铝业废水项目方案

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章 项目概述 11.1 项目概要 11.2 设计根据 11.3 设计原则 21.4 设计范畴 21.5 采用的重要技术原则和规范 3第2章 工程建设规模与解决程度 52.1 工程建设规模 52.2 设计水量 82.3 出水原则 8第3章 废水解决工艺论证选择 103.1 工艺流程选用原则 103.2 工艺流程选择 13第4章 解决构筑物工艺设计 174.1 工艺设计 174.2 解决构筑物设计 174.3 重要设施、设备、材料清单 26第5章 配套系统设计 305.1 土建设计 305.2 电气设计 31第6章 运行费用估算 376.1 电费 376.2 药剂费用 376.3 人工费用 386.4 总运行费用估算 38项目概述项目概要本项目建成投产后，在生产过程中会产生一定量的酸碱、重金属、有机物废水，若不进行有效的治理，将会严重污染本地环境。公司根据我国有关环境法律法规，本着对环境、对人类高度负责的态度，执行“三同时”原则，保护环境，造福子孙。拟兴建一座配套的废水解决设施，使废水经解决后达成国家排放原则。我公司接受建设单位委托，根据项目有关基础资料及环保有关规定，就本工程的解决效果、运行管理、经济等因素综合考虑，对本项目污水治理工程进行方案设计。设计根据建设单位提供的项目有关资料及讯息。建设单位提供的水质分析报告及水量。建设单位提供的项目总平面布置图。设计单位对类似公司生产废水治理经验。设计原则1、恪守国家和重庆市对环保有关原则、规范和技术政策；2、服从厂区整体布局的规定，与厂区道路、给水、防洪、环保、电力、电信等工程规划相协调；3、结合建设单位提供的资料，合理地拟定废水解决站及其各类废水水量与水质特点，拟定适宜的建设规模，以节省投资及运行费用；4、结合设计单位对这类废水治理经验，主动稳妥的采用国内、外先进的污水及污泥解决新工艺、新技术、新材料和新设备，因地制宜选用解决效果好、占地面积少、投资和运行费用低、运行管理维护方便的节能工艺和技术，减少建设和运行成本，方便维护管理。设计范畴1、本工程设计涉及生产废水解决工艺的选择、水解决构筑物、解决设备和管材及电气控制系统的设计。2、在电力配备方面，本方案不涉及从建设方配电室至本工程电控系统间的电线电缆设计。3、在给排水系统方面，本方案不涉及从污水解决站外部接入的自来水管网以及污水解决后外排管网的设计。4、由于暂无地质资料，本方案设计暂不考虑桩基础等特殊地基的解决方法。采用的重要技术原则和规范采用的重要技术原则《都市污水解决工程项目建设原则》（修订）（建标[]77号）《污水综合排放原则》（GB8978—1996）《水污染物排放限值》（DB44/26-）；《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18912—）《都市污水解决厂污水污泥排放原则》（CJ3025—93）《污水排入都市下水道水质原则》（CJ3082—1999）采用的重要技术规范《建筑给水排水设计规范》（GBH15—88，1997年版）《混凝土构造设计规范》（GB50010—）《建筑构造荷载规范》（GB50009—）《建筑抗震设计规范》（GBJ50011—）《工业建筑防腐设计规范》（GBJ46—82）《建筑电气设计技术规范》（GBJ10—83）《低压配电设计规范》（GB50054—95）《工业公司总平面设计规范》（GB50187—93）工程建设规模与解决程度工程建设规模废水来源及分类本项目是铝型材生产厂家废水解决工程，结合我司已完毕的类似项目水源、水量及水质特点，做下列设计，如果与实际状况差距较大，可根据实际状况进行调节。生产废水重要来自：成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色等工序产生的大量清洗废水和少量废液。废水中含有的重要含有大量金属离子：Ni2+、Al3+、Cr6+、Sn2+以及SS、油脂、有机物、NH3-N、F-、酸碱等等。具体废水产生源及污染物如表2－1。根据废水中的水质可将废水可归纳为：酸性废水、碱性废水、含锡含镍含氟废水、含铬废水、其它废水。表2-1废水来源序号产污工序废水特性一、表面解决（重要废水产生源）1脱脂、酸蚀水洗重要含氢氧化钠、少量油脂，呈酸性2碱蚀水洗重要含AlO2-呈碱性3中和水洗重要含硫酸，呈酸性4阳极氧化水洗重要含有硫酸和铝离子，呈酸性5着色水洗重要含有Sn2+Ni2+呈弱酸性6电泳水洗重要含盐和Al3+呈碱性7封孔水洗重要含Ni2+F-8热水洗含少量Ni2+F-9除油重要含硫酸、少量油脂，呈酸性10钝化重要含Cr6+呈酸性二、软化水和锅炉系统（锅炉系统产生废水普通不入生产废水解决站）11离子交换树脂再生重要含盐酸、碱12酸、碱雾解决系统重要含酸碱洗液13模具碱洗重要含Al3+呈碱性14车间地面冲洗重要含SS呈中性15铬酸雾解决系统重要是酸气洗液，呈酸性1、酸性废水重要是脱脂、中和、阳极氧化、电泳水洗、除油工序在水洗过程中均会产生酸性废水，水质如表2-2表2-2酸性废水水质污染物pHCODcrAl3+石油类SS浓度3—42003000035500 注：以上除pH无量纲外，其它均为mg/l，下同2、碱性废水重要是碱蚀和模具碱洗工序水洗过程中产生碱性废水。其水质如表2-3表2-3碱性废水水质污染物pHCODcrAl3+SS浓度9—111501500028003、含锡含镍含氟废水重要是着色和封孔工序在水洗过程产生的含锡含镍含氟废水，其水质如表2-4表2-4含锡含镍含氟废水水质污染物pHCODcrSn2+Ni2+F-浓度4—610030303004、含铬废水重要是钝化工序在水洗过程产生的含铬废水，其水质如表2-5表2-5含铬废水水质污染物pHCr6+浓度3—4125、其它废水重要是软化水再生及锅炉废液和车间地面冲洗水，其水质如表2－6。表2-6其它废水废水水质污染物pHSS浓度2—12300本项目设计采用分类原则按照工程习惯和解决工艺规定，设计时根据废水中的金属离子生成沉淀物的pH条件不同，将本项目产生废水解决又分成三大系统：含铬废水系统、含镍含锡含氟废水、酸碱综合废水。含铬废水与含镍含锡含氟废水的水质如上述，酸碱综合废水的水质以下表：表２-7设计分类水质污染物pHCODcrAl3+Zn2+Cu2+SS浓度3—913011-31-3100-3000设计水量根据建设单位提供的资料，本项目投产后，预计生产废水排水总量约800m3/d。按照工程设计分类：含铬废水、含镍含锡含氟废水、酸碱综合废水，这三类废水的水量（暂定）约：含铬废水40m3/d，预解决按1.7m3/h设计，解决后与酸碱综合废水聚集一起；含氟镍锡废水160m3/d，解决按6.7m3/h设计；酸碱综合废水600m3/d，汇合含铬废水后总共为640m3/d，本解决系统按24小时运行，则小时废水解决量：26.7m3/h。出水原则本项目污水经解决后，其中第一类污染物参考国家《污水综合排放原则》（GB8978—1996）中有关原则，第二类污染物参考国家《污水综合排放原则》（GB8978—1996）1998年1月1后来建设的单位原则执行。结合上述分析，有关指标列表以下。表２－8参考出水指标序号指标单位DB44/26-一级原则备注1总镍mg/L≤1.0第一类污染物2总铬mg/L≤1.53六价铬mg/L≤0.54pH/6～9第二类污染物5CODcrmg/L≤1006悬浮物mg/L≤706总锌mg/L≤2.07氟化物mg/L≤10.08总铜mg/L≤0.59石油类mg/L≤1010色度稀释倍数≤5011氨氮mg/L≤10废水解决工艺论证选择工艺流程选用原则这类废水与普通工业废水最大的不同在于含有多个重金属离子：Ni2+、Cr6+、Zn2+、Sn2+、Al3+、酸碱、SS、F-以及氨氮、有机物等。这类废水选择工艺着重要考虑重金属物质的除去，确保各重金属物质之间的除去平衡关系，在除去重金属的同时，减少废水中有机物含量，确保多个物质含量减少到最低水平，确保废水经解决后达标排放。重金属离子的去除原理介绍生产废水中含有多个重金属离子如：Ni2+、Cr6+、Zn2+、Sn2+、Al3+这些离子重要以离子态形式存在，工业水解决行业普通采用中和、混凝沉淀、过滤等组合工艺，使各类金属离子生成对应的氢氧化物沉淀物后沉淀分离，使废水的金属离子得到去除。同时，对于废水中含有的氨氮，拟采用物理、化学的方法进行除去。金属离子除去原理（1）Al离子除去原理：Al是两性物质，无论在酸性条件下，还是在碱性条件下，均能够转化，因此，除去这类物质，控制适宜的酸碱环境非常重要。当pH<3时，铝重要存在形态为Al（H2O）63+，当pH=7时，氢氧化铝重要以Al3+形态存在，当pH>8.5后，大部分氢氧化铝水解为带负电荷的络合阴离子重新溶解。化学反映式原理以下：Al3++3OH－——Al(OH)3↓（3-1）也正是由于此因素，在国标中，没有对Al及其化合物浓度提出规定，因此，在控制偏碱性条件（其它金属离子可沉淀的碱性环境）下，将大部分Al离子以Al(OH)3形式除去即可。（2）Zn离子除去原理：当pH=9-10.5时,锌可生成氢氧化物沉淀物，pH>10.5时，锌沉淀物重溶解。化学反映式原理以下：Zn2++2OH－——Zn(OH)2↓（3-2）（3）Ni离子除去原理：镍离子在pH>9.5以上时，绝大部分镍离子生成氢氧化镍沉淀物。化学反映式原理以下：Ni2++2OH－——Ni(OH)2↓（3-3）（4）Cr离子除去原理：六价铬毒性远比三价铬毒性大，并且六价铬在酸性或碱性条件以不同的价态形式存在溶液中，不能生成氢氧化物的沉淀物，只有三价铬离子在pH=8-9时，才可生成氢氧铬沉淀物。因此对铬离子对去除首先需先对六价铬在酸性条件下进行还原，把六价转变成三价（见3-4），然后在碱性条件下，生成沉淀除去（见3-5）。化学反映式原理以下：Cr6++3Fe2+酸性条件Cr3++3Fe3+（3-4）Cr3++3OH－——Cr(OH)3↓（3-5）氟化物的去除原理大多数氟化物为可溶性物质，只有少数氟化物如氟化钙为不可溶性物质，故运用钙与氟离子生成的氟化钙沉淀物，把氟化钙捕集共沉得以去除。化学反映式原理以下：Ca2++2F－——CaF2↓（3-6）COD的去除原理本项目中重要在脱脂、除油工序中产生的油脂类物质产生有机物，以COD为代表，这类物质不易生化，且浓度不高，采用生化解决工艺在经济上不适宜，普通宜采用化学混凝解决，即通过投加净水剂，通过吸附的方式使大部分有机物沉淀分拜别除。工艺流程选择工艺选择根据由于本项目的废水中含有多个金属离子，且部分金属离子是属两性的（即pH过酸或过碱都会造成不能生成金属沉淀物），因此规定不同工序产生的废水，按其水质中金属离子种类不同进行严格的分类，结合生产工序，对这类废水进行分类收集解决在技术上、施工方面很简便，因此为了能使废水中的各项金属离子能长久稳定达标，且节省运行成本考虑，本方案规定生产车间排放的废水需按类收集解决。重要分含铬解决系统、含氟解决系统以及酸碱综合解决系统。含铬废水解决工艺流程pH/酸ORP/还原剂pH/酸ORP/还原剂还原反映池pH调节池含铬调节池含铬废水还原反映池pH调节池含铬调节池含铬废水酸碱调节池酸碱调节池图3-1含铬废水解决工艺流程含铬废水经管道收集后，排入污水解决站设立的调节池。池内设立液位控制系统、提高泵以及搅拌系统，通过搅拌的作用对废水进行水量水质的调节。废水由泵提高至pH调节池，在池内设立pH控制系统、加酸系统以及搅拌系统，通过监测废水的pH，控制加酸装置投加酸，调pH至2.5-3.5，然后废水流入还原反映池，池内设立ORP控制系统、还原剂加药装置以及搅拌系统，通过ORP控制系统监测废水的还原反映电位，由于六价铬还原成三价的还原反映电位在280-320mv，因此通过投加还原剂把废水中还原电位控制在280-320mv。使六价铬被还原成三价铬，反映完毕后废水流入酸碱调节池，与酸碱废水进行混合，一块中和混凝沉淀。含氟废水解决工艺流程pH/石灰水PAC/PAMpH/石灰水PAC/PAM混凝反映池pH调节池调节池含氟废水混凝反映池pH调节池调节池含氟废水过滤池沉淀池过滤池沉淀池图3-2含氟废水解决工艺流程含氟废水经管道收集后，排入污水解决站设立的调节池。池内设立搅拌系统、提高泵、液位控制系统，通过搅拌作用对废水进行水量水质的调节。运用提高泵将废水提高至pH调节池，池内设立pH控制系统和加石灰水系统，设定反映的pH在9.5-10.5，运用pH控制系统，控制加碱系统的碱投加量，废水经加碱调pH后，使镍离子、锡离子生成对应的氢氧化物、氟化物生产氟化钙，然后流入混凝反映池，通过投加少量PAC、PAM对金属离子的氢氧化物进行捕集，便于沉淀去除。经混凝反映后，流入沉淀池进行泥水分离。运用重力沉降的原理，泥的密度不不大于水，因此下沉至池底的泥斗，上清液则入清水池与酸碱废水解决后的水混合。酸碱综合废水解决工艺流程PAC/PAMpH/酸碱PAC/PAMpH/酸碱混凝反映池pH调节池调节池酸碱废水混凝反映池pH调节池调节池酸碱废水排放或回用清水池过滤池沉淀池排放或回用清水池过滤池沉淀池pH/酸碱pH/酸碱图3-3酸碱综合废水解决工艺流程酸碱废水经管道收集后，排入废水解决站调节池。池内设搅拌系统、提高泵、液位控制系统，通过搅拌系统使酸碱废水以及还原后的含铬废水进行水量水质的调节。废水由提高泵提高至pH调节池，池内设立pH自动监测、控制系统、酸碱加药装置、搅拌系统。设定废水的反映pH在7-8,通过pH控制系统,控制酸碱加药装置的投药，使废水的pH保持在7-8，使废水中多个金属离子，生成氢氧化物沉淀物，然后废水流入混凝反映池。池内设立PAC、PAM加药装置，对金属离子的氢氧化物进行捕集，增加沉淀效果。废水经混凝反映后流入沉淀池进行泥水分离，污泥运用重力沉降作用，沉于池底的泥斗，上清液直接排入过滤池进行过滤，出水排至清水池中，在清水池中设立pH控制系统及加酸装置，设定废水的pH=7-8，通过pH控制系统控制加酸装置的投加，使废水的pH稳定维持在7-8之间，清水池中尾水作为备用或者后续深化解决用水。酸碱综合废水沉淀池产生污泥排放至酸碱污泥浓缩池，通过脱水机干化后，交由专业公司收集、处置。污泥解决工艺流程污泥浓缩池干泥打包外运板框压滤机污泥加压泵污泥浓缩池干泥打包外运板框压滤机污泥加压泵滤液综合废水调节池上清液综合废水调节池图3-4污泥解决工艺流程酸碱综合污泥经浓缩池进行浓缩后，由污泥泵加压输送至板框脱水机进一步脱水减量、固化，方便污泥后续的运输处置。由于这类污泥中含有多个重金属，含有一定的回收运用价值，因此污泥脱水后，交由专业的有资质的回收公司进行处置。解决构筑物工艺设计工艺设计总体设计水量为800m3/d，其中含铬废水40m3/d，含氟镍锡废水160m3/d，酸碱综合废水600m3/d。本解决系统除水量较小的含铬废水可选择间歇运行外，整个污水解决设施整体上按24小时运行，则小时废水解决量：33.33m3/h。解决构筑物设计人工格栅废水经管道收集后，首先通过人工格栅，去除废水中含有的大颗粒物及大块漂浮物，避免管道和阀门堵塞。格栅井设立于进水沟渠中，宽度为500mm。格栅采用人工格栅网，为不锈钢材质。重要配套设备：3台人工格栅，宽500mm，栅条间隙6mm。含铬调节池用于收集钝化工序排放的含铬废水，使水质水量得以调节。设计水量：40m3/d形式:地下钢混构造外形尺寸：2500×1600×4000mm停留时间：8h数量：1座重要配套设备：1）提高泵2台，一用一备，水泵基本参数为：流量Q=3m3/h，扬程H＝8m，电机功率N＝0.25kW。2）空气搅拌装置1套3）液位计1套4）池体防腐方法1项5）转子流量计1台含铬还原反映池用于含铬废水进行pH调节，通过投加亚铁还原剂，把六价铬还原成三价。设计水量：40m3/d形式:地上钢混构造，二格池子尺寸：2500×1000×1500mm停留时间：1.5h数量：1座重要配套设备：1）自动加酸装置1套2）自动还原剂装置1套3）搅拌设施2套4）池体防腐方法1项含氟镍锡调节池收集着色、电泳、封孔等工序排放的含镍含锡含氟废水。设计水量：160m3/d形式：地下钢混构造池子尺寸：6200×2500×4000mm停留时间：9h数量：1座重要配套设备：1）提高泵2台，一用一备，水泵基本参数为：流量Q=7.5m3/h，扬程H＝10m，电机功率N＝0.55kW。2）空气搅拌系统1套3）液位计1套4）池体防腐方法1项5）转子流量计1台含氟镍锡反映池对含氟镍锡废水进行pH调节，控制加碱（石灰），使镍离子、锡离子生成氢氧化镍的沉淀物、氟离子生成氟化钙的沉淀物(原理见前述)。间歇运行。设计水量：160m3/d形式:地上钢混构造,四格池子尺寸：3500×800×4000mm停留时间：1.5h数量：1座重要配套设备：1）自动加碱（熟石灰水）装置1套2）加药装置3套3）搅拌设施4套4）池体防腐方法1项含氟镍锡沉淀池对反映后生成沉淀物进行泥水分离。设计水量：160m3/d形式:地上钢混构造池子尺寸：6250××4000mm，泥斗高度：1500mm数量：1座重要配套设备：1）进出水装置1批2）排泥装置1套3）出水堰板1批4）池体初步防腐方法1项酸碱综合调节池用于收集表面预解决等工序排放的酸碱清洗废水以及预解决后的含铬废水，水质水量调节。设计水量：640m3/d形式:地下钢混构造池子尺寸：18500×2500×4000mm停留时间：6h数量：1座重要配套设备：1）提高泵2台，一用一备，水泵基本参数为：流量Q=30m3/h，扬程H＝18m，电机功率N＝4kW2）空气搅拌系统1套3）鼓风机2台，一用一备，基本参数为：风量Q=5.72m3/min，P＝4mH2O，电机功率N＝7.5kW。4）液位计1套5）池体防腐方法1项酸碱反映池对废水进行pH调节，控制装置控制酸、碱投药量，确保多个金属离子生成氢氧化沉淀物，并投加适量净水剂吸附去除废水中有机物和油脂，再投加絮凝剂把悬浮物絮成大颗的易沉淀的絮体便沉淀分离。设计水量：640m3/d形式:地上钢混构造,四格池子尺寸：4500×2500×4000mm总停留时间：1.5h数量：1座重要配套设备：1）自动加碱装置1套2）加药装置1套3）搅拌设施1套4）池体防腐方法1项酸碱沉淀池对废水反映后生成的沉淀物进行泥水分离。设计水量：640m3/d形式:地上钢混构造池子尺寸：1×4500×4000mm，泥斗高度：1500mm数量：1座重要配套设备：1)进出水装置1套2)排泥装置1套3)出水堰板1批过滤池去除水中的悬浮物并吸附残存有机物。设计水量：800m3/d形式:地上钢混构造池子尺寸：4000×22500×4000mm数量：1座重要配套设备：1）滤料1批2）布水、出水装置1套清水池贮存尾水，同时作为过滤池的反冲洗等。设计水量：800m3/d形式:地上钢混构造池子尺寸：3500×3450×4000mm停留时间：2.0h数量：1座重要配套设备：1）搅拌装置1套2）pH/ORP装置1套污泥池收集沉淀池沉积的污泥。形式:地上钢混构造池子尺寸：4500×4000×4000mm数量：1座综合楼综合楼为1层构造，电控室、污泥脱水室、投配药室，风机房、休息/化验室等。形式:地上框架砖混构造重要配套设备：1）板框压滤机1台，过滤面积为100m22）空压机1台，与压滤机配套3）酸加药装置2套4）碱加药装置2套5）絮凝剂加药装置4套6）还原剂加药装置1套7）控制系统1套重要设施、设备、材料清单工艺设备清单名称规格性能备注一、含铬废水解决部分1含铬废水提高泵Q=3m3/h，H＝8m，N＝0.25kW2台防腐2含铬调节池搅拌系统空气搅拌1套防腐3加酸装置1套自动4加还原剂装置1套自动5搅拌装置1套防腐6液位开关1套7pH/ORP2套二、含镍含锡含氟废水解决部分8含镍含锡含氟废水提升泵Q=7.5m3/h，H＝10m，N＝0.55kW2台防腐9含氟镍锡调节池搅拌空气搅拌1套防腐10反映池搅拌设施4套防腐12碱加药装置1套防腐13絮凝剂加药装置3套防腐14液位开关1套15进出水装置1套防腐16排泥装置1套防腐17出水堰板1套防腐18pH计1套三、酸碱综合废水解决部分21机械格栅栅距6mm1套不锈钢22酸碱综合废水提高泵Q=30m3/h，H＝18m，N＝4kW2台防腐23综合废水调节池搅拌机空气搅拌1套防腐24反映池搅拌系统4套25三叶罗茨鼓风机Q=5.72m3/min，P＝4mH2O，电机功率N＝7.5kW2台26加碱装置1套自动27加药装置2套自动28液位开关1套29进出水装置1套防腐30排泥装置1套防腐31出水堰板1套防腐32滤料石英砂7m333沙滤池进水装置1套34沙滤池出水装置1套35过滤池反冲装置1套36pH计2套四、污泥解决部分37板框压滤机100m21台防腐38空压机1台活塞式39气动隔阂泵1台五、电气控制系统部分电气控制柜40电控柜与各设备配套1项41电气电缆与各设备配套1项六、其它管道阀门42管道阀门1批PVC/钢制43安装辅材1项工艺构筑物清单 名称规格性能备注1含铬调节池2500×1600×4000mm1座钢砼构造2含铬还原反映池2500×1000×1500mm1座钢砼构造3含氟镍锡调节池6200×2500×4000mm1座钢砼构造4含氟镍锡反映池3500×800×4000mm1座钢砼构造5含氟镍锡沉淀池6250××4000mm1座钢砼构造6酸碱综合调节池18500×2500×4000mm1座钢砼构造7酸碱反映池4500×2500×4000mm1座钢砼构造8酸碱沉淀池1×4500×4000mm1座钢砼构造9砂滤池4000×2250×4000mm1座钢砼构造10清水池3500×3450×4000mm1座钢砼构造11污泥池4500×4000×4000mm1座钢砼构造12综合楼27000×4500×4000mm1座框架构造配套系统设计土建设计土建设计原则1、满足工艺设计的规定；2、符合