污水处理安全设施设计专篇.docx
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污水处理安全设施设计专篇
环境评价材料
（安全专篇）
宁夏万邦达水务有限公司
神华宁夏煤业集团煤化工A区宁东能源化工基地项目的配套工程
安全设施设计专篇
设计单位：
设计单位法定代表人：
设计单位联系人：
设计单位联系电话：
年月日
设计证书号：
A111002643
发证机关：
中华人民共和国住房和城乡建设部制
项目号：
院长：
项目负责人：
前言
污水回用处理厂是宁东能源化工基地神华宁夏煤业集团煤化工（A区）项目的配套工程。
本装置位于神华宁煤集团煤化工基地E1区，全场占地面积：
46000m２
本装置处理的污水范围是25万吨/年甲醇装置、60万吨/年甲醇装置、52万吨/年聚丙烯装置等煤基化工项目生产废水经过生产装置内废水处理设施处理后已达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准的废水以及煤化工公司C1办公区生活污水和化工装置区排放的消防事故废水。
根据所处理的污水性质，污水回用处理厂采用的主要处理工艺路线为：
高效澄清池+曝气生物滤池+砂滤池+超滤+反渗透
本装置设计最大污水处理能力为36000m3／d，Q＝1500m3/h，正常处理污水量为900m3/h，回用率为73.33%。
根据国家《污水再生利用工程设计规范》（GB50335－2002）再生水用作冷却用水的水质控制指标要求，经过本污水处理厂处理后的回用水主要回用于煤化工基地各化工装置工业冷却循环水补水。
1设计依据
（1）关于污水处理厂工程的有关合同及技术要求。
（2）关于污水处理厂工程工程设计方案讨论会的意见。
（3）业主对设计所提问题的回复函件。
（4）业主提供的有关图纸、资料。
（5）设计条件会议纪要。
（6）工程设计基础资料。
2遵守的国家相关法律、法规
（1）中华人民共和国原劳动部1996年10月17日第3号令及其发布的《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（1997年1月1日起实施）
（2）《中华人民共和国安全生产法》（2002年11月1日起实施）
（3）《中华人民共和国职业病防治法》（2002年5月1日起实施）
（4）《危险化学品安全管理条例》（2002年3月15日起实施）
（5）《特种设备安全监察条例》（2003年6月1日起实施）
（6）卫生部卫法监发【1999】第620号文：
《工业企业职工听力保护规范》
（7）关于加强建设项目安全设施“三同时”工作通知，发改投资[2003]1346号。
3设计执行的相关标准、规范
（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
（2）《室外排水设计规范》GB50014-2006
（3）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
（4）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
（5）《建筑设计防火规范》GB50016-2006
（6）《压力容器安全技术监察规程》（1999版）
（7）《工业企业设计卫生标准》GBZ.1-2002
（8）《工业场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002
（9）《建筑物防雷设计规范》GB50057－94（2000年局部修订）
（10）《防止静电事故通用导则》GB12158-90
（11）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
（12）《常用危险化学品的分类及标志》GB13690-90
（13）《安全色》 GB2893-2001
（14）《安全标志》GB2894-1996
（15）《固定式钢斜梯》GB4053.2-93
（16）《固定式工业防护栏》GB4053.3-93
4工程概述
4.1工程性质、地理位置
污水回用处理厂是宁东能源化工基地神华宁夏煤业集团煤化工（A区）项目的配套工程。
本装置位于神华宁煤集团煤化工基地E1区，全场占地面积：
46000m２.
本装置处理的污水范围是25万吨/年甲醇装置、60万吨/年甲醇装置、52万吨/年聚丙烯装置等煤基化工项目生产废水经过生产装置内废水处理设施处理后已达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准的废水以及煤化工公司C1办公区生活污水和化工装置区排放的消防事故废水。
根据所处理的污水性质，污水回用处理厂采用的主要处理工艺路线为：
高效澄清池+曝气生物滤池+砂滤池+超滤+反渗透,本装置设计最大污水处理能力为36000m3／d，Q＝1500m3/h，正常处理污水量为900m3/h，回用率为73.33%。
根据国家《污水再生利用工程设计规范》（GB50335－2002）再生水用作冷却用水的水质控制指标要求，经过本污水处理厂处理后的回用水主要回用于煤化工基地各化工装置工业冷却循环水补水。
4.2工程规模
工程污水处理规模15000m3/d。
4.3装置开工时数
污水处理厂物料平衡按年开工时数8760小时（365天）考虑。
4.4原料
污水处理厂以上游各生产区生产废水经过生产装置内废水处理设施处理后已达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级排放标准的废水以及煤化工公司C1办公区生活污水和化工装置区排放的消防事故废水为处理原水。
4.5工艺流程简述
4.5.1污水处理流程
一、生化处理工艺
生化处理系统由预处理工段和生物处理工段组成。
（1）预处理工段
预处理工段的主要目的在于将水位较低的进水提升至高水位，去除进水中的大颗粒的固体物质和砂，同时对进水流量进行调节。
由于本项目进水在上游已经经过了预处理，水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中二级标准要求，故预处理工艺设置较为简单，其过程为：
甲醇、二甲醚、烯烃、聚甲醛4个项目预处理的生产废水和办公区生活污水由管道送至污水处理厂集水池，经格栅去除污水中较大的颗粒及缠绕杂质，之后送至调节池，与本项目界区内化验生活污水、反冲洗废水调节池上清液在调节池内进行水质水量的调节，以保证后续处理单元中设备的安全运行。
调节池内的污水再由潜水泵提升送至1#高效澄清池，污水经过投加絮凝剂（硫酸铝）进行絮凝澄清后，上清液自流进入中间水池，污泥由排泥管送污泥收集池。
甲醇、二甲醚、烯烃、聚甲醛4个项目若发生事故时产生的事故消防废水进入污水处理厂后暂存于事故消防水池内，与进入污水处理厂内的生产废水混合后再进入污水处理设施统一处理。
二、生物处理工艺
生物处理工段主要设施为曝气生物滤池，其作用是利用微生物的新陈代谢作用去除污水中的大部分污染物，如CODcr、BOD5、NH3-N等。
曝气生物滤池设置两组，单组设4格滤池单元，所需空气由鼓风机送入。
曝气生物滤池中滤料需进行定期反洗，反冲洗水入反冲洗水池。
三、物化处理系统
物化处理系统分为砂滤系统和膜处理系统。
（1）砂滤处理系统
曝气生物滤池出水自流进入均质滤料滤池内，通过滤料（均粒径滤料）滤层过滤后进入清水池内缓存，砂滤池主要去除水中的悬浮物。
滤料层需进行反冲洗以去除滤料表面的杂质，反冲洗分气冲、气水同冲、水冲三步，反洗给水来自清水池，反冲洗后的反洗废水送至反冲洗池。
（2）膜处理系统
①超滤系统
中间水池的水经提升泵提升后进入超滤系统，其目的是去除水中的胶体、悬浮物和微生物。
超滤系统工艺流程如下：
超滤装置的运行通过PLC系统自动控制运行，超滤按照正洗、制水、气洗、下反洗、上反洗、正洗为一个周期的方式运行，以上单个步骤的运行时间可以灵活调整。
超滤装置在启动制水前，首先需要启动原水泵对超滤进水侧进行短时正冲洗，在启动原水泵的同时启动次氯酸钠计量泵，在超滤原水主管道投加次氯酸钠药剂，对原水进行杀菌处理，防止超滤膜受到原水微生物的污堵。
正洗结束后，超滤装置进入制水阶段，制水阶段的产水通过产水余压流入超滤产水池，作为反渗透的进水和超滤反洗的水源。
制水结束后，超滤装置进入气洗阶段，气洗的主要目的就是利用压缩气体在组件内纤维之间的爆破形成的震荡，使附着在膜纤维表面的污染物质得以剥落，并被冲洗水带走，从而达到强化冲洗效果和节约反洗耗水的目的。
气洗结束后，超滤进入下反洗与上反洗阶段，在反洗阶段，超滤反洗泵与反洗次氯酸钠加药泵启动，超滤反洗水由膜的产水侧进入膜组件，并由进水侧排出，通过反向冲洗来去除膜表面截留的污染物质。
超滤排水送反洗水池；超滤产水送反渗透装置。
②反渗透
反渗透装置的运行通过PLC系统自动控制运行。
反渗透在启动制水前，首先启动快冲洗泵，对反渗透膜组件进行15～30min的快冲洗用以排尽压力容器内的空气与膜表面截留的污染物质，作为反渗透制水准备阶段。
制水准备结束后，首先启动反渗透增压泵、阻垢剂加药泵、还原剂加药泵，待增压泵启动后且高压泵进口压力达到0.3Mpa后启动高压泵，反渗透进入制水阶段，并控制反渗透回收率为70%～75%。
在反渗透进入制水阶段以后，反渗透产水通过产水余压直接进入回用水池，作为最终的为外供中水，反渗透浓水则通过管道直接外排。
作为每间隔150～180min，开启一次浓水排放阀，外排一次反渗透浓水。
项目各工段水质通过在线监测设施实时监控，若超滤产水池水质可满足回用水标准要求，则直接流入回用水池，不进行反渗透处理，以节约运行成本。
4.5.2污泥处理流程
该系统由反污泥收集池和脱水机房组成。
1#高效澄清池、2#高效澄清池产生的污泥经排泥管送污泥收集池，之后经螺杆泵送入带式压滤机进行脱水处理，脱水后排出的水暂存于污水收集池，定期送调节池处理；污泥暂存于厂区东南角的露天堆场，定期送园区渣场填埋。
4.5.3污水处理厂工艺流程图
5、场区工程地质条件
5.1场地位置及地形地貌
拟建的神华宁煤集团宁东煤化工基地（A区）污水处理工程行政区划辖属灵武市磁窑堡镇跑马泉村，北邻纬三路，西连经一路，座落在建设当中的宁东煤化工基地污水处理厂场地内。
场地原为宁东荒漠沙丘地,勘察期间场地北部已进行整平，地形较平坦，勘探点地面高程1277.77～1278.93m，相对最大高差1.16m；南部尚保留其原始地貌特征，地形起伏较大，勘探点地面高程1275.51～1278.08m，相对最大高差2.47m。
场地属陶、灵、盐台地缓坡丘陵区，属构造剥蚀、侵蚀堆积地貌单元。
5.2区域地质条件
拟建场区大地构造位置处于鄂尔多斯西缘拗陷带的横山堡复背斜，次级构造为马莲台向斜核部，东西两侧分别与苦草坬背斜、丁家梁背斜相邻，轴向呈北北东向，向斜东翼与苦草坬背斜呈冲断层接触。
核部由奥陶纪灰岩、石炭纪和二叠纪煤系地层、第三系砂岩及泥岩组成，岩层平缓，略向东倾，倾角5-100。
场区内没有发现大的区域性断裂构造，地质条件稳定。
5.3气象环境
灵武矿区属中温带干旱、半干旱大陆性高原气候区。
气候干燥，雨量稀少，日照充分，蒸发强烈，风大沙多，夏热而短促，冬寒而漫长，冷热变化急剧，年温差、日温差较大。
年平均气温8.8℃，最高气温41.4℃（1953年），最低气温-28.0℃（1954年），一月份平均气温-7.6℃。
平均年降雨量192.9mm，年最大降雨量352.4mm（1964年），年最小降雨量仅80.1mm（1980年），而年最大蒸发量高达2304.1mm（1953年），为年最大降雨量的6倍及最小降雨量的29倍，平均年蒸发量1762.9mm；季风从当年的10月至来年5月，长达7个月，多集中于春秋两季，西北风及偏西风为主导风，风力最大可达10级，一般为4～5级，风速最大21.0m/s，平均风速为3.1m/s，10m高处基本风压0.65KN/m2，基本雪压最大厚度13cm，雪压值取0.1KN/m2，土壤标准冻深1.09m，每年11月下旬开始冰冻，翌年3月解冻。
5.4场地地层描述
勘探揭示：
场区地层沉积环境为二元结构，除浅层素填土外，上部以冲、洪积及风积的黄土状粉土、角砾层为主；下部为第三系砂岩、泥岩、砂砾岩及泥质粉砂岩地层，两者呈角度不整合接触关系，其岩土工程性状自上而下分述如下（地层编号与剖面图一致）：
①素填土（Q4ml）:
分布于场地17＃～21＃、51＃～55＃钻孔以北的膜处理车间、回用水池、超滤产水池、清水池、污水收集池、消防事故水收集池、调节池、配电室、综合控制室、砂滤池、曝气生物滤池、鼓风机房、办公楼场地及污水收集池、消防事故水收集池地段，厚1.20～3.80ｍ，平均厚度2.50ｍ，层底埋深1.20～3.80ｍ，层底标高1274.35～1275.67ｍ。
红褐及黄褐色，以细砂、砾砂、角砾、粉土为主，局部夹块石、泥岩、砂岩，成分复杂，为近期场地填方整平所致，堆填时间大约1年，未经洒水碾压。
稍湿，松散，均匀性较差，具湿陷性。
层内做标准贯入试验56次，统计如下表：
频数
n
最大值
max
最小值
min
平均值
φm
标准差
σf
变异系数
δ
修正系数
γs
标准值
φk
56
13.0
2.0
5.8
2.48
0.07
0.90
5.2
②黄土状粉土（Q41eol+al）:
厚0.20～5.30m，平均厚度2.66ｍ，层顶埋深0.00～3.80ｍ，层顶标高1274.35～1275.67ｍ；层底埋深1.60～7.10ｍ，层底标高1270.71～1275.79ｍ。
整个场地均揭露此层，属风积和冲、洪积多种作用成因。
黄褐色，以黄土状粉土为主，局部夹砾砂、角砾薄层及透镜体，含少量砾石，可见钙质和石膏粉末及团块，具虫孔及微细孔。
稍湿，摇振反应中等、干强度、韧性均较低，稍密-中密，局部密实。
层内取原状土样55件，做标准贯入试验79次，其物理力学指标统计如下表：
指标
样本数
ｎ
平均值
фm
区间值
min—max
标准差
σf
变异系数
δ
含水量w（%）
55
8.1
3.4-16.8
2.76
0.34
液限含水量wＬ（%）
55
26.4
23.6-31.7
2.16
0.08
塑限含水量wｐ（%）
55
18.1
16.9-20.5
0.756
0.04
天然重度γ（kN/m3）
55
15.5
13.2-18.6
1.03
0.07
干重度γd（kN/m3）
55
14.6
12.8-16.7
0.08
0.06
天然孔隙比e0
55
0.855
0.613-1.108
0.105
0.12
饱和度Sr（%）
55
26.0
11.0-59.0
10.28
0.39
压缩系数a0.5-1.5（MPa-1）
55
0.61
0.13-3.06
0.60
0.98
压缩系数a1-2（MPa-1）
55
0.61
0.20-2.40
0.41
0.67
压缩模量Es（MPa）
55
6.24
1.26-17.39
4.53
0.73
湿陷系数δs
29
0.042
0.017-0.122
0.030
0.72
自重湿陷系数δzs
9
0.024
0.015-0.046
0.009
0.76
标准贯入试验锤击数修正值N（击）统计
频数
n
最大值
max
最小值
min
平均值
φm
标准差
σf
变异系数
δ
修正系数
γs
标准值
φk
79
18.9
2.0
9.70
4.58
0.47
0.91
8.9
根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），新近堆积黄土Q42判别计算公式R=-68.45e+10.98a-7.16r+1.18w，采用该土层统计平均值进行计算R=-153.25＞R0=-154.80，判定该土层为新近堆积黄土,具湿陷性，湿陷系数δs=0.017～0.122，平均为0.042，土层湿陷性差异较大，平均湿陷性中等，属中、高压缩性土。
对新近堆积湿陷性黄土，采用由原状土样含水量（W）/液限含水量（WL）、压缩系数（a1-2），考虑场地该土层的强度不均匀性，确定承载力基本值f0=110kPa。
③角砾（Q3al+pl）：
层厚0.40～4.60ｍ，平均厚度2.20ｍ。
层顶埋深1.60～7.10ｍ，层顶标高1274.51～1277.09ｍ；层底埋深3.80～8.60ｍ，层底标高1269.06～1274.52ｍ。
除7＃、12＃、13#、15#、16#、21#、26#、33#、36#、41#、58#外，其它各钻孔均揭露此地层。
黄褐色－浅红褐色，以角砾为主，碎石、砾砂次之，局部含块石，夹粉土、粉细砂（编号③1另述）薄层及透镜体。
角砾中骨架颗粒粒径以2～10mm为主，最大200－300mm。
骨架颗粒成分以砂岩、石英岩为主，磨圆较差，级配良好，呈次棱角状，骨架间隙为中粗砾砂充填。
中密-密实，多以密实为主。
该层做重型园锥动力触探试验83次，重型圆锥动力触探修正击数N63.5=14.3～34.8击，统计见下表：
频数
n
最大值
max
最小值
min
平均值
φm
标准差
σf
变异系数
δ
修正系数
γs
标准值
φk
83
34.8
14.3
24.5
4.91
0.20
0.96
23.6
③1细砂、砾砂（Q3al+pl）：
厚度0.50～1.30ｍ，呈透镜体分布于第③层角砾地层中，红褐及黄褐色，以细砂为主，角砾次之，稍湿，中密～密实。
层内做做标准贯入试验4次，标贯修正击数N=35.0～51.1击，平均值42.15击。
④砂岩（E）:
各钻孔均揭露此层。
该层与上覆黄土状粉土、角砾地层呈角度不整合接触关系。
层顶埋深3.80～8.60m，层顶标高1269.06～1277.09ｍ，最大揭露厚度为14.25m。
浅棕红色，以粉砂岩、砂岩为主，夹泥岩（编号④1）、砂砾岩（编号④2）、泥质粉砂岩薄层及透镜体。
中厚～厚层，块状构造，碎屑结构，钙泥质胶结，具水平层理，属软质岩，除上部有约0.5～1.5ｍ厚的强风化外，其下岩质新鲜，岩芯完整，为第三系半成岩，遇水崩解和软化。
层内砂岩、泥岩做标准贯入试验215次、砂砾岩做重型圆锥动力触探试验2次，修正后统计结果见下表：
分层
频数
n
最大值
max
最小值
min
平均值
φm
标准差
σf
变异
系数
δ
修正
系数
γs
标准值
φk
初见～（0.5-1.5m）
9
71.9
33.4
55.0
14.68
0.27
0.83
45.9
高程1268m以上
84
127.3
71.3
96.5
12.45
0.13
0.98
94.2
高程1268m以下
110
164.5
91.1
119.1
13.16
0.11
0.98
116.9
泥岩（编号④1）
11
80.1
33.1
66.8
17.27
0.26
0.86
57.3
砂砾岩（编号④2）
2
33.3
31.1
32.2
/
/
/
32.2
注：
数理统计中，剔除粗差采用Chauvenet方法，分层界线附近值及临界深度内值未参与统计
6生产过程中危险、危害因素识别及其危险性分析
6.1装置火灾爆炸危险因素识别及危险分析
本工程在正常生产情况下，一般不易发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当及其它不正常生产情况或意外事故状态下，才可能由各种因素导致火灾发生。
因此为了防止火灾的发生，或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主，防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的防范措施。
1）总图运输
在厂区内部总平面布置上，按生产性质、工艺要求及火灾危险性的大小等划分出各个相对独立的小区，并在各小区之间采用道路相隔。
厂内道路呈环形布置，保证消防通道畅通，厂内主干道宽6.0m，次干道宽4.0m，设2个出入口，均与厂外道路相连，满足消防车对道路的要求。
在火灾危险性较大的场所设置安全标志及信号装置，对再生水处理工序各类介质管道涂刷相应的识别色。
2）建筑
本工程建、构筑物的耐火等级均至少达到II级。
主要厂房均设两个出入口。
本工程建构筑物的防火设计均严格执行《建筑设计防火规范》GB50016－2006的有关规定。
3）电气
本工程消防设施配电线采用非延燃铠装电缆，明敷时置于桥架内或埋地敷设，以保证消防用电的可靠性。
建、构筑物的设计均根据其不同的防雷级别按防雷规范设置相应的避雷装置，防止雷击引起的火灾。
在爆炸和火灾危险场所严格按照环境的危险类别或区域配置相应的防爆型电器设备和灯具，避免电气火花引起的火灾。
电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾发生。
4）通风
非爆炸危险性厂房屋面设风帽进行自然通风。
轴流风机采用防爆型。
5）消防给水及消防设施
建立完善的消防给水系统和消防设施，以满足本工程的消防需要。
消防设施配置如下：
A、厂区消防系统由消防水泵和室外消火栓组成，采用低压给水系统，最不利点配电室、综合楼等的消火栓水压不低于10m。
消防按同一时间内发生火灾1次考虑，室外消火栓用水量为15L/s。
B、厂内高低压配电间及控制室的建筑设计中，考虑配电间及控制室门不小于2扇，且朝外开，必要时设双门，高低压柜背面安全走廊不小于1.2m，侧走廊不少于0.8m，并在配电间内设有砂箱和化学灭火装置。
主要综合楼每层设室内消火栓，及消防通道，中控制室设置相应的灭火装置。
C、变配电所、鼓风机房室内设置干粉灭火器。
6.2、生产岗位危险因素分析
1、主要危险场所
场所
危害性质
污水预处区
气味、噪音
污水生化处理区
气味、噪音
污水深度处理区
气味、噪声
泥处理区
气味、噪声
加药间
中毒、噪声
泵房
气味、噪音
6.3有毒、有害物料识别及危险性分析
生产过程中可能产生的危险、有害因素主要有：
机械伤害和人体坠落；电气设备的触电伤害；生产过程中使用强酸、强碱及强氧化性化学药剂等对生产人员的危害；生产过程中产生的噪声、恶臭等对生产人员的危害等。
6.4腐蚀性分析
污水具有轻度的酸碱性，因此对管道设备、管道、阀门、法兰及钢结构等会产生一定程度的化学腐蚀。
此外，埋地管道也会受到不同程度的电化学腐蚀。
6.5噪声源识别及其危害分析
本装置的主要噪声源包括机组、水泵，鼓风机、调节阀及放空口等。
长期在噪声环境下工作和生活容易引起听力损伤，甚至引起心理或生理的疾病。
6.6雷、电危害分析
（1）雷击不仅会造成设备、房屋的毁坏和人员受伤，而且可能引起火灾或爆炸的发生。
全年雷暴日数为19.1d。
（2）生产过程中，当设备、管线，构架、建筑物等的静电积聚到一定程度或其电位高于周围介质的击穿场强时就会发生静电放电现象并产生火花，从而可能引起火灾或爆炸的发生或触电等事故的发生。
6.7自然灾害因素分析
（1）50年一遇风压：
0.55kPa，因此高大房间的水平方向风力的作用较大，因此水平荷载较大，如果处理不当容易引起设备或框架的倾斜甚至倒塌等事故。
（2）地震基本烈度：
7度，所以地震危害较大。
6.8其它
（1）在生产区的高处进行作业时，存在高空坠落的危险。
（2）高温设备和管线及其它热表面，可能对作业人员造成烫伤，此外高温表面还容易引发闪点低于其表面温度的可燃或易燃气体燃烧或爆炸。
7劳动安全防范措施
7.1装置平面布置
7.1.1区域位置
污水处理厂位于宁东化工基地景观大道东侧。
本工程建设及运营对周边环境影响较小，并具有明显地理位置、交通运输和经济优势。
污水处理厂距周围的装置及单元的防火间距满足防火规范要求。
7.1.2污水处理厂内平面布置
污水处理厂按流程布置，并
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