酸洗废水处理改造工程设计方案

**酸洗废水处理工程改造设计方案

目录概述……………4设计依据………5设计原那么………5设计采用主要标准及标准……5设计污水水质、水量…………6工艺流程设计…………………7主要构筑物、设备的选型……9建筑与结构设计………………11电气……………12PLC自控系统…………………13给排水…………18平面布置………18工程投资概算………………18经济效益分析…………………21其他效劳工程…………………21有关说明………22一、概况：1.工程设计单位概况：2.工程背景：二、设计依据：?中华人民共和国环境保护法?；?中华人民共和国污水综合排放标准?〔GB8978-1996〕和当地环保部门对相关酸洗废水处理工程的设计原那么及标准；有关废水处理工程的设计标准、规定与原那么；相关国家环保的法律、法规以及地方环保法规等；通过现场调研与论证及相关环保部门的有关意见和要求；三、设计原那么：执行有关环保规定，确保各项出水指标符合国家和地方有关污水标准的要求；选择比拟成熟的处理工艺，系统运行简单可靠、平安、操作方便，尽量减少运行本钱及投资费用；选择处理工艺流程可行、处理效果稳定；操作管理方便、便于维护；建设地点及用地应充分考虑用户的现有条件，根据用户要求，指定地点用地，并应考虑管网的合理布置；废水处理站总布局须与周围环境协调；废水处理站应尽量减少二次污染，以削弱对周围生活环境的影响；设备、器材、管路及电气必须质量可靠、运行稳定。四、设计采用主要标准及标准本工程设计主要执行以下专业技术标准和标准：〔1〕?室外排水设计标准?〔GB50014-2006〕〔2〕?污水综合排放标准?〔GB8978-1996〕〔3〕?污水排入城市下水道水质标准?〔CJ18-86〕〔4〕?建筑给水排水设计标准?〔GB50015-2003〕〔5〕?地基根底设计标准?〔DBJ-11-89〕〔6〕?工业建筑防腐蚀设计标准?〔GB50046-95〕〔7〕?建筑结构荷载设计标准?〔GB50009-21〕〔8〕?给水排水工程结构设计标准?〔GBJ-15-88〕〔9〕?混凝土结构设计标准?〔GB50010-2002〕〔10〕?建筑地基根底设计标准?〔GBJ7-89〕〔11〕?给水排水管道工程施工及验收标准?〔GB50268-97〕〔12〕?建筑结构设计统一标准?〔GBJ68-84〕〔13〕?地下工程防水技术标准?〔GBJ108-87〕〔14〕?电力装置的继电保护和自动装置设计标准?(GB50062-92)〔15〕?通用用电设备配电设计标准?〔GB50055-93〕〔16〕?工业与民用供配电系统设计标准?〔GB50052-95〕〔17〕?工业设计节能技术暂行规定?〔GBJ6-85〕〔18〕?低压配电装置及线路设计标准?〔GB50054-95〕五、设计废水水质及水量：1.废水性质：PH、SS、氟化物、镍及铁等污染因子污水；2.废水水质：参考同类行业废水水质及现场调研资料确定废水水质如下：pH=1~3，所用的酸主要为HCl，废水中油及SS均不高，含少量F-离子〔废酸中含有HF〕，污染因子主要为pH、SS、F-、油类。3.设计处理量：根据乐清市环保局及芙蓉镇领导现场考察〔初步调查和受业主委托〕，确定本方案物化段废水处理的设计处理能力为15.0m3/h，，每天运行8小时，即120m3/d，所以生化系统设计总量定位为120吨每天，20小时运行，每小时6吨。根据业主提供的环保监测数据显示，物化段预处理后的出水COD≤400mg/L，所以生化段进水指标以此数据为依据进行设计，并使得经过生化处理后的废水到达最新排放标准即出水COD≤100mg/L。4．处理后排放水质指标：符合?中华人民共和国污水综合排放标准?(GB8978-1996)中一级标准的要求，即：PH=6-9，F-≤10mg/L，总铁≤3.0mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50倍，COD≤100mg/L。六、工艺流程设计：㈠工艺流程的选择原那么：结合用户的实际情况，根据我公司的经验主要从以下几方面考虑：处理工艺适应性强，效果好运行费用低，操作管理简单、方便全部工艺采用全自动控制投资省、占地面积少。〔二〕处理工艺流程药剂PH计PH石灰、PAMPH初沉池1#反响池隔油调节池药剂PH计PH石灰、PAMPH初沉池1#反响池隔油调节池回调酸池二沉池2#反响池酸洗废水回调酸池二沉池2#反响池酸洗废水压滤液压滤液污泥脱水机污泥浓缩池污泥脱水机污泥浓缩池压滤液压滤液外运填埋污泥脱水机生化污泥池外运填埋污泥脱水机生化污泥池活性炭过滤池达标排放MBR膜系统厌氧池UASB生化调节池活性炭过滤池达标排放MBR膜系统厌氧池UASB生化调节池〔三〕工艺流程说明：各企业建立3～5m3储量的集水池〔要建立一个废水集水池，容量原那么上以其实际废水排放量的3倍以上承建〕，由罐装车统一运至酸洗污水处理站进行集中处理。如企业离污水处理站较近的可以直接管道接入酸洗废水处理站。酸洗废水经隔油沉砂池，在沉砂池经过沉砂、隔油后自流入调节池。废水在调节池均质均量后经耐酸防腐泵提升至反响池1#，通过pH自控仪控制石灰的投加量，同时参加PAM搅拌反响，使氟化物及金属离子与石灰反响生产氢氧化物及氟化物沉淀，出水流入初沉池进行泥水别离，初沉池上清液流入反响池2#，进一步投加氧化药、PAC、PAM，使废水中残留的污染因子彻底去除。出水进入二沉池进行泥水别离。二沉池上清液自流至回调酸池，PH自动调酸后，出水自流至生化调节池均质均量后，用生化提升泵提升至UASB，在厌氧条件下，大局部大分子及难降解有机物在厌氧菌作用下分解成较小分子及可降解有机物，UASB出水至生化厌氧池，大分子有机物进一步水解酸化为小分子有机，再经厌氧细菌处理后，自流至MBR池，利用MBR膜技术，富集生化活性污泥浓度，提高生化效率和能力，进一步处理有机物，然后利用MBR膜别离技术，污泥继续在MBR膜池内富集和自然消化，减少污泥排放量，抽取好氧段处理完毕的废水至活性炭过滤池，最后自流至排放口。初沉池及二沉池污泥通过静压流入物化污泥浓缩池，污泥浓缩后用螺杆泵打入压滤机进行压滤，干化后的污泥定期外运处置。滤液及物化污泥浓缩池上清液回流至隔油调节池重新处理。生化段污泥通过静压流入生化污泥浓缩池，污泥浓缩后用螺杆泵打入压滤机进行压滤，干化后的污泥定期外运处置。滤液及生化污泥浓缩池上清液回流至生化调节池重新处理。〔四〕工艺流程的特点：1.考虑到钻头的加工特性，在处理之前设置隔油沉砂池，并定期进行打捞燃烧处理，以充分降低后续沉淀单元的处理负荷；2.整个主处理单元使用pH自动控制系统进行加药全过程控制，以充分降低工人劳动强度及处理运行本钱；

七、主要构筑物、设备的选型：〔1〕隔油沉砂调节池结构地下式钢砼结构，防腐。数量一座处理能力15m³/h平面尺寸m×m×m有效容积294m³停留时间h废水提升泵〔利用原来〕数量2台，一用一备流量15m³/h扬程20m功率配套浮球液位控制系统〔2〕反响池1#结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×2.0有效容积30m³停留时间h加药泵〔利用原来〕数量2套空气搅拌系统〔利用原有〕数量两套形式穿孔PVC在线PH仪〔利用原来〕数量一套测量范围0-144-20mA输出〔3〕沉淀池结构地上式钢砼结构，防腐数量一座形式竖流沉淀池平面尺寸5.0m×5.0m×5.5m容积125m³外表负荷0.6m³/㎡·h停留时间h导流筒〔利用原有〕数量1套材质不锈钢配套支架一套；碳钢，防腐。布水、集水系统〔利用原有〕数量各一套材质碳钢静压排泥系统〔利用原有〕数量1套配套电磁阀1套〔4〕反响池2#结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×2.0有效容积30m³停留时间h加药泵〔利用原来〕数量3套空气搅拌系统〔利用原有〕数量两套形式穿孔PVC在线PH仪〔利用原来〕数量一套测量范围0-144-20mA输出〔5〕二沉池结构地上式钢砼结构，防腐数量一座形式斜板沉淀池平面尺寸7.0m×5.0m×m容积105m³外表负荷m³/㎡·h停留时间h斜板系统数量35m3材质聚丙烯PP孔径Φ50高度1m配套斜板支架一套；碳钢，防腐。布水、集水系统〔利用原有〕数量各一套材质碳钢静压排泥系统〔利用原有〕数量2套配套电磁阀2套〔6〕PH调节池结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×有效容积45m³停留时间3h加药泵〔利用原来〕数量1套空气搅拌系统〔利用原有〕数量1套形式穿孔PVC在线PH仪〔利用原来〕数量一套测量范围0-144-20mA输出〔7〕过滤吸附装置〔利用原来〕结构碳钢结构，防腐。数量2座平面尺寸φ1.4有效容积3m³管道泵〔利用原来〕数量4台，2用2备流量15m3/h扬程20m功率配套电磁阀4套〔8〕污泥浓缩池〔利用原来〕结构半地上钢砼结构数量一座平面尺寸m×m×m有效容积100m³污泥系统螺杆泵〔利用原来〕数量2台,1用1备功率自动液压压滤机〔利用原来〕数量2台,1用1备过滤面积30平方〔9〕排放口〔利用原来〕结构地上砖混结构数量一座平面尺寸m×m×m配套明渠流量计1套7.10设备、加药间〔利用原有〕7.11总控制机房〔利用原有〕新增生化处理系统由于物化阶段处理水为120吨，8小时运行。所以生化系统设计总量定位为120吨每天，20小时运行，每小时6吨。按业主要求物化废水按8小时运行，生化按20小时运行。根据业主提供的环保监测数据显示，物化段预处理后的出水COD≤400mg/L，所以生化段进水指标以此数据为依据进行设计，并使得经过生化处理后的废水到达最新排放标准即出水COD≤100mg/L。〔1〕生化调节池〔新建〕结构地下式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×m×3.0m有效容积117m³生化提升泵数量2台(一用一备)流量11m³/h扬程18m功率配套液位控制系统一套〔1〕UASB〔新建〕结构半地下式钢砼结构数量一座平面尺寸m×m×7.0m有效容积117m³内部含布水系统、三相别离器、出水及回流管增加管道流量〔2〕厌氧池〔新建〕结构地上式钢砼结构。数量一座〔分二格〕平面尺寸m×m×m有效容积99m³停留时间h弹性填料数量81m³长度m材质聚烯烃类配套填料支架一套，碳钢防腐，尼龙绳600m微孔曝气管数量6套材质PVC配套填料支架一套〔3〕MBR池〔新建〕结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座〔分两格〕平面尺寸m×m×m有效容积66m³停留时间11hMBR膜数量40帘型号美能QYMJ-15A材质PVDF〔聚偏二氟乙烯〕通量200~1000L/h面积600㎡类型中空纤维式帘式膜膜框架数量4套尺寸1m×2m×2m材质304不锈钢配套微孔曝气器30套抽吸泵数量4套,2用2备材质不锈钢流量11m³/h扬程18m功率配套变频器两套，进水压力变送器一只，浮球液位计4只。真空泵数量2套吸气量0.45m³/min，压力-8m，功率配套真空罐一只反洗泵数量2套材质不锈钢流量7.5m³/h扬程32m功率配套溶药箱一只鼓风机数量3套2用1备形式罗茨鼓风机风量0m3/min风压kpa功率4kw配套消音器，放空阀。浊度仪数量1套形式数显量程0~20NTU精度PLC控制程序数量一套配套连锁MBR膜的运行程序，抽吸泵的运行。电磁流量计数量一套材质钛电极，衬氟塑料防腐量程5~30m³/h口径DN65污泥泵数量2套流量5m³/h扬程20m功率〔4〕膜清洗池〔新建〕结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×有效容积18m³配套清洗管线〔5〕生化污泥池〔新建〕结构地上式钢砼结构，防腐。数量一座平面尺寸m×m有效容积m³螺杆泵数量2台流量5.6m³/h扬程80m功率3kw材质不锈钢板框压滤机数量1台材质聚丙烯，碳钢过滤面积20㎡形式自动保压式压滤机滤板宽度900mm功率3kw配套压力表2支，耐酸碱滤布〔6〕活性炭过滤池结构一体化碳钢罐，防腐。数量一座平面尺寸m×2.5m×m滤速6m/h滤层活性炭2000mm进水泵数量两套一用一备材质不锈钢形式卧式离心泵流量5m³/h扬程15m功率配套连锁控制系统，压力表一只反洗泵数量一套材质不锈钢形式卧式离心泵流量10m³/h扬程20m功率3kw配套连锁控制系统，压力表一只制动控制系统阀门气动蝶阀数量一套控制方式PLC编程控制八．建筑与结构设计㈠建筑设计遵循的主要设计标准、设计依据：a)?建筑地基根底设计标准?〔GB17-89〕；b)?砌体结构设计标准?〔GBJ3-88〕；c)?砖结构设计标准?〔GB10-89〕；根据废水处理的工艺要求，所建构筑物和辅助生产建筑物分废水处理构筑物和辅助生产建筑物局部。㈡结构设计废水处理构筑物均为蓄水构筑物、采用整表达浇钢砼结构形式，砼等级不低于C25，并做抗渗处理。辅助生产建筑物均为单层砖混结构形式，本工程设计地基承载力暂按60kPa进行计算。采用的砖、水泥、砂钢筋等均按要求标号供给，满足设计要求。施工单位必须严格按图施工，切实执行现行施工标准。九、电气㈠供电系统：a)本污水处理站电源以380/220三相线制，工作零线与保护零线分开；b)本处理站电器设计由总电源控制箱输入端起；c)低压配电柜内开关电器均采用进口或合资产品；d)所有电机采用直接启动；e)设置照明，动力两回路。㈡接地系统：a)中性点工作接地、防雷接地、接零系统等重复接地，共用1套接地系统；b)接地电阻不大于1Ω㈢防雷：a)污水站内设施作防雷保护b)采用霹雷加短针对构筑物进行重点保护，利用建筑物内钢筋做引线由根底连续焊接至天面霹雷带处。㈣电缆、电线：a)电缆采用交联聚乙烯绝缘铜芯电缆；b)室内电缆在电缆沟内敷设，室外用电缆桥架或穿管敷设。㈤操作台：设置手动开关，人工操作，配有工作状态显示，液位显示系统。kW；由业主方负责直理引入综合房总控制柜，铺设方式为电缆沟，采用室内室外均可控制的方式。操作室设电控柜一台，用电负荷见表9-1。表9-1用电负荷表用电设备装机容量〔台×功率〕实际平均使用功率〔〔kw/d〕备注提升泵×d50%运行加药泵12×d50%运行螺杆泵2×2.20kwd20%运行风机2×17.6kw/d50%运行高压泵×d50%运行小计19.24kwd十、PLC自动控制系统模拟显示屏〔动态显示〕监控计算机系统模拟显示屏〔动态显示〕监控计算机系统打印机记录通讯PLC控制系统PLC控制系统PHPH仪流量信号液位信号动力控制盘流量信号液位信号动力控制盘现场控制箱进水/出水泵阀电机进水/出水泵阀电机10.2.1上位监控计算机+PLC方案本方案采用上位监控计算机+下位PLC的控制方式。进口的可编程控制器〔PLC〕结合先进的工控监控软件及检测仪表和通讯系统组成的对污水实施、自动化控制。可编程控制器〔PLC〕具有模块化结构设计，可任意按需要组合模块类型和数量。可编程控制器〔PLC〕编程语言丰富，通过梯形图语言程序设计，可方便的实现开关量的逻辑处理〔泵、阀门的状态监测和控制等〕，故障报警，连锁等功能。另外，进口可编程控制器〔PLC〕还处理的工艺过程进行分散控制、集中管理。应用工控软件，实现污水处理的工艺流程监控现代具有模拟量监测、运算、处理能力，可方便的实现污水处理系统的液位等参数的监控。计算机监控系统采集全厂各工段的工艺参数值、电气参数及生产设备的运行状态，显示全厂平面图及各工艺流程单体平面图，平面图上有动态的实时参数值显示，机泵运行状态显示和事故报警信息显示。自动生成的生产报表和故障记录报表供生产管理之用，操作站内将存贮数月的信息量。1)将整个废水处理的工艺流程以动画的形式来模拟现场工况，使操作员在图文并茂的环境下进行操作，降低了劳动强度，提高了工作效率。2)运用电脑的多媒体技术，对污水处理过程产生的故障等报警信息进行语音提示，使操作人员耳目互补，降低出错率。3)将废水处理过程中的工艺参数、报警信号、操作信息进行实时采集、显示，并保存记录，同时提供实时趋势曲线，棒状图，生成历史趋势曲线等，以便进行管理和分析。4)整个软件操作界面全部用中文提示，并提供强大的帮助系统，使操作人员能很快地掌握操作要领。软件的操作界面颜色搭配和谐，不使用过于刺眼的色彩，防止产生视觉疲劳。5)通过软件的编制，可自动生成污水处理日报表，能自动打印报表，使控制系统的管理更完善。6)本操作站的电源来自不间断电源，使整个系统的供电十分平安，可靠，能够在外部供电失却的情况下，维持系统的正常运行。7)设置不同的操作权限和密码，使一般操作者进行一般操作，而工程师级操作者可进行三种控制方式的切换，可根据现场来水情况进行控制程序的调整〔如调整处理的时间等〕，以使整个控制系统更加灵活，方便。8)通过通讯总线与控制站PLC进行通讯，向PLC发布命令，并接受PLC传送的信息。下位PLC对现场的pH值，流量、液位信号及泵阀的运行状态，故障等信号进行采集，并根据预先编制的控制程序输出控制各种泵阀及指示信号。并完成将下位机的信号传至监控计算机内，并接受监控计算机的指令。1)通过控制单元，及时采集工况信息和工艺参数传递到管理单元。开关量输入，输出模块全部采用电隔离措施，以防止强电侵入，损害模块，使系统运行平安，可靠。2)运用专用的PLC编程软件，结合废水处理的工艺要求，编制相应的逻辑梯形图程序，从而使废水处理后排放到达有关标准。3)模拟量输入模块的外部接线全部采用屏蔽电缆，以保证数据传输时的抗干扰能力，到达准确、迅速的要求。该方案的操作方式为手动-自动-机动。手动方式为现场操作；在自动方式时，按设置的程序来完成动作；机动为监控计算机上的操作方式。该方案的特点是当上位监控计算机有意外故障时，系统仍由高可靠的PLC来控制，不会使废水处理系统发生停机故障。10.2.2PLC控制系统也可用PLC+模拟屏的方式来控制废水处理流程。这种方案的投资较上下位机控制方式少。10.3监控功能说明该系统的下位机采用进口的PLC，模块化结构设计，可任意按需要组合模块类型和数量。进口PLC编程语言丰富，通过梯形图语言程序设计，可方便的实现开关量的逻辑处理〔泵、阀门的状态检测和控制等〕，故障报警，连锁等功能。另外，进口PLC还具有模拟量检测、运算、处理能力，可方便的实现污水处理系统的液位、流量、pH值等参数的监控。该系统的工作站通过工程师组态和软件开发可以实现许多种画面，操作人员可以通过下述方法来操作画面：在菜单上选击鼠标均可切换画面：用PageUP或PageDOWN键逐页切换画面：同时，在工作站上可以生成以下画面：菜单画面：列出该菜单下所有画面及中文说明，操作人员只需在菜单号或中文说明位置双击鼠标即可切换到该画面。流程图画面：以动态的流程图形式显示过程信息。系统配有符号库，符号的前景色，背景色。符号背景和移动均可任意指定，并动态的变化和闪烁。择画面：在当前画面的功能键位置双击鼠标或按功能键切换画面：在当前组态过的任何符号上〔按钮、图标、图形、字符等〕双10.3.3报警监视对于工作站的系统部件故障报警，诊断报警等，软件能自动处理。对工艺流程报警〔如水池水位等各种报警〕必须进行报警组态才能自动处理。系统对任一报警可以用工作站流程图醒目的报警颜色来识别，也可将报警信号通过PLC处理后，通过机柜盘面上声光报警装置输出。每个报警可以组态是否需要打印及打印风格，工作站显示的报警处均带有日期和时间，同时对报警参数恢复的日期和时间，同样进行显示和记录。对于每个报警类型组态的方法是在报警组态的对话框内完成的。报警和打印的时间分辨率最高为1秒。历史趋势：监控软件拥有生成历史趋势的功能选项，用户可根据自己的要求生成相应的历史趋势图。根据监控站计算机硬盘的大小，可以存储最少半年的趋势图。通过历史趋势图，用户可查看以前特定某段时间的历史图形记录，可查看故障〔如水位高报警等〕发生的时间，变化趋势，从中找出原因。实时趋势：监控软件同样可以生成实时趋势图，用于分析相关参数〔如液位流量等〕变化趋势，以更好的去监控。10.3.5电子表格数据存档：系统中能够以用户指定的速率采样数据并将数据存储在数据文件中。任何时候，都能从据文件中检索数据。已经存储的数据是正确处理和优化过程的强大工具。这个功能只要将监控软件的“历史数据收集〞选项翻开即可。报表格式：可以根据生产的实际要求，在监控软件的EXCEL电子表格中，可以任意定义各类表格和格式，如班报表，日报表，月统计表，甚至年统计表等。并且可以统计每一个报表的最大最小值，作出相应的棒图、趋势图、X-bar图。报表自动打印：在监控软件的报表处理功能中，可以利用特有的定时打印功能来设置定时打印各类报表，也可手动打印指定报表。10.4PLC、仪表及元器件选型*监控计算机：采用高性能的研华工业控制计算机*PLC：西门子PLC*pH计：台湾SUNTEX*流量计：明渠流量计*液位计：浮球液位计*低压电器：合资或国产产品。十一、给排水给水由厂区给水管道接入，用DN50镀锌管引入，主要用于药剂的配制及清洗，排水直接排入本工程集水池内。雨水直接或沿道路雨水口排入厂区雨水管内。十二、平面布置平面布置暂推荐附录平面布置图，并接受厂方必要的意见可另行布置，但所有水池墙体外露局部用白色瓷砖贴面，所有建筑物墙体外露局部用白色乳胶漆涂料。十三．工程投资概算㈠新增土建工程投资概算〔见表13-1〕表13-1土建工程投资概算表单位：万元序号构筑物结构规格(内径尺寸)单位数量金额备注1生化调节池钢砼××3.0m(H)座12厌氧池钢砼××6.0m(H)座13MBR池钢砼××6.0m(H)座14膜清洗池钢砼××4.5m(H)座15炭滤池钢砼××4.5m(H)座16反响池钢砼××4.5m(H)座27UASB××7m(H)座18生化污泥池钢砼××4.5m(H)座19风机房砖混××3.0m(H)座110控制机房砖混××3.0m(H)座111污泥脱水机房砖混××3.0m(H)座112其它附属设施和物化段共用小计注：本小计不计各企业自建集水池、地基处理、场地道路及绿化等费用。㈡主要设备投资概算〔见表13-2〕表13-2主要设备工程概算