对工业废水采用三级反应+三级沉淀处理工艺，具体工艺流程如下：药剂A、B、C、M含氟废水氟调节池氟反应池氟沉淀池pH控制仪干泥处置板框压滤机螺杆泵镍污泥池PH控制仪药剂A、C、M含镍废水镍调节池镍反应池镍沉淀池药剂A、C、M综合废水综合调节池综合反应池一综合沉淀池一药剂A、C、MPH控制仪达标排放砂滤池综合沉淀池二综合反应池二PH控制仪干泥处置板框压滤机螺杆泵综合污泥池生活废水有动力一体化处理装置排放池 达标排放图2-1污水处理工艺流程图根据本项目废水产生特性分析，将各废水分类处理，工业废水零排放，处理后循环回用或排入园区管网。处理方法主要分为以下几种：(1)含氟废水处理酸性废水W3中含有大量的无机氟离子。废水pH可通过投加酸碱试剂在PH仪控制下自动调节8.0-9.0，无机氟离子的去除主要通过化学反应去除。氟化钙(CaF2)常温下溶解度为0.0015g/100g，因此含氟废水可以通过投加钙离子试剂反应生成氟化钙沉淀进行处理。其反应原理如下：Ca2++2F-=CaF2↓常用的钙试剂为石灰水、氯化钙等。水洗废水W8和生产管理废水W10中主要污染物为SS及少量COD，可与酸碱废水一并混合沉淀处理。生活污水单独采用有动力一体化处理设施处理，尾水入清水池，达标排放。(2)含镍废水处理项目含镍废水主要由着色和封孔工序产生，废水产生量150m3/d，总镍约1.5mg/m3，由于镍是第一类污染物，必须车间排放口达标。项目拟对含镍废水单独预处理，使总镍车间排放口能达标，再将处理后的废水汇入综合调节池进行后续处理。含镍离子废水处理工艺原理如下：化学法就是通过化学反应改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使之发生化学或物理状态的变化，进而将其从水中除去。例如化学沉淀法，就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物（主要是重金属离子）进行化学反应，生成难溶于水的物质沉淀析出，从废水中分离出去。如可用石灰（Ca（OH）2）和硫离子（S2-）与废水中镉离子Cd2+、汞离子Hg2+、镍离子Ni2+等等重金属离子形成难溶于水的氢氧化物沉淀。Ni2++Ca(OH)2=Ni(OH)2↓+Ca2+Ni2++S2-=NiS↓利用沉淀反应除去废水中污染的重金属离子，是水溶液中主要化学反应之一，也是沉淀——溶解平衡的应用。一个在一定条件下能发生的化学反应体系中，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减少，而产物浓度逐渐增加，最终化学反应达到其进行的限度，即达到平衡。不同的化学反应达到平衡态的时间不尽相同，但作为化学平衡态，都具有共同的特征：（1）平衡建立时反应中各物质的浓度或分压不再随时间而改变，且只要外界条件不变（即温度、压力和浓度等都不变），无论经过多长时间，平衡时各物质的浓度或分压应保持不变，这一特征对实际生产具有重要的指导作用；（2）化学平衡是动态平衡，从宏观上看，化学反应达到平衡态，各物质的浓度或分压不再随时间改变，反应似乎“停止”了，但从微观上看，正逆两方面的反应仍继续进行，只是它们的反应速率相等；（3）化学反应在一定条件下达到平衡态，可用相应的平衡常数描述反应进行的限度。例如，用石灰与废水中Cd2+形成难溶物Cd（OH）2，而难溶物在溶液中总有一定的溶解度，在一定条件下，当溶解与沉淀速率相等时，便建立了固体难溶电解质与溶液中离子间的多相平衡，即：这个平衡的特点是反应物为Cd（OH）2固体，生成物为溶液中的Cd2+和OH-，其平衡浓度分别用[Cd2+]和[OH-]表示，其平衡常数表达式为：Ksp=[Cd2+][OH-]2当温度一定时，难溶电解质的饱和溶液中，其离子浓度的乘积为一常数，这个常数叫做溶度积。这个溶度积是饱和溶液中各离子浓度幂的乘积，其中离子浓度与标准浓度比的指数就是溶解平衡方程式中该离子的化学计量数。平衡常数是化学反应的一个特征常数，其数值大小与各物质的分压或浓度无关，但随反应温度而变，因此写平衡常数时，一般要注明温度，若未注明，通常是指室温（298K）。对难溶电解质的溶解平衡，显然Ksp越小，其在相同温度下溶解度越小；反之Ksp越大，其溶解度越大。下表列出某些难溶电解质的溶度积(室温常压状态)。表2-1难容解电解质溶度积表难溶解电解质溶度积（KSP）难溶解电解质溶度积（KSP）Cd(OH)23×10－14CdS3.6×10－29Cu(OH)25.6×10－20CuS8.5×10－45Hg(OH)24.0×10－26HgS1.0×10－53Ni(OH)22.0×10－15NiS2.0×10－25Zn(OH)27.0×10－18ZnS2.5×10－25Pg(OH)21.6×10－17PbS3.4×10－28金属硫化物的溶解度一般都比较小，因此用硫离子作沉淀剂能更有效地处理含重金属离子的废水，特别是对于经过氢氧化物沉淀法处理后，尚不能达到排放标准的含Ni2+和Cd2+的废水，再通过反应生成极难溶于水的硫化物沉淀。废水中某些金属离子单一存在时达到排放标准浓度限值时，根据容度积计算的理论PH值：Cu2+≤0.5mg/l，PH=8.40；Zn2+≤2.0mg/l，PH=8.68；Ni2+≤0.1mg/l，PH=9.0-9.6。对于含铜、锌、镍酸碱废水中重金属离子的去除，目前最广泛最通用的方法是投加沉淀剂使铜、锌、镍离子变成溶解度最小的沉淀物。铜、锌、镍离子的都可在一定的PH条件下形成氢氧化物沉淀。沉淀剂可以使用NaOH或Ca(OH)2。反应如下：Ni2++2OH-=Ni（OH）2↓Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓Zn2++2OH-=Zn（OH）2↓出水pH国家标准为6—9，为避免因Ni（OH）2因沉淀条件pH=9.5—10使出水PH超过9而加废H2SO4中回调，一般把混合后的水PH调节到8.5－8.7。在实际应用过程中，用NaOH或Ca(OH)2沉淀后的出水的锌、铜、镍可能超标，那么必须采用硫化物把关沉淀的非常措施。二级混凝沉淀处理综合废水废水中镍离子经过中和沉淀后大部分得到有效去除，但废水中还有大量有机物和其他污染物，需要通过混凝剂混凝沉淀后去除，确保废水达标排放。通过投加S系重金属离子捕捉剂、PAC和PAM，使胶体状有机物和部分剩余的金属离子形成矾花沉淀，从污水中得到有效分离。工程实践证明S系重金属离子捕捉剂、PAC、PAM和重金属离子反应形成沉淀鏊合物，很好的解决加碱化学沉淀反应的残余重金属离子特别是铜离子、镍离子、锌离子超标问题。2.2废水处理工艺流程说明含氟废水由车间进入氟调节池进行均质均化后由提升泵并控制一定的流量打入氟反应池进行沉淀反应（并由pH控制仪进行自动控制）后进入氟沉淀池进行泥水分离，沉淀污泥进入综合污泥池进行压滤，沉淀出水进入综合反应池进行二级反应。含镍废水由车间进入镍调节池进行均质均化后由提升泵并控制一定的流量打入镍反应池加药反应（并由pH控制仪进行自动控制），出水进入镍沉淀池进行泥水分离，沉淀污泥进入镍污泥池进行压滤，沉淀出水进入综合反应池进行二级反应。综合废水由车间进入综合调节池进行均质均化后由提升泵并控制一定的流量打入综合反应池一，同时来自氟沉淀池上清液一并进行沉淀反应（并由pH控制仪进行自动控制）后进入综合沉淀池进行泥水分离，沉淀污泥进入综合污泥池进行压滤，沉淀出水自流入综合反应池二，通过再次加药反应、沉淀进一步去除污染因子，沉淀污泥进入综合污泥池进行压滤，压滤水回流至综合调节池。沉淀池上清液自流入砂滤池过滤，出水实现达标排放或回用。砂滤池底部装有反冲洗泵，定期对滤砂进行反冲洗，反冲洗水回流至综合调节池。2.3主要涉及参数1、镍调节池①主要设计参数：设计流量：Q=6.5m3/h调节时间：9.2hr平面尺寸：3.0×5.0×4.0m数量：1座结构：地下钢砼结构②主要设备：污水提升泵2台（一用一备）规格型号：CQ50-12-1.5主要参数Q=12m3/h，H=12m,N=1.5KW2、含镍废水反应池①主要设计参数：设计流量：Q=6.5m3/h反应时间：1.8hr平面尺寸：1.0×4.0×3.0m数量：1座结构：地上钢结构②主要设备：PH控制仪1套；加药系统三套；搅拌机1台，N=1.5KW3、含镍废水沉淀池①主要设计参数：设计流量：Q=6.5m3/h表面负荷：0.41立方/平方·小时平面尺寸：4.0×4.0×3.0m数量：1座结构：地上钢结构②主要设备：布水系统1套；收水系统1套；斜管16m24、含镍污泥池①主要设计参数：平面尺寸：4.0×2.0×3.0m数量：1座结构：地上钢结构②主要设备：螺杆泵1台，N=2.2KW。板框压滤机1台，过滤面积40平方。5、氟调节池设计流量：Q=4.5m3/h调节时间：16hr平面尺寸：3.0×6.0×4.0m数量：1座结构：地下钢砼结构②主要设备：污水提升泵2台（一用一备）规格型号：CQ50-6-1.5主要参数Q=6m3/h，H=12m,N=0.75KW6、含氟废水反应池①主要设计参数：

设计流量：Q=4.5m3/h反应时间：4.4hr平面尺寸：1.0×4.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构②主要设备：加药系统4套，PH控制仪1套7、含氟废水沉淀池①主要设计参数：设计流量：Q=4.5m3/h表面负荷：0.41立方/平方·小时平面尺寸：4.0×4.0×5.0m数量：1座结构：地上钢结构②主要设备：布水系统1套；收水系统1套；斜管16m2。8、综合废水集水池①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h调节时间：10.6hr平面尺寸：5.0×6.0×4.0m＋8.0×6.0×4.0m数量：1座结构：地下钢砼结构②主要设备：污水提升泵2台（一用一备）规格型号：CQ100-12-5.5主要参数Q=100m3/h，H=12m,N=5.5KW。9、综合反应池一①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h调节时间：1.0hr平面尺寸：1.0×7.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构。②主要设备：加药系统4套，PH控制仪1套，搅拌机1套，N=1.5KW。10、综合沉淀池一①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h表面负荷：0.63立方/平方.小时平面尺寸：7.0×7.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构。②主要设备：中心布水筒1支，收水系统1套，水力排泥系统1套，斜管49m2。11、综合反应池二①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h调节时间：1.0hr平面尺寸：1.0×7.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构。②主要设备：加药系统4套，PH控制仪1套，搅拌机1套，N=1.5KW。12、综合沉淀池二①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h表面负荷：0.63立方/平方.小时平面尺寸：7.0×7.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构。②主要设备：中心布水筒1支，收水系统1套，水力排泥系统1套，斜管49m2。13、砂滤池①主要设计参数：设计流量：Q=31.0m3/h调节时间：1.7hr平面尺寸：1.5×7.0×5.0m数量：1座结构：半地下钢砼结构。②主要设备：反冲洗泵1台，N=2.2KW。14、综合污泥池①主要设计参数：平面尺寸：4.0×8.0×4.0m数量：1座结构：地下钢砼结构。②主要设备：螺杆泵1台，N=7.5KW。箱式压滤机1台，过滤面积100平方。15、化灰池主要设计参数：平面尺寸：2.0×3.0×2.0m数量：2座结构：地下钢砼结构。16、污泥堆放场设置二个污泥堆放场分别将含镍污泥、综合污泥分开堆放，避免二次污染。2.4运行控制每套装置可实现自动控制，能够连续运行，保证出水水质均匀，并可连续监控。所有进水、出水、排泥等均自动控制。设定排泥周期(具体排泥周期视调试结果而定)，可通过周期控制排泥阀开闭，靠静压排泥。2.5加药量通过加药泵投加的助凝剂在快速混合池中与原水充分混合后，在慢速混合室中形成大颗粒的矾花，矾花在沉淀池中沉降至澄清池的底部。加药量通过控制设置在母管上的在线流量计或其它仪表，自动设定加药量及加药频率。2.6污泥脱水系统2.6.1污泥脱水方式选择污泥脱水机械,目前主要采用的有带式压滤机，厢式自动压滤机和离心脱水机三种类型，三类污泥脱水机械的基本特点分别简述如下：1）带式压滤机带式压滤机是由上下两条张紧的滤带夹着污泥层，从一连串按规律排列的辊压筒中呈“S”型弯曲经过，靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨力或剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固率较高的泥饼，从而实现污泥脱水。带式压滤脱水机的处理能力取决于脱水机的带速和滤带张力以及污泥的脱水性能，而带速张力又取决于所要求的脱水效果。如果进泥量太大或固体负荷太高，将降低脱水效果。国产带式脱水机处理能力一般较小，污泥固体负荷仅为150～250mg/m·h，进口优质带式脱水机处理能力可达250～400kg/m·h。不同种类的污泥要求不同的工作状态,实际运行中，应根据进泥泥质的变化，随时调整脱水机的工作状态,主要包括带速的控制，带张力的调节。2）箱式自动压滤机箱式自动压滤机是间隙操作的加压过滤设备，广泛用于制糖、制药、化工、染料、冶金、洗煤、食品和水处理等部门，以过滤形式进行固体与液体的分离。它是对物料适应性较广的一种大、中型分离机械设备。厢式自动压滤机过滤机构由滤板压缩板、橡胶隔膜等组成。滤板采用增强聚丙烯模压而成，强度高、重量轻。机架全部为高强度的钢焊接件，采用液压装置作为压紧、松动滤板的动力机构，并用电接点压力表自动保压。用电气系统控制自动拉板，通过控制板上的按钮，实现所需动作，其中配备有多种安全装置，确保操作人员安全。厢式自动压滤机具有以下特点：滤饼双向交叉洗涤功能，有用滤饼或滤液回收率高；振打与滤布曲张机构相结合，卸料干净利落；拉板机械液压传动，动作灵活、稳定可靠；下藏式滤布自动清洗机构配备专利喷嘴组件，清洗更彻底；PLC全自动控制，可实现固液分离操作的全自动程序控制，双向中间进料，污泥迅速充满滤室，缩短进料时间；回转式集液盘，结构新颖。厢式压滤机对进泥含固率要求较低，一般为2%～3%即可；而出泥含固率高于带式压滤机和离心脱水机；运行过程是周期性地泵入污泥压滤和脱除泥饼的间隙过程；根据滤板堵塞情况，一定的运行周期后冲洗滤布一次，个别滤板或橡胶隔膜损坏后易及时更换，较快恢复正常运行，设备体形庞大，但噪声较小，电耗低。3）离心脱水机卧螺离心式污泥脱水机组是包括主机和辅助设备在内的一整套机组。机组为全封闭结构，无泄漏，可24小时连续运行；主要结构特点有：采用较大的长径比，延长了物料的停留时间，提高了固形物的去除率；采用独特的螺旋结构，增强了螺旋对泥饼的挤压力度，提高了泥饼的含固率；采用先进的动平衡技术，减小振动；采用独特的差转速调节技术，增大了螺旋卸料扭矩和负载能力。离心机设备效率高，占地小，机房环境清洁，整套机组采用先进的自动化集成控制技术，转速和差转速无级可调，具有安全保护和自动报警装置，运行稳定可靠，主要缺点是噪声大，电耗稍高，旋转叶片等部件要求耐磨性强，制造材质和加工精度要求严格，价格稍贵。2.6.2污泥脱水设备选型上述三类污泥脱水设备各有优缺点，选型时应结合工程规模、场地条件、管理水平、资金条件等实际情况，主要从设备运行可靠性、系统自动化程度、污泥脱水效果，建设投资和处理成本等方面综合考虑进行合理选型。鉴于带式压滤机处理能力小，污泥截留率较低，维护工作量较大，冲洗水耗水量较大，脱水机房水、气环境较差，因此不宜选用带式压滤机。本工程拟重点对厢式自动压滤机与离心脱水机两种机型进行详细比选。详见下表2-2。表2-2污泥脱水设备选型方案综合比较表厢式自动压滤机方案离心脱水机方案设备构造简单复杂体形庞大较小材质及制造要求较低很高运行方式自动间隙运形自动连续运行噪声低高车间环境卫生一般较清洁要求进泥含固率2%―3%2%―3%脱水泥饼含固率≥30―35%≥25―30%运行管理工作量较大工作量较小综上所述，本工程建议采用板框压滤机。设备尺寸选择（1）过滤面积标准：按国标生产制造的压滤机的过滤面积每平方等价于15L的固体容积。（2）压滤前：体积V1(M3)、压滤前污水含水率a=97.5%―99.2%（一般经验值）。（3）压滤后：体积V2(M3)、压滤后污泥含水率b=75%。（4）压滤周期：每天压滤次数t。（5）含固量平衡法：V1*（1-a）=V2*（1-b），得出V2=V1*（1-a）/（1-b）。（6）过滤面积：1000*V2/15/t=1000*V1*（1-a）/（1-b）/15/t。一般污水处理中浓缩后湿污泥量占总处理水量的2%左右，本设计处理生产废水水量为850m3/d，湿污泥量约为850×2%=17m3；每天压滤一次，压滤前污泥含水率取97%，则所需过滤面积为：1000×17(1-98.0%)/(1-75%)/15/1=90.6㎡本方案取140㎡。选择100㎡板框压滤机1台，40㎡板框压滤机1台。第三章土建结构说明3．1工程地质条件项目确定后，由甲方完成地质勘测，并提供相关报告，以进行结构设计。3．2建筑物设计主要建筑包括：反应池、调节池、污泥池、污泥脱水间。建筑物耐久年限为50年。主要建筑物耐火等级为二级，其中中央控制室，总变电室耐火等级为一级。建筑空间具有韵律感及连续性。窗户的开设及墙面布置具有雕塑感。高与低凸与凹错落有致，使建筑本身更富有生命力，营造良好的环境及视觉效果。使艺术设计与生态设计结合，进一步体现了该厂对环境保护方面的重视。站区建筑除满足生产功能以外尽量与厂区建筑相协调，并且控制噪音，满足采光，通风标准。站区建筑物外墙均为外墙涂料。窗台,檐口等处配以白色外墙涂料。综合楼主入口采用磨光花岗石台阶,其它入口采用防滑地砖台阶。办公室,化验室,卫生间,楼梯间,走道等采用地砖地面。3.3结构设计1．结构设计标准本工程所有建、构筑物抗震设计，均按基本地震烈度8度设防，建筑物的抗震类别属于丙类建筑。本工程现浇钢筋混凝土框架结构的抗震等级均为三级。本工程主要建筑物耐火等级为二级，变电所耐火等级为一级。本工程污水处理构筑物的钢筋混凝土结构构件裂缝控制标准均为≤0.2mm。本工程各项建、构筑物主体结构的使用期限不低于50年。2.结构选型 本工程建筑物根据污水处理厂的功能使用要求，建筑物均为单层建筑，层高根据工艺要求而确定。建筑物均采用现浇钢筋混凝土框架结构，生产区构筑物除沉淀池采用无粘结预应力混凝土结构外，其余均采用普通现浇钢筋混凝土结构。3.材料选择⑴．混凝土：普通贮水构筑物采用强度等级C25，抗渗等级S6，膨胀加强带内混凝土强度等级C30，并掺加WG－HEA型高效抗裂防水剂；预应力混凝土强度等级C35；建筑物采用强度等级C20；素混凝土垫层采用强度等级C10。本工程构筑物及建筑物的结构混凝土尽量采用低碱水泥，混凝土内总碱含量应符合《混凝土碱含量限制标准》(CECS53：93)的要求。⑵．砌体结构：砖砌体在±0.00以下用M10水泥砂浆砌筑MU10红机砖，±0.00以上用M5混合砂浆砌MU7.5承重多孔砖，毛石砌体用M7.5水泥砂浆砌筑MU50，（MU60，MU80）毛石。⑶．钢材：①钢筋：热轧Ⅰ级钢筋(Q235)fy=210N/mm2热轧Ⅱ级钢筋(20MnSi)fy=310N/mm2 冷轧带肋钢筋（LL550级）fy=360N/mm2 预应力钢绞线(d=15.2）fy=1260N/mm2②钢板、钢管及型钢采用Q235级钢。⑷．焊条：E42型（用于I级钢的焊接）E50型（用于II级钢的焊接）4.受力钢筋的混凝土保护层厚度盛水构筑物内侧 35mm盛水构筑物外侧 30mm非盛水构筑物 30mm建筑结构梁，板 25mm，20mm独立柱，框架柱 40m第四章电气设计4.1设计范围本工程电气控制系统和测量仪表信号系统的设计范围为水处理设备动力配电、自控系统、照明配电及相关的仪表信号系统设计。4.2供电设计本水处理站的电源由建设单位负责接入至水处理设备动力配电总进线柜的进线主开关受电点,供电责任分界点为主开关上桩头。供电电源为三湘五线制（380V/220V），其功率因素补偿由建设单位统一考虑,不包括在本设计范围之内。为了节约电能，加强用电管理，在配电室开关出线侧装设三相电度表。4.3电力设计1配电系统配电室采用MCC型低压配电开关柜，用VV型电缆以放射式供电方式馈至各动力配电箱与照明配电箱，确保供电安全可靠。2MCC型低压配电开关柜柜体结构低压MCC开关柜采用固定单元分隔式，元器件插拔结构，智能型开关柜。防护等级为IP42。柜体采用全装配式，无任何焊接；柜体主要构件如柱、梁等，采用2mm优质冷拉钢板制成，门、壁等采用1.5mm优质冷拉钢板制成。所有功能单元之间完全隔离，且功能单元室的门带有防爆快锁，当功能单元一旦发生短路故障时，功能单元门能自动开启一个泄压缝，该泄压缝大于8mm，以确保设备及操作人员的安全。柜体为框架组合装配式结构，C型材的全部结构件都经过镀锌处理，通过自攻锁紧螺钉或8.8级六角螺钉紧固互相连接成基本框架，再按方案变化需要，加上相应的门、封板、安装支架以及母线，功能单元等零部件，组成一台完整的装置，装置内零部件尺寸、隔室尺寸按模数E=20mm变化。侧板与门为2mm厚的冷扎薄钢板制成。MCC柜水平母线隔室与功能单元隔室之间用阻燃功能板分隔，电缆隔室与水平母线隔室、功能单元隔室之用钢板分隔。主开关室具有防爆释压装置，仪表室有防震装置。MCC柜为单面操作，每个柜体2200m高，800～1000mm宽，800mm厚。能承受所提供回路的短路故障。包括所有装置，如单元内的电机启动器，出线断路器等。MCC控制柜应在最大短路故障时安全运行，并应能承受由此引起电气、热及机械应力。在故障条件下所产生的气体通过压力释放口排放。确保操作程序以及维修时的人身安全，MCC控制柜具有以下联锁功能：a)二个进线单元的主开关与母联开关的操作相互联锁，任何情况下三个开关只能合上二个，采用电气联锁。b)馈电单元与单元门设置机械联锁，当开关处于分断位置，门才能打开，否则门处于关闭状态。c)为防止未经允许的操作，主开关的操作机构能使用挂锁，将主开关锁在分断位置。d)指示仪表、按钮、控制开关、指示灯安装在各单元的前面板上。e)门上装有锁，装有设备的门不会由重量的过大而引起下垂。f)每台MCC控制柜内、外上漆。门、板等磷酸化处理镀锌后，静电喷涂，以便防腐。元件板平滑和耐久，颜色经和业主沟通后确定。g)每台控制柜的功能单元、附件、终端盒设置标记。3电气设备制造及检验标准我公司为业主提供的MCC柜，在设计、制造、实验、运输等方面采用和参照下准（IEC标准与GB相比较，采用高标准）。GB/T14048、1-93低压开关设备和控制设备GB/7251-87低压成套开关设备GB50150-91电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB997-81电气结构安装形式GB49421-85电气设备保护等级GB5585电工用铜、铝及其合金母线IEC439低压开关设备和控制设备成套装置IEC529外壳保护等级的分类IEC144-6低压开关柜和控制设备外壳的防护等级IEC144低压开关传动装置和控制传动回路的保护范围IEC298-81额定电压1-72，5KV的交流金属全封闭开关设备的控制设备IEC34旋转电机（全部）1-83，7-72，6-69，9-72，11-2，12-80，2-72，5-68，8-72，11-78，11-3等IEC157.1低压配电开关传动装置部分1：低压断路器IEC364.3.1建筑的电气设备部分3：“安装设备的一般要求”IEC129交流隔离开关和接地开关IEC185电流互感器IEC186电压互感器IEC391-72绝缘导线标志IEC445-73用字母数字符号识别电气接线端子和接线标记统一系统的通原则IEC446用颜色鉴别绝缘导线和裸导线IEC73指示灯和按钮颜色及控制开关装置IEC664/80在低压系统内的绝缘配合包括电气设备的电气间隙IEC431铜母排IEC71绝缘配合IEC269低压熔断器IEC282/1限流熔断器IEC757-83颜色标示符号4线路敷设与安装本工程380V/220V供电线路采用VV-1KV型电缆穿钢管敷设至动力配电箱和照明终端箱，在潮湿和腐蚀性较强的地方可采用BV-500塑铜线穿PVC管暗敷或明敷。动力配电箱拟采用XGL型落地配电箱，终端箱采用PZ30型嵌入式安装。5软起动器超过30KW的机电设备采用ABB公司数字式智能电动机软起动器启动，基本参数如下：规格及型号：PSS-85/147PSS-300/515主要技术参数：额定绝缘电压630V额定运行电压220V～690V起动容量4倍额定电流5秒每小时启动次数6主回路保护等级IP20控制回路保护等级IP20运行环境温度－20℃～+60℃不降容1)最大起动电流7倍额定运行电流下可调。2)启动电压30%～95%额定电压。3)启动转矩10%～90%额定可调。4)起动时谐波总和≤4%，运行时≤2%。5)能够无旁路长期带负载运行。6)电子式电机过载保护，具有过载、过电压、欠电压等保护功能。7)具有检测和显示电流、电压、功率、功率因数及运转时间等功能。具有运用于水泵控制的起动、停机曲线。6.接地保护措施接地方式须与厂区系统一致,末端线路可采用TN-S制方式接地。所有电气设备的外露可导电部分,以及管道、栏杆等均需可靠接地,作等电位连接。电源电缆进户前需重复接地,接地电阻≤4Ω。第五章控制系统设计5.1控制系统的原理1控制系统的结构和功能1）控制系统的结构控制系统的结构为：“集中PLC控制+上位计算机”整个系统采用“PLC程序控制+上位计算机”，以上位机软件操作和灵活、多样、逼真的工艺设备画面了解系统的运行情况及各种实时参数，更具有历史趋势及打印功能。“PLC程序控制+上位计算机”的控制方式安全可靠，灵活方便。2）控制系统的功能本控制系统的功能，大致可分为三大类：第一类是系统的程序控制本控制系统中，程序的任务主要是针对反渗透系统程序控制及其它泵与液位的联锁。控制系统中的PLC通过现场反馈来的信号，对系统设备的启动、停运、保护实现自动。泵与液位的联锁及参与反渗透的运行信号，对于实现反渗透的自动运行具有不可缺少的作用。第二类是系统的运行操作在本控制系统中，采用了“集中PLC控制＋上位机系统”。在系统的运行操作方面，上位机系统起了人机交互界面的作用。在本控制中通过上位计算机软件的软手操，实现系统的启动、运行、停运、保护等状态的控制。第三类是系统参数的采集及数据处理功能本系统中的各运行及分析数据，通过各在线仪表发出的4～20mA的过程信号，传输到PLC中；PLC的A/D转换功能，把现场模拟量信号，转换成数字量信号；PLC把数字量信号，通过与上位计算机的网络连接，传递到上位计算机的数据库中。本控制系统中使用的上位机软件是工业监控软件。软件能方便的实现系统的监视及现场实时的即时显示及历史趋势，还具有强劲的数据处理及报表打印功。软件在工艺系统的画面的显示及实时操作功能等诸方面有着良好的表现。完善的位图编辑功能，能使实时画面更贴近于现场实体设备。面的颜色变化及动画，使操作人员能直观的观察到各系统设备的运行及的即时显示，能方便准确地反映系统设备的产品指标及过程质量控制。软件的数据处理功能能实现各现场运行的显示、储存和编辑。软件能与计算机其他功能软件联接，进行专业的数据处理及信息反馈。上位计算机的打印功能，省去了操作人员现场抄录运行的烦锁工作和可能引起的差错；上位计算机客观的数据打印功能，对于工艺系统运行情况的准确反映和现场事故的分析处理，提供了准确的数据资料。2．系统的自诊断功能系统的自诊断功能是在PLC的诊断功能和上位计算机的系统诊断开发功能的基础上实现的，系统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导，以及系统易耗件失效更换的报警，对于系统的维护及维修起了重要的辅助作用。5.2系统控制说明1．反应池工艺参数控制调节池、反应池分别设有手动和自动操作。通过判断时间参数自动控制设备的运行、备用、以及正洗、反洗状态的切换。一般情况所有设备的启动停止都通过中心控制室来实现全自动控制，特殊情况下可用手动控制，如自控系统出现故障等，两套控制系统手动和自动保证系统能够正常安全运行。2．加药量控制加药量的控制是根据需要而分别设置为手动和自动控制。手动主要是调节加药量和加药频率，自动控制主要是通过pH、ORP控制仪进行关键加药量的控制。5.3主要配置清单序号设备名称型号单位数量备注1工控机IPC800A/P4/80G台12笔计本电脑DELL/迅弛1.6/60G台13监视器19寸PHILIPS台14UPS电源山特/2kvA台15打印机针式（松下）台16操作台1000X1000X1200张17中央处理器CPU412-2DP块18电源模块PS407.10A块1第六章工程投资