汽车零部件设计方案.docx
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汽车零部件设计方案
#########汽车部件有限公司
污水处理工程
设
计
方
案
#########有限公司
二0一二年一月
一、项目概况
二、设计规模
根据#########汽车部件有限公司提供的环评及相关资料,本方案为该公司生产废水(主要为涂装生产线在进行喷底粉前需脱脂除油、表调、钝化)处理工程方案,确定设计规模为:
按每天处理24小时设计,则处理时小时流量约为:
Q=8m3/h
三、废水水质及出水水质
1、设计来水水质
#########汽车部件有限公司废水主要含有:
脱脂废液、磷化废液等及部分保洁废水,主要污染物有PH、CODcr、SS、磷酸盐、类工程数据,确定生产废水综合水质指标如下:
石油类、氟化物、Zn2+等,依据业主提供的环评资料数据,参照同
①设计来水综合水质指标
表1设计来水综合水质指标
单位:
mg/L(PH值无量纲)
序号
成份
浓度
备注
1
化学耗氧量(CODcr)
600
表中数据均为最大值
2
悬浮物(SS)
400
3
磷酸盐(以P计)
200
4
总锌
50
5
总铬
15
6
石油类
400
7
氟化物
30
8
酸碱度(PH)
5~6
2、经处理后的出水水质
处理后排放水质要求符合####污水处理厂接管标准(其中总铬的排放标准为《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定的第一类污染物排放标准)。
其主要指标为:
表2设计出水指标
单位:
mg/L(PH除外)
序号
成份
浓度
备注
1
化学耗氧量(CODcr)
≤400
表中数据均为最大值
2
悬浮物(SS)
≤300
3
磷酸盐(以P计)
≤6.0
4
总锌
≤5.0
5
总铬
≤1.5
6
石油类
≤10
7
氟化物
≤10
8
酸碱度(PH)
6~9
四、设计依据及原则
1、设计依据
⑴#########汽车部件有限公司提供的有关数据;
⑵《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
⑶#########污水处理厂接管标准;
⑷其它国家有关工程设计的法规、规范、标准;
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《中华人民共和国水污染防治法实施细则》
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《建筑地基基础设计规范》(GB30007-2002)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)
《采暖通风和空气调节设计规范》(GB50019-2003)
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)
《10KV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008)
《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003)
《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
2、设计原则
⑴贯彻执行国家关于环境保护政策,按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行设计。
使处理后的废水各项指标达到排放标准;
⑵运用先进适用、合理、成熟、安全可靠,使用寿命长的处理工艺和技术,确保污水处理效果,减少日常运行费用;尽量使用原有污水处理设施减少工程投资和日常运行费用;
⑶工艺选用国内先进、高效节能、性能可靠、运行管理方便、易于维修的设备;
⑷提高自动化程度,减轻劳动强度,降低动力消耗、减少运行费用;
⑸不产生二次污染。
五、设计范围
本方案设计的范围为污水处理站工艺的方案设计。
本方案设计的具体范围如下:
污水处理工艺及配套的建筑、结构、电气、仪表、给排水及总平面布置。
表3设计内容与建设规模一览表
序号
建设内容
建设规模
1
污水处理工程(包括工艺、自控、土建、设备、总图、消防、电气、环保、防腐等)
污水处理规模:
8m3/h
本工程所有的工艺来管、电线、电缆均由厂家送至站界内指定位置处;本工程经处理后的达标排放水均送至站界外1.0米处。
六、废水处理工艺流程选择
6.1废水处理工艺流程的选择
污水处理工程的经验表明:
工艺方案的选择对处理效果、占地面积、运行管理、基建投资、运行成本等重要指标都有很大影响,因此选择合理的处理方案是做好处理工程建设的根本保证。
6.1.1方案比选
根据#########汽车部件有限公司排水水量和水质特征,结合国内外同行业工业废水水处理经验,采用两种处理工艺进行比较,即化学法和生化法。
下面就上述两种方法应用于本污水处理比较如下:
方案一:
化学法
项目产生废水主要含有PH、CODcr、SS、磷酸盐、铬、石油类、Zn2+等污染因子,其中氟离子、磷酸盐、铬、Zn2+属于无机化学污染物,通常有效且经济的处理方法一般采用化学沉淀处理,利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂在酸性条件下将废水中六价铬还原成三价铬离子,加碱调整pH值,使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。
通过投加石灰水调节PH值在9-11之间,形成氢氧化锌(溶度积常数7.1×10-18,PH≥11又开始溶解)难溶沉淀物,进一步投加石灰水调节PH值在12.0以上并投加絮凝剂以去除磷酸盐及其它污染因子,磷酸盐也在PH值12以上时与氢氧化钙发生反应,生成羟基磷酸钙沉淀;然后通过混絮凝反应予以去除难溶的沉淀物,使得废水中的污染因子得到有效去除,出水能稳定达标。
针对磷化废水的特点,以下对化学除磷进行介绍:
1、化学除磷简述
污水中的磷可以通过化学和生物两种方法去除。
生物除磷是一种相对经济的除磷方法,但由于现阶段生物除磷工艺还无法保证出水总磷稳定达到0.5mg/L标准的要求,所以常需要采用或辅助以化学除磷措施。
2化学除磷原理
化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类(如磷酸盐)反应生成颗粒状、非溶解性的物质。
实际上投加化学药剂后,污水中进行的不仅是沉析反应,同时还发生着化学絮凝作用,即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
3化学除磷药剂
为了生成非溶解性的磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。
许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物,但出于经济原因考虑,用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐,这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。
除金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂,反应生成不溶于水的磷酸钙。
污水化学除磷中常用的药剂类型详见表4。
表4污水净化常用药剂
类型
名称
分子式
状态
铝盐
硫酸铝
Al2(SO4)3·18H2O
固体
Al2(SO4)3·14H2O
液体
nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O
固体
氯化铝
AlCl3
液体
AlCl3+FeCl3
液体
聚合氯化铝
[Al2(OH)nCl6-n]m
液体
二价铁盐
硫酸亚铁
FeSO4·7H2O
固体
FeSO4
液体
三价铁盐
氯化硫酸铁
FeClSO4
液体(约40%)
氯化铁
FeCl3
液体(约40%)
熟石灰
氢氧化钙
Ca(OH)2
约40%的乳液
4化学除磷工艺
化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类,实际中常采用的有:
前置除磷、同步除磷和后置除磷。
4.1前置除磷
前置除磷工艺的特点是化学药剂投加在初沉池的进水渠(管)中、或者文丘里渠(利用涡流)中。
其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。
相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)在初沉池中通过沉淀被分离。
如果生物段采用的是生物滤池,则不允许使用铁盐药剂,以防止对填料产生危害(产生黄锈)。
前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施,比较适合于现有污水处理厂的改建,通过这一工艺步骤不仅可以除磷,而且可以减少生物处理设施的负荷。
常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。
前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/L,完全能满足后续生物处理对磷的需要。
4.2同步除磷
同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺,在国外约占所有化学除磷工艺的50%。
其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中,个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。
目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法,但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。
4.3后置除磷
后置除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行,因此也叫二段法工艺。
一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中,并在其后设置絮凝池和沉淀池(或气浮池)。
对于要求不严的受纳水体,在后置除磷工艺中可采用石灰乳液药剂,但必须对出水pH值加以控制,如可采用CO2进行中和。
采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷,但因为需要恒定供应空气因而运行费用较高。
三种除磷工艺的优缺点汇总见表5。
表5 各种化学除磷工艺比较
工艺类型
优点
缺点
前置除磷工艺
1)能降低生物处理构筑物负荷,平衡负荷的波动变化,从而降低能耗;
2)与同步除磷相比,活性污泥中有机成分不会增加;
3)现有污水厂易于实施改造。
1)总污泥产量增加;
2)影响反硝化反应(底物分解过多);
3)对改善污泥指数不利。
同步除磷工艺
1)通过污泥回流可以充分利用除磷药剂;
2)如果将药剂投加到曝气池中,可采用价格较便宜的二价铁盐药剂;
3)金属盐药剂会使活性污泥重量增加,从而可以避免污泥膨胀;
4)同步除磷设施的工程量较小。
1)采用同步除磷工艺会增加污泥产量;
2)采用酸性金属盐药剂会使pH值下降到最佳范围以下,对硝化反应不利;
3)硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起,回收磷酸盐较为困难,此外在厌氧状态下污泥中磷会再释放;
4)回流泵会破坏絮体,但可通过投加高分子絮凝助凝剂减轻这种危害。
后置除磷工艺
1)硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分离,互不影响;
2)药剂投加可以按磷负荷的变化进行控制;
3)产生的磷酸盐污泥可以单独排放,并可以加以利用。
后置除磷工艺所需投资大、运行费用高,但当新建污水处理厂时,采用后置除磷工艺可以减小生物处理二沉池的尺寸。
方案二:
生化法
由于金属表面处理产生的磷化、脱脂废水所含的BOD值很低,而COD值较高,其B/C远低于0.1,故此种废水不适宜用生化法处理。
6.1.2方案选择
由上述比较结果可知,对本项目污水而言,方案一较合理。
6.2、污水处理工艺流程说明
本工程的整个工艺处理流程简图如下:
H2SO4FeSO4Ca(OH)2PAM
含铬废水
石灰消解槽
1#混凝沉淀一体化
母液贮存池
脱脂、表调、钝化母液
分批泵入
Ca(OH)2PAM
Ca(OH)2PAM
石灰水
预调PH值
格栅井
隔油调节池
2#混凝沉淀一体化
3#混凝沉淀一体化
其它综合废水
浮油由回收单位清捞作模具用油
沉渣
沉渣
H2SO4
发生事故时
事故恢复时
上清液
污泥浓缩池
中和反应器
规范化排口
箱式压滤机
事故应急池
剩滤液
达标排放
干泥运至固废处置中心处置
含铬废水处理装置
图1整个污水处理工艺流程简图
①污水部分:
母液:
磷化、脱脂母液由于所含污染因子浓度很高且每月集中排放一次,如果一次性进入污水处理系统,会造成很高冲击负荷,破坏系统的正常运行。
为使系统免受负荷冲击,设置母液贮存池,将一次性排放的母液集中收集,再通过水泵计量每天分批次均量泵入废水处理系统进行处理。
含铬废水:
含铬母液槽中的废水由提升泵提升进入1#混凝沉淀一体化设备。
在第一反应池中先将废水用硫酸调pH值至2-3,硫酸加药量由在线数显pH计控制投加量,再加入还原剂硫酸亚铁,在下一个反应池中加入Ca(OH)2,由在线数显pH计控制投加量,调解pH值至7-8,生成Cr(OH)3沉淀,再加混凝剂,使Cr(OH)3沉淀除去。
反应后的混合液经沉淀后,上清液再自流进入隔油调节池。
其它综合废水:
先经人工格栅,拦截污水中的漂浮物和杂质,然后进入隔油调节池。
隔油调节池前端设置隔油池,将污水中的浮油隔除(浮油由回收单位清捞作模具用油),后端设置调节池,调节池内设水下搅拌器进行搅拌,同时向调节池内投加石灰水,以进行预调PH值,水质水量均衡后,经提升泵提升进入2#混凝沉淀一体化设备。
投加石灰水和PAM进行混凝反应,石灰水由在线数显pH计控制投加量,调节PH值至8.5-10.5之间,以去除锌离子和氟化物,反应后的混合液经沉淀后,上清液再自流进入3#混凝沉淀一体化设备,投加石灰水和PAM进行混凝反应,石灰水由在线数显pH计控制投加量,调节PH值至12以上,以去除磷酸盐及有机物,反应后的混合液经沉淀后,上清液经由管式混合器自流入中和池,并在管式混合器前端加盐酸调节pH值至中性,加药量由在线数显pH计控制投加量,调节PH值至6~9之间。
出水经规范化排口达标排入城市排水管网。
②污泥部分:
隔油池和混凝一体化内的沉渣,定期排入污泥浓缩池,污泥浓缩池上清液回隔油调节池,浓缩污泥由污泥泵打入箱式压滤机,压滤污泥运至固废中心处置,滤液回调节池。
③事故应急:
本工程设置事故应急池一座,当污水处理站发生事故时,污水流入事故应急池;当污水处理站恢复正常运营时,通过潜污泵将事故应急池污水打入系统进行系统处理。
若经系统处理后水质不达标时,废水也流入事故应急池。
七、各单元工艺设计及设备、构筑物选型
1、母液贮存池
(1)功能:
贮存每月排放一次的磷化、脱脂母液,并每天分批均量泵入污水处理系统。
(2)主要内容:
尺寸:
3750×2000×4000mm,1座,V有=28m3,钢砼结构,地下式;
其中:
脱脂母液槽:
2000×1750×4000mm;
表调母液槽:
2000×500×4000mm;
钝化母液槽:
2000×1000×4000mm。
设置:
①1#提升泵:
WQ8-12-0.75,3台。
Q=8m3/h
H=12m
N=0.75KW
②浮球液位控制器:
3套
③回流管阀,3套。
④电磁阀DN32,3套。
⑤转子流量计,DN32,3套。
2、格栅井
(1)功能:
拦截污水中粒径较大的漂浮物或杂物,保证后续处理过程的正常运行。
(2)设计参数:
格栅:
栅条间距b=5mm
栅前水深:
500mm。
(3)主要内容:
人工格栅:
型号:
HF-500-10,宽500mm,
栅井尺寸:
1000×500×1500mm,1座,钢砼结构,地下式。
3、隔油调节池
(1)功能:
保证处理进水水量水质的均匀性。
(2)设计参数:
停留时间:
HRT=12.25小时
(3)主要内容:
尺寸:
5000×4500×4000mm,1座,V有=78.75m3,1座,钢砼结构,地下式;
内设:
①隔油池:
3750×1000×4000mm,位于调节池进水端;
②2#提升泵:
WQ8-12-0.75,2台(1用1备)。
Q=8m3/h
H=12m
N=0.75KW
③污泥泵WQ8-12-0.75,1台
Q=8m3/h
H=12m
N=0.75KW
④浮球液位控制器:
2套
⑤水下搅拌器QJB1.5/6型,1台,N=1.5KW
4、石灰消解池
(1)功能:
消解石灰,预调节废水PH值,减少后续成品石灰乳用量,减少动力消耗。
(2)设计参数:
H有效=0.8m
(3)主要内容
尺寸:
2000×500×1000mm,1座(分两格);钢砼,地下式;
内设:
①De32型曝气穿孔管,2套;
②不锈钢格筛,GS-1型,2套。
5、1#混凝沉淀一体化
(1)功能:
在酸性条件下PH值至2~3,投加还原剂硫酸亚铁,将六价铬还原成三价铬,然后投加氢氧化钙调pH值至7~8,使其生成三价铬氢氧化物沉淀从废水中分离。
(2)设计参数:
还原反应时间=32.25min
混凝反应时间=32.25min
沉淀池表面负荷:
0.57m3/m2h
(3)主要内容
混凝反应槽尺寸:
1700×1200×1500mm,1座;钢制防腐,地上式;
其中还原反应槽尺寸:
700×600×1000mm
混凝反应槽尺寸:
700×600×1000mm
斜管沉淀器尺寸:
1200×1000×1500mm
内设:
①立式搅拌机ZYJ-1型,2套
电机功率N=0.55KW
②斜板填料:
1.2m2;
数显PH计,型号PH101,2套;
配套钢爬梯、钢平台。
6、2#混凝沉淀一体化
(1)功能:
通过调节PH值至8.5~10.5去除Zn2+、氟化物及部分有机物,混凝反应并沉淀去除污染物。
(2)设计参数:
混凝反应时间=19.97min
沉淀池表面负荷:
1.56m3/m2h
(3)主要内容
混凝反应槽尺寸:
3000×1600×2200mm,1座;钢制防腐,地上式;
内设:
①立式搅拌机ZYJ-1型,2套
电机功率N=0.55KW
②斜板填料:
3.52m2;
数显PH计,型号PH101,1套;
配套钢爬梯、钢平台。
7、3#混凝沉淀一体化
(1)功能:
通过调节PH值至12以上去除磷酸盐,混凝反应并沉淀去除有机物。
(2)设计参数:
混凝反应时间=19.97min
沉淀池表面负荷:
1.27m3/m2h
(3)主要内容
混凝反应槽尺寸:
3500×1600×2500mm,1座;钢制防腐,地上式;
内设:
①立式搅拌机ZYJ-1型,2套;
电机功率N=0.55KW
②斜板填料:
4.32m2;
③数显PH计,型号PH101,1套;
④配套钢爬梯、钢平台。
8、中和反应器
(1)功能:
通过投加盐酸调节PH值至中性。
(2)设计参数:
中和反应时间=13.9min
(3)主要内容
尺寸:
Φ1.0×2.2m,1座;钢制防腐,地上式;
内设
①立式搅拌机ZYJ-2型,1套;
电机功率N=1.5KW
②数显PH计,型号PH101,1套;
③前端静态管式混合器DN65,1套;
④配套钢爬梯、钢平台。
9、污泥浓缩池
(1)功能:
浓缩混凝沉淀器等排出的污泥。
(2)主要内容:
尺寸:
4500×2000×4000mm,1座,V有=31.5m3,钢砼结构,地下式;
池底设置浓缩泥斗。
内设:
De32型曝气穿孔管,1套。
10、规范化排口
(1)功能:
测量流量,实行规范化排放。
(2)主要内容:
喉道段
收缩段
扩散段
墙高
b
L
N
B1
L1
La
B2
L2
K
D
0.076
0.152
0.057
0.259
0.457
0.305
0.178
0.305
0.025
0.46
钢制防腐,1套,地下式。
11、综合间
(1)功能:
布置设备,供操作人员办公。
(2)主要内容:
尺寸:
24000×4500×4000mm,砖混结构。
内置:
①电控室
尺寸:
4500×2000×3000mm,1座
内设:
电控系统:
1套;
②加药、非标设备间:
尺寸:
1300×4500×3000mm,1座,
内设:
DS800溶药加药系统(其中PAM计量泵型号为:
GM090型,功率N=0.25KW;H2SO4计量泵型号为:
GM050型,功率N=0.25KW;FeSO4计量泵型号为:
GM050型,功率N=0.25KW;Ca(OH)2计量泵型号为:
GM0120型,功率N=0.25KW;)4套,搅拌机功率:
N=0.55KW,单套功率:
N=0.80KW。
③仓库、风机房:
尺寸:
4500×3000×3000mm,1座
功能:
储存药品及风机。
罗茨风机:
型号HC-401S型,1台
单机
风量:
0.67m3/min
压力:
50kPa
功率:
N=1.5KW。
④污泥脱水机房
尺寸:
4500×4000×3000mm,1座,
内设:
X
A
M
Y20/630-U
B
K
箱式压滤机:
型号1套;
电机功率N=1.5KW;
螺杆泵:
G25-1型,2套(1用1备),
Q=2m3/h
H=60m
N=1.5KW
⑤污泥存储间:
储存压滤后的污泥。
尺寸:
4500×2000×3000mm,1座。
13、事故应急池
(1)功能:
污水处理站发生事故时,储存原水。
(2)主要内容:
尺寸:
5000×4500×4000mm,1座,V有=78.75m3,1座,钢砼结构,地下式;
内设:
①3#提升泵:
WQ8-12-0.75,1台
Q=8m3/h
H=12m
N=0.75KW
②浮球液位控制器:
1套。
八、污水处理系统各段预期出水水质指标
经处理后,各段预期出水水质指标见下表:
表2各段预期出水水质指标(单位均以mg/L)
污染物名称
COD
SS
磷酸盐
总锌
总铬
氟化物
石油类
1#混凝沉淀
一体化
进水
-
-
-
-
15
-
出水
1.0
隔油调节池
进水
600
400
200
50
-
30
400
出水
570
380
200
50
-
30
100
2#混凝沉淀
一体化
进水
570
380
200
50
-
30
100
出水
456
266
180
5.0
-
3.0
50
3#混凝沉淀
一体化
进水
456
266
180
5.0
-
3.0
50
出水
180
180
1.8
1.8
-
0.3
5
中和反应器
进水
180
180
1.8
1.8
-
0.3
5
出水
180
180
1.8
1.8
-
0.3
5
排放标准限值
400
300
6.0
5.0
1.5
10
10
总去除率%
70
50
99.1
96.4
93.3
99.0
98.75
九、总图布置
1.平面布置原则
结合站区地形,力求使工艺布置集中,构筑物布置合理,设备置于地面上;并使污水和污泥流向短,节约用地。
2.竖向布置
竖向布置原则以一次提升、重力自流,降低运行能耗。
十、建筑结构设计及防腐做法
1建筑结构设计范围
母液池、格栅井、隔油调节池、混凝沉淀一体化基础、中和反应器基础、清水池、污泥池、事故应急池、压滤机基础、综合间等。
具体尺寸见污水站平面布置图。
2设计总则
(1)本工程设计标高±0.000相当于实际地面标高确定。
(2)本工程采用中华人民共和国现行国家标准规范、规程进行设计:
《结构荷载规范》GB30009-2001;
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001;
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-95;
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002;
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