实验室综合废水处理技术方案.docx
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实验室综合废水处理技术方案
实验室综合废水5０ｔ/d处理项目
设计方案
设计人：
陈亮
２0１５年１0月10日
1、目 录
1、目录……………………………………………………………………2
2、公司介绍………………………………………………………………4
２、设计规范、范围及原则………………………………………………ﻩ4
2．1设计规范………………………………………………………………………ﻩ4
2．2设计范围………………………………………………………………………ﻩ４
2.３设计原则………………………………………………………………………5
3、处理工艺流程…………………………………………………………6
3.１设计水量与水质………………………………………………………………6
3．2污水处理工艺流程……………………………………………………………ﻩ6
3.3污泥的处理与处置……………………………………………………………11
4、处理工艺设计…………………………………………………………ﻩ12
4.1主要处理构（建）筑物…………………………………………………………1２
4.2主要处理构（建）筑物一览表…………………………………………………１３
4.3主要处理设备一览表…………………………………………………………ﻩ1３
5、高程设计和总图设计…………………………………………………ﻩ14
5．1高程设计………………………………………………………………………ﻩ1４
5.2总图设计………………………………………………………………………ﻩ１4
６、建筑、结构设计………………………………………………………ﻩ15
6.1建筑设计………………………………………………………………………15
6.2结构设计………………………………………………………………………15
7、电气、仪表及控制系统………………………………………………1６
7．1电气设计………………………………………………………………………16
７.2照明系统………………………………………………………………………ﻩ1６
7.3接地……………………………………………………………………………ﻩ16
7.4仪表……………………………………………………………………………16
7.5控制方式………………………………………………………………………ﻩ16
8、防腐、防渗设计………………………………………………………１７
8.1防腐……………………………………………………………………………17
8.2防渗措施………………………………………………………………………１８
9、项目实施………………………………………………………………１9
9.１工程内容………………………………………………………………………１9
９.２施工进度………………………………………………………………………ﻩ1９
10、工程管理………………………………………………………………20
10.1人员编制………………………………………………………………………20
10.2主要管理设施…………………………………………………………………ﻩ20
10．3运行的技术管理………………………………………………………………20
10.４检修和维护……………………………………………………………………ﻩ21
１0.5事故或事故处理措施…………………………………………………………ﻩ21
11、安全生产、消防和工业卫生…………………………………………２2
11．1安全生产………………………………………………………………………ﻩ2２
1１.2消防……………………………………………………………………………ﻩ2２
11.３工业卫生措施…………………………………………………………………2３
11.４节能减耗措施…………………………………………………………………23
12、运行成本和效益分析…………………………………………………ﻩ24
１2.１运行成本………………………………………………………………………24
12．2效益分析………………………………………………………………………ﻩ24
１、公司介绍
2、设计规范、范围及原则
2.１设计规范
1、《环境空气质量标准》GB３0９５-９6
2、《地方水污染物综合排放标准》DB11/307-2013
3、《工业企业厂界噪声标准》GB１2348-９0
4、《工业与民用供配电系统设计规范》GB500５2-92
5、《低压配电装置及线路设计规范》ＧＢ50０54-92
6、《建筑防雷设计规范》GB500５7－92
7、《建筑结构荷载规范》GＢJ9-87
8、《混凝土结构设计规范》ＧＢＪ1０-89
9、《建筑抗震设计规范》GBJ1１-89
10、《室外排水设计规范》（199７年修订）GＢJ1４-87
1１、《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88
12、《地下工程防水技术规范》GBJ16-８7
13、《建筑结构设计统一标准》GBJ68-89
１4、《给水排水工程结构设计规范》ＧＢＪ69-84
1５、《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBＪ９3-86
16、《地下工程防水技术规范》ＧBＪ108-87
17、《室外给水排水和热力工程抗震设计规范》TJ32－７8
１8、《建筑工程设计文件编制深度规定》DＢJ０8－64－97
19、《给排水设计手册》
2.２设计范围
1、污水处理站的总体设计，包括工艺、建筑、结构、设备、电气、仪表设计等;
2、污水处理站的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两大部分。
1）污水处理
调查研究水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经 济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。
2）污泥处理与处置
污水处理过程中产生污泥,应进行稳定处理，防止对环境造成二次污染,并妥善考虑污泥的最终处置。
２．3设计原则
1、本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定,污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到排放标准。
２、采用简单、成熟、先进、稳定、实用、经济合理的处理工艺,保证处理效果,并节省投资和运行管理费用。
3、处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化
4、设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。
5、系统运行灵活、管理方便、维修简单，充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。
６、设计美观、布局合理，与已有和周围设施统一协调考虑。
7、设置必要的监控仪表,提高控制操作的自动化程度。
8、尽量采取措施减小对周围环境的影响,合理控制噪声、气味,妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。
3、处理工艺流程
3.1设计水量与水质
3.1.1设计水量
北京盈宝泰科科技发展有限公司根据业主提供实际资料，确定此工艺设计按５0m3/d，２ｍ3/h设计。
3.1．2设计水质
进水水质一览表 表3-1-1
项目
ＣＯD
ＢOD５
ＳＳ
氨氮
检测数据
１180
8０0
2６
23.7
根据取样后送检测的检测数据。
单位:
ｍg/l
ﻩ
根据业主要求设计处理该生产废水达到排入市政管网要求。
《污水排入城市下水道水质标准》DＢ1１/３07-２013水污染物综合排放标准（北京地方标准）的表3标准具体水质如下表。
表３-１－2 单位：
mg/ｌ
3.2污水处理工艺流程
3.2.1选择思路
根据废水的检测了解该实验室废水的有害物如下,
1）无机物类废水:
重金属离子、酸碱PH值、卤素离子及其他非金属离子等;
a、重金属离子:
汞、镉、铬、铅、锰、银 、镍、锌、铜、铝、砷等；因此首先要除去重金属离子。
经常除重金属的方法有重金属捕捉和微电解,因考虑长期运行成本,本方案选择微电解除重金属，它的效率可以达到9５%以上。
因为微电解经常和芬顿配合使用，可以有效降低CＯD60%以上。
所以本方案选用既有效去除重金属的微电解又加上可以有效降低COD的芬顿塔。
b、酸碱PH值：
硝酸、盐酸、硫酸、双氧水、氯化钾、氯化钙等；因为含酸废水会影响整个处理系统，因此预处理设置酸碱中和槽。
ﻫ 2）有机物类废水：
有机溶剂、石油类、油脂类物质、糖类、蛋白质、多环芳烃、卤代烃、甲苯,苯酚，烷烃、烯烃、酮、醚、酚、醛、有机磷农药等；有机物会被强氧化剂芬顿试剂氧化而使COD降低。
ﻫ ３）生物类废水:
病原体等；
a、病原体:
细菌、病毒、衣原体、支原体、螺旋体、真菌、布鲁氏杆菌，炭疽杆菌等。
病菌如果不慎被排入自然界，会对人类生活、身体健康照成危害。
因此必须有效的杀死病原体。
本方案采用臭氧杀菌来有效杀死各类病原体。
3.2.2工艺确定
综上所述，本方案处理工艺确定为酸碱中和槽+微电解池+芬顿塔+臭氧机配套氧化池。
3.2.3工艺流程
1、工艺流程
实验室含酸综合废水收集进入到酸碱中和池，通过加液碱中和PＨ值到6．5-7.５之间后由提升泵提升送到微电解池，微电解池内填装Fｅ－C填料并通入空气。
水利停留时间1小时后自流进入芬顿塔通过投加芬顿试剂,经过氧化后的水自流进入氧化池。
氧化池配套臭氧机。
通过臭氧机投入氧化池内强氧化剂去除病原体。
出水经过柱状活性炭过滤吸附水的固体悬浮物和部分有机物，出水可以达到《污水排入城市下水道水质标准》DＢ1１/３07-2013水污染物综合排放标准（北京地方标准）的表3标准排入管网。
废水处理工艺流程图
药剂
ﻩ空气
铁泥
图3－２-１污水处理工艺流程图
3.3工艺原理
微电解原理:
微电解就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。
这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。
反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。
对内电解反应器的出水调节ＰH值到9左右,由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除。
经微电解后，加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂,生成羟基自由基具有极强的氧化性能,将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。
ﻫ
4、处理工艺设计
4.1主要处理构（建）筑物
1）微电解池
设计说明:
发生微电解反应和芬顿氧化反应。
设计处理量2t/h,微电解需要水力停留时间1h。
共需要微电解填料5立方。
在进水处投加29％过氧化氢比重为1，0．46m3/h投加量。
设计尺寸:
有效Ｖ=10m3,长4m宽2．5m高1m，碳钢防腐结构。
2）电解填料
选用新型铁碳填料。
填料规格:
比重：
１.0，比表面积：
１.2平方米/克 ,空隙率：
６5%，物理强度:
≧10０0KG/CM,化学成分:
铁７５-85%,碳10-20%，催化剂5%。
3）过氧化氢投加器
设计说明：
加药泵投机29%过氧化氢,过氧化氢槽罐１个。
设计选型:
过氧化氢储槽10m3，投加泵２台。
ＰE防腐蚀加药桶。
加药泵输送0.5ｍ３/ｈ料,N=0.9ｋwｈ。
4）酸碱中和池
设计说明:
根据处理需要调节PＨ值。
设计选型:
v=1m3,1*1*1。
5）铁泥收集槽
设计说明:
收集微电解产生的铁泥。
设计尺寸:
ｖ=１m３,1*1＊1。
６）芬顿池
设计说明:
进行芬顿反应。
设计尺寸:
2＊3＊１，V＝6m3。
7）氧化池和配套臭氧机
设计说明:
由臭氧机发生臭氧,进入氧化池的废水跟强氧化剂反应去除水中病原体。
设计尺寸：
臭氧机50g氧气源，N=1.1ｋwh
氧化池２＊2*1,v=４m3
各处理单元预期达到的效果见表３.
表3.各处理单元预期效果单位:
ｍg/L
单元名称
COD
BＯD5
氨氮
SＳ
原水
进水
1180
800
２3.7
2６
微电解、芬顿池
出水
４7２
400
２3.７
2６
去除率
60%
50％
——
——
氧化池
出水
３87.6
320
23．７
2６
去除率
２０%
2０%
——
——
活性炭
出水
348.8
28８
2３.7
13
去除率
10％
10％
——
50%
4.2主要处理构（建）筑物设计参数一览表（包含预算价格）
1.构筑物和设备预算表
序号
构筑物设备名称
性能尺寸
单位
数量
单价
总价
备注
１
微电解池
有效V＝10m3,长4m宽2.５m高1ｍ
座
1
3.8
3．8
2
电解填料
比重：
1.0
Ｍ3
5
0.8
4
３
过氧化氢投加器
加药箱和投加泵
台
1
0.8
0.8
4
活性炭过滤器
不锈钢３00*1500*３mm
台
1
0.６8
0.68
5
铁泥收集池
v=1m3，1＊1*１
座
1
0.2
0.２
6
芬顿池
２*3*1，V=６m３
座
1
2.5
2.５
7
酸碱中和池
v=１m3，１*１*１
台
２
０．2５
0．25
8
氧化池
２*2＊1,v=4m3
座
１
１.８
1.8
9
臭氧机
Ｎ=1.1ｋwh50g氧气源
台
1
1．1
1.1
1０
鼓风机
N=9kwｈ
台
2
0．26
0.56
11
碱液投加器
加药箱和投加泵
套
1
０.8
0.8
12
提升泵
Q＝2m３/ｈ,
台
2
0.０8
0.1６
总计
1６.65
2.材料和施工费预算表
项目
具体内容
费用（万元）
备注
1
安装费
3．8
2
材料管阀
1
3
电缆电控
1．2
总计
６
3．总工程费用预算表
项目
费用（万元）
1
施工、安装、材料费
5
2
设备、构筑物费
16.65
3
运费
2.4
４
设计
3
5
调试
1
总计
２８．05
5、高程设计和总图设计
5．１高程设计
5.１.1高程布置
污水处理站采用半埋地式，设备房采用地上式。
污水经过混合调节池和废水收集池二次提升，然后重力流经各个处理构筑物直至排放。
5.1．2设计标高
污水处理站周围室外地坪的相对标高0.00m。
5.2总图设计
污水处理站占地为× ,共计15０平方米范围内,周围设置道路，同时根据施工范围，并通过装饰工程，与周围建筑物协调一致。
6、建筑、结构设计
6.1建筑设计
污水处理站由处理构筑物和设备房组成。
充分注意环境的美化及建筑造型,尽量做到建筑物实用与观赏为一体,艺术与技术为一体,为与周边环境协调,处理构筑物上部种植绿化带。
设备房的外墙采用面砖和涂料装饰,外墙面以红、白为主色调，配以其它颜色以强化细部处理。
整体建筑造型与周围环境互相协调。
鼓风机房的门窗采用隔声门窗,内墙设置隔声装置。
根据本工程的规模、建筑等级，并结合实际情况,分别设计设备房的装修标准
设备房装修标准 表6-1－1
序号
名称
做 法
1
地 面
水泥砂浆打底、面贴防滑地砖
2
内墙面
水泥、石灰、砂浆打底、石灰砂浆批面,刷乳胶漆
3
踢 脚
水泥砂浆打底,瓷砖贴面200高。
4
天 花
水泥石灰砂浆打底，纸筋灰批面,刷乳胶漆
5
门 窗
塑钢窗,塑钢门,木门,无框玻璃门,局部采用镀膜热反射玻璃
6
外墙面
水泥石灰砂浆打底，仿石面砖密贴,或刷外墙乳胶漆。
6．２结构设计
６．2.１结构形式
拟建的构筑物,本着安全、经济、利于施工及结构合理的原则选择结构形式。
本工程构筑物半地下设置,基础采用钢筋混凝土结构。
6.２．２建筑材料选用
钢筋混凝土基础采用Ｃ２５砼。
基础垫层采用C10。
水泥采用≥３２5普通硅酸盐水泥，钢材采用Q235A。
7、电气、仪表及监控系统
7.1电气设计
7.1．１供电形式：
本工程为污水处理站，采用低压０.4KV线供电。
７.1．2结线形式:
一路进线接入低压进线柜。
７.1.３用电负荷
本工程装机功率950．70KＷ,日均耗电量6000ＫW·h。
7.２照明系统
设计照度标准表 表７-２-1
序号
照明场所
照度（Lx）
1
化验室
150
2
污泥脱水间
1００
3
风机 房
1０0
4
控制值班室
150
７.３接地
本系统采用TN-S制保护，设备的金属外壳均与接地线连接。
7.４仪表
混合调节池提升泵、废水收集池提升泵各设置液位计１套，通过液位设定控制泵的开停。
７.５控制方式
1、控制方式为中央控制,设置集中控制柜。
控制板面设计为模拟屏,通过PLC可编程序控制器集中显示并自动控制所有设备的运转情况。
各设备亦可单台控制。
2、所有设备的运行状况和监测仪表的状态在中控室显示。
3、根据监测仪表传递的信号，自动控制相应设备的动作。
４、备用设备之间可定时自动切换。
5、对于间歇运行的设备,通过编程定时运行。
6、相关设备实现联动功能。
７、出现异常情况,自动报警功能。
8、防腐、防渗设计
8.1防腐
本污水处理工程中，部分物品和材料处于腐蚀性环境，需进行防腐考虑,以减少水中污染物和腐蚀性气体对构筑物、建筑物、设备和设施等的腐蚀,确保设备和设施的运行安全，保证工程质量，保持处理站的美观。
8．1．1防腐对象
1、水泵、鼓风机等设备;输水管、曝气管等。
2、钢门窗等附属设施及设备等。
8.1.2腐蚀情况分析
1、污水环境
通常情况下，水中有氧存在时，金属表面形成局部电池引起电化学反应，金属腐蚀就会发生。
污水中存在悬浮物、氮、磷、钾、盐及各种有机化学成分,将产生电解质腐蚀作用。
此外，还有Cl－、S2－、NOｘ-、SO42-等阴离子对碳钢的腐蚀。
2、空气环境
室外阳光尤其是夏季阳光照射中含有紫外线。
在水上,室外强烈阳光的照射，特别是盛夏高温季节，受热后的污水散发蒸汽,侵蚀钢结构及设备。
其中,有些难溶解性颗粒物积聚粘附在金属表面，又会产生垢下腐蚀、点蚀、坑蚀或缝隙腐蚀等局部腐蚀,使钢结构的腐蚀加剧。
8.1．３防腐措施
１、防腐原则
１）在价格合理的情况下,根据所应用的条件，关键部件和材料的材质选用耐腐蚀和抗腐蚀的材质。
2）针对使用条件,选用合适的防腐涂料和防腐方法。
2、抗腐蚀材质的选用
1）水泵、鼓风机等设备的轴心部件,均为抗腐蚀金属。
2）水管、污泥管等工艺管道主要采用经过防腐处理的钢管。
水下部分曝气管道和加药管道均采用耐腐蚀的UＰVＣ给水管。
填料支架的Q２35A钢进行防腐制作。
3）管材防腐
所有钢管内外壁涂环氧煤沥青。
所采用的阀门外涂环氧树脂漆以加强防腐。
8.2防渗措施
本污水处理站主体构筑物均为钢砼结构,为避免地下水渗入或池内水渗出，构筑物结构采用抗渗设计,抗渗等级S６。
9、项目实施
9.１工程内容
本项目的工程内容主要包括三大部分,污水处理构筑物、污水处理设备、设备房。
9.２施工进度
经分析研究，由于本工程的进度要求较紧,必须采取必要的措施，加快施工进度,例如支撑维护、增加早强剂等。
确定本工程建设工期为６.0个月,其中土建施工工期为3个月,设备制造2个月，设备及管道安装1.5个月，试运转0.5个月。
全部施工图设计周期为合同签订生效后1个月。
工程施工进度计划表 表9－2-1
序号
实施阶 段
所需时间（月）
备 注
1
土建 工程
３
２
设备制造
2
与土建同时进行
3
设备及管道安装
1.５
4
试运转
０.5
5
合计
6.0
10、工程管理
１0.1人员编制
本污水处理站生产部门主要为水处理组。
参照环保局有关规定按岗配置，结合实际情况，编制出本废水处理站的管理和生产人员安排,见下表：
人员分配
定员（人）
全部职工
8
生产人员
废水处理班
４
污泥处理班
3
化验班
1
10.2主要管理设施
本工程主要的管理设施包括:
1、本工程主体构（建）筑物：
混合调节池、沉淀池、废水收集池、SＢR池、污泥池、风机房、化验室、污泥脱水间、控制和值班室等。
2、本工程中的各配电线路及机电设备。
3、本工程设施的自控、监控等附属设备。
4、本工程的通讯、照明线路。
1０.３运行的技术管理
1、运行采用２４小时连续运转制度。
2、定时巡视生产现场,发现问题及时处理并做好记录。
3、根据进水水质、水量变化,及时调整运行条件,保存记录完整的各项资料。
４、及时整理汇总、分析运行记录,建立运行技术档案。
5、及时清理和运送污泥，减小对环境的影响。
6、建立处理构筑物和设备、设施的维护保养工作及维护记录的存档。
7、建立信息系统，定期总结运行经验。
１0.４检修和维护
1、维护和检修内容
各构（建）筑物、机电设备以及其它生产管理设施等。
2、维护期限
各机电设备根据其使用操作说明书及维修手册的规定，定期进行维护。
所有生产管理设施需每年普查,进行维护和检修工作。
10.5事故或故障处理措施
个别设备发生故障时，其检修以不影响整个工程的运行为原则，单独检修完成后，再投入正常使用。
1、若设备处于自动控制状态时发生故障，需立即将其切换至现场手动控制，待修复后重新投入正常控制。
2、中央控制系统发生故障时，各台实行中央控制的设备均切换至现场手动控制，待系统恢复正常再重新投入中央控制正常运行。
11、安全生产、消防和工业卫生
11.1安全生产
在污水处理站运转之前，须对操作、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度,同时需设置安全生产措施。
11.1.1安全措施
遵照《中华人民共和国劳动法》,并依据有关国家标准,配备劳动安全卫生设施。
1、设备、材料安全防护
1）所有电气设备均须满足电器设备有关安全规定。
2）机械设备危险部分，如传动带等必须安装防护装置。
２、有毒有害气体防护
对较深的水池,检修时，需对其进行换气，满足劳动保护的要求等。
3、辅助设施及劳保用品
安全带、安全帽等劳保防护用品以及各种生活辅助设施,由业主统一配套。
11.1.2安全生产制度及教育
劳动保护及安全生产方面要加强对职工的法制教育,包括在建设期及运行期。
1１.２消防
11.2．１消防等级
根据《建筑设计防火规范》,甲醇投加装置的甲醇罐为甲类防火标准，其15m半径范围内的电气设备（包括灯具）均须防爆。
其它各设备间为丁类防火标准，依据《建筑设计防火规范》进行设计。
１1.2.２防火措施
1、室外消防
包括消防道路、消防栓及消防水源由总体统一考虑。
2、室内消防
根据《建筑灭火器配置设计规范》，设置干粉灭
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