1、酸洗石英砂废水处理方案*公司酸洗石英砂废水治理工程方案设计 建设单位： 编制单位：广东中科环境工程技术有限公司编制日期: 2014年5月 概 述酸洗石英砂废水的水量为50m3/H。根据酸洗石英砂厂要求及考虑到企业的远期发展的要求，我公司本着认真负责的态度，根据相类似研磨废水治理工程的经验及相关设计规范，编制了本篇废水治理方案。一、工艺设计1.根据酸洗石英砂废水的特点，本方案拟采用“PH调节+混凝反应+沉淀”的处理工艺，采用中科一体化智能处理设备（HW-M50），絮凝剂采用中科系列高效絮凝药剂，确保出水达标排放，并且做到运行费用低，操作简便。2.化工废水处理工艺流程详见工艺流程图。3.污泥处理流
2、程：采用压滤工艺，脱水后泥饼回收。二、主要工艺参数：1.中科一体化智能处理设备：BLH=2.4m5.6m3.0m三、处理规模1. 处理规模：50m3/H2. 总投资：人民币 元；3. 总装功率: 15.64KW；4. 运行功率: 15.27KWh 第一章 概述1.1 项目概况1.1.1 项目名称酸洗石英砂废水治理工程1.1.2 建设单位东海县*酸洗石英砂厂1.1.3 设计单位广东中科环境工程技术有限公司1.1.4 设计规模酸洗石英砂废水为50m3/H，每天运行8小时，本方案按50m3/h进行设计。1.1.5 化工废水设计工艺根据该酸洗石英砂废水的特点，本方案拟采用“PH调节+絮凝反应+沉淀”的
3、处理工艺，处理设备采用中科一体化智能处理设备（ZK-M50），絮凝剂采用中科高效絮凝药剂,确保出水达标排放，并且做到运行费用低，操作简便。1.2 设计依据1.2.1基础资料（1）建设单位对处理后水质标准的要求（2）设计单位对类似企业生产化工废水治理经验（3）业主提供的有关水质、水量资料及处理要求1.2.2 相关法规、规范中华人民共和国环境保护法，1989年12月中华人民共和国水污染防治法，1984年5月中华人民共和国清洁生产促进法，2002年6月废水综合排放标准GB89781996水污染物排放限值DB44/26-2001室外排水设计规范GB500142006室外给水设计规范GB50013200
4、6供电系统设计规范GB50052-95给水排水工程结构设计规范GB5006920021.2.3 设计、制造、试验标准给排水管道工程施工及验收规范GB50268-97中华人民共和国环境保护法室外给排水设计规范GBJ14-87工业企业厂界噪声标准GB12348-90 给水排水工程设计规范GBJ69-84水处理设备制造技术条件JB29321996水处理设备油漆，包装技术条件ZBJ980031987水处理设备原材料入厂检验ZBJ980041987化工设备、管道防腐施工及验收规范HGJ2291983水污染防治设备 安全技术规范JB89391999管路法兰技术条件JB/T741994管路法兰类型JB/T7
5、51994工业产品使用说明书 总则GB9969.11998机电产品包装通用技术条件GB/T133841992包装贮运图示标志GB1912000各厂家设备选型样本相关电气、土建设计手册国家及行业、企业其他相应规范、标准。1.3 编写原则（1）经济与效益原则：本工程半导体研磨废水处理的设计主要的原则是让建设方以尽量少的投资，取得更大的经济、环境效益，确保出水达到排放要求。（2）采用先进成熟可靠、节省投资的技术原则：由于环境污染日趋严重，越来越引起人们的关注，各种环保新技术也相继问世，然而许多环保新技术仍需要实践检验，在选择处理技术时，本工程优先采用先进成熟可靠、节省投资的技术。（3）建筑布局实用美
6、观的原则：水处理构筑物建筑布局除了要考虑其实用性，也要兼顾审其美观性。水处理构筑物的布局和外形要有一定的美观性，要和周围环境和建筑相协调。在平面布局上，力求将各建、构筑物按照工艺要求有序有机地结合，创造出一个舒适优雅的工作环境。（4）节约运行费用原则：水处理工程除了一次性投资外，建成后运行费用也要有一定的投资。运行费用主要包括能源消耗、药品消耗、设备损耗和维修费用。为了降低运行费用，我们在设计时，结合废水水质情况，选择一些性能好、能耗低、使用寿命长的设备，在工艺条件许可和确保出水水质的情况下，尽量减少药品的投加，尽量采用动力少的工艺，降低运营成本。1.4 工程范围本工程的范围描述如下： (1)
7、本工程根据建设单位提供酸洗石英砂废水处理工程位置、处理要求、排放标准及原水水质，完成整个废水处理系统化工废水处理方案、工艺流程、施工图设计。(2) 酸洗石英砂废水处理工程全部工艺设计、电气设计、结构设计；施工过程监督；废水处理设备及安装；工艺管道施工及安装；电气自控设备施工及安装；工程调试及验收；人员培训等以及在保质期内对工程的保修及维护工作。 (3)设备、仪表的参数选型；(4)本工程不包括以下内容：1.场地三通一平；2.土石方工程；3.建构筑物地基处理； 4.进站废水、自来水管线，出站废水管线的敷设与安装；5、保温工程；6.污水站电源总控柜的电源进线等；7.污水处理系统化验仪器及环保部门的在
8、线监测系统等。第二章 酸洗石英砂废水性质及处理程度2.1 处理规模酸洗石英砂废水处理工程的规模为：50m3/H，设计实际小时流量：Q=50m3/h，每天实行8小时工作制设计处理量，处理后废水达标排放或回用。2.2 酸洗石英砂废水性质酸洗石英砂废水中主要是二氧化硅粉末，颗粒细小、呈悬浮态、不易沉淀、浊度高,废水呈酸性，根据我们的工程经验，通过调节PH至7.5并投加我公司生产的高效混凝剂，可以快速沉淀二氧化硅粉末，排水清澈，完全能达到贵公司对出水水质的要求。2.3 进出水水质酸洗石英砂废水经处理后，能达到国家及地方的相关标准，本方案设计出水标准拟执行国家污染物排放限值标准一级标准. 污染物名称PH
9、SS进水浓度（mg/L）0.51000出水浓度（mg/L）720第三章 酸洗石英砂废水处理原理及工艺选择3.1酸洗石英砂废水处理原理及工艺比选酸洗石英砂废水一般具有酸度大、SS浓度高、杂质多的特点，此类水选择工艺着重考虑PH值调节和SS的去除，在去除SS的同时，通过高效混凝药剂的吸附性能降低废水中其它各类污染物质的浓度，确保各种物质含量降低到最低水平，积极削减污染物排放量。达到贵公司及环保部门的要求。 3.2 工艺流程选择 通过以上分析，本方案拟主要采用PH调节+混凝沉淀的方法，在去除SS的同时，降低化工废水中的各类污染物浓度，使出水达到排放标准。3.2.1传统自然沉降工艺一般认为，只要在一个
10、足够大的沉淀池中静置足够长的时间，酸洗石英砂废水中的悬浮物质即可沉降，但对酸洗石英砂废水进行自然沉降的结果表明，酸洗石英砂废水采用自然沉降进行处理沉降速度小于0.8厘米/分钟，如自然沉淀池深3米，则水力停留时间大于6小时，则占地面积将很大，此方案虽运行费用低，但如此大量的土建工程使得此方案根本不可行。3.2.2絮凝剂的选择用于水处理中的混凝剂应满足如下要求：混凝效果良好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便。混凝剂的种类很多，分为两大类：无机盐类混凝剂和高分子混凝剂。无机盐类混凝剂：目前应用最广的是铝盐和铁盐。传统的铝盐主要有硫酸铝、明矾等。硫酸铝价格较低，但质量不稳定，因含不容杂质较多，增加了
11、药液配置和排除废渣等方面的困难。明矾混凝效果较好，使用方便，对处理后水质没有任何不良影响，但水解困难，形成的絮凝体较松散，效果不及铁盐。传统的铁盐主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。三氯化铁极易溶解，形成的絮凝体比较紧密，易沉淀，但腐蚀性强，易吸收潮解，不易保管。硫酸亚铁单独用于水处理时，残留在水中的Fe2+会使处理后的水带色。高分子混凝剂：目前应用最广的是聚合氯化铝和聚合硫酸铁。 聚合氯化铝（PAC），作为混凝剂处理水时，有下列优点：对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。水温低时，仍可保持稳定的混凝效果。矾花形成快、颗粒大而重，沉淀性能好。适应的PH范围较广在5到9之
12、间。，药液对设备的侵蚀作用小，当过量投加时不会造成水浑浊反效应，且处理后的PH和碱度下降较小。聚合硫酸铁与聚合刘氯化铝都是具有一定碱化度的无机高分子聚合物。与普通铝盐相比，它具有投加计量少、矾花生成快、对水质适应范围广等有点。但是由于传统的絮凝剂用药量大，形成的污泥松散、体积大，处理难度大。且传统絮凝剂絮凝速度慢，形成的颗粒物松散，沉降速度慢，根据我公司的小型试验发现，普通的絮凝剂对研磨废水处理很难达到回用的要求，基本只能做到达标排放。我公司针对这种化工废水性质开发出一种新型高效的絮凝剂ZK-010。本方案拟采用ZK-010絮凝剂。3.2.3混凝设备的选择药剂投配药剂的投配要求计量准确、调节灵
13、活、设备简单。目前较常用的有计量泵、水射器、干粉加药设备、虹吸定量投药设备和孔口计量设备。干粉加药装置是一种可以同步完成固体药物溶解、药液配比及投加的一种新型加药装置。干粉加药装置适用于粉末状固体的投加。根据ZK-010絮凝剂的特点，本工程适合采用干粉加药装置。干粉加药装置代替手工物料配比，使物料配比实现了远距离自动控制下的连续操作，并使物料配比更加准确无误，从而提高产品质量、降低成本、改善劳动条件、提高全员劳动生产力、全面实现工艺流程的自动化创造了条件。因此，本工程采干粉加药装置作为投药设备。混合设备混合设备分为水利混合和机械搅拌混合槽两类。混合设备的结构形式主要有以下几种。(a)水泵混合将
14、混凝剂溶液在输水泵的吸入管加入，利用叶轮旋转产生的涡流达到混合，这种方式简单易行，能耗低，且混合均匀。但水泵离反应器不能太远，否则容易在输水管内形成细碎絮凝体。（b）管道混合将混凝剂溶液加入压力管，利用管内絮流使药剂扩散与水中。管内流速易采用1.52.0m/s，投药后管内水头损失不大于0.300.4m。为了提高混合效果，可在管内增设孔板或23块交错排列的挡板。管道混合无活动部件，结构简单，安装使用方便。(c)机械混合搅拌这种混合槽是由搅拌桨快速旋转造成絮流来完成混合。为了提高混合效率，槽内易设内壁挡板。槽体有效容积按水力停留时间为1030s计算。有时还乘以1.2的放大系数。桨叶外缘线速度，对于
15、浆式搅拌桨，外缘线速度取1.53.0m/s，对于推进式搅拌桨，外缘线速度取515m/s。优点是混合效果好，不受水质影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。结论，根据以上比较，采用机械混合搅拌。3.2.4 反应设备反应设备有水利搅拌和机械搅拌两大类。常用的有隔板反应池和机械搅拌反应池。1)隔板反应池 隔板反应池分往复式和回转式，。它是利用水流断面上流速分布不均匀所造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝。隔板反应池特点：构造简单、管理方便，效果较好，但反应时间较长，容积较大，且主要适用于水量较大的处理厂，因为水量过小时，隔板间距过于狭，难于施工和维修。 隔板反应池的设计参数：流速：起端0.5-0
16、.6m/s，末端0.2-0.3m/s段数：46段；转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.21.5倍；絮凝时间：2030min；隔板间距：不大于0.5m，池底应有0.020.03坡度直径不小于150mm的排泥管；廊道的最小宽度不小于0.5m；2)机械搅拌反应池 机械搅拌反应池效果好，大小水厂都可适用，并能适应水质、水量的变化，但需要机械设备，增加了机械维修保养工作和动力消耗。搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式。机械反应池的设计参数：絮凝时间1015分。池内一般设34挡搅拌机。搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，线速度在第一格用0.50.6m/s，以后逐格减小，最
17、后一格采用0.10.2m/s，不得大于0.3m/s。桨板总面积宜为水流截面积的1020，不宜超过75，桨板长度不大于叶轮半径的75，宽度宜取1030cm。结论，根据以上比较，采用机械搅拌反应池。3.2.5 矾花分离设备通常采用沉淀池将矾花从水中分离，可以选择的沉淀池类型有平流式沉淀池、斜板式沉淀池和幅流式沉淀池。另外也可以用气浮进行矾花分离。废水处理中常用的沉淀池为平流式沉淀池。平流式沉淀池平流式沉淀池的池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。平流式沉淀池具有对冲击负荷和温度变化的适应能力较强、有效沉淀区大
18、、沉淀效果好、施工简单，造价低的优点。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。 斜板沉淀池斜板（管）沉淀池是根据浅层沉降原理设计的新型沉淀池。与普通沉淀池比较，它容积利用率高和沉降效率高的优点。斜板沉淀池通过在沉淀池中设置斜板，达到浅层沉淀目的。水从斜板之间或斜管内流过，沉淀在斜板地面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。这种沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔式中途集水槽使集水更均匀。集泥常采用多斗式，以
19、穿孔管靠静压或泥泵排泥。斜板（管）沉淀池(器)的特点：积泥可自动落入渣斗，便于排泥，降低了清渣劳动强度。设有搅拌器、药剂箱和混合反应箱，对废水可同时施行混凝处理，扩大了该装置的功能。占地面积，仅为平流式沉淀池长度的1/4，沉淀效率可提高35倍。处理效率高、去除率可达90以上；独立的分层沉降收泥系统，分离层内无干扰，水流稳定；内部主要构件材质采用具有防腐、耐高温的复合材料，适应各种复杂工况； 排泥方式灵活，可按运行需要选择自动或手动排泥方式；设备内部无运动部件，免维护； 设备安装方式独特，占地省。斜板沉淀池(器)主要技术参数：幅流式沉淀池幅流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径最大可达100m，池周水
20、深1.53.0m。有中心进水和周边进水两种形式。中心进水幅流式沉淀池进水部分在池中心，因中心导流筒流速大，活性污泥在中心导流筒内难于絮凝，并且这股水流与池内水相比，相对密度较大，向下流动时动能也较高，易冲击池底污泥。周边进水幅流式沉淀池的入流区在构造上有两个特点：进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀，但配水渠内浮渣难以排除，容易结壳；进水挡板的下沿深入水面下月2/3深度处，距离进水孔有一段较长的距离，这有助于进一步把水流均匀的分布在整个入流区的过水断面上，而且废水进入沉淀区的流速要小得多，有利于悬浮颗粒的沉淀。沉淀于池底的污泥一般采用机械刮泥机排除。结
21、论：本工程选择平流沉淀池进行混凝后的沉淀。 3.2.3 本方案工艺流程图为了节约处理设施运营成本，提高处理效率，本方案设计中和药剂拟采用石灰乳，絮凝装置采用中科一体化智能处理设备装置（HW-M50），工艺流程图如下：化工废水根据酸洗石英砂废水的特点，在综合考虑处理效果、工程投资、处理成本等各方面的基础上，确定采用中科一体化智能处理设备（ZK-M50），同时投加ZK-010高效絮凝剂。首先，酸洗石英砂废水自流进入调节池，.由泵提升至中科一体化智能处理设备，在进水管路安装一套在线流量计。酸洗石英砂废水首先进入PH调节池，加入20%浓度的石灰乳进行搅拌，调节PH值到7.5，然后进入絮凝池，由于絮凝池
22、采用搅拌装置，所以效率很高，由此大幅度缩短了矾花形成的时间。ZK-010絮凝剂从絮凝池上部的干粉投药机投入，絮凝剂的投入量可以通过调节器调节。絮凝剂调节器可以根据化工废水的流量状况调节絮凝剂的投入量。絮凝剂的投入量可经过实验确定好的，运转中也可以从搅拌池根据矾花的形成情况调节到最佳的投入量。通过实验，中科絮凝剂的最佳投加量为30ppm-50ppm。絮凝池出水直接流入沉淀池，经沉淀后清水达标排放。沉淀池污泥斗下部设有污泥箱用来积聚沉淀下来的污泥,箱底有排泥管，定期排泥。沉淀池产生的污泥排入污泥池，污泥经过压滤脱水后产生的泥饼回收。第四章 中科系列高效絮凝剂技术应用说明4.1 中科高效絮凝剂技术此
23、项技术结合了有机和无机絮凝剂的优点，打破了废水处理的常规，解除了现在使用的絮凝剂和废水处理剂对环境可能存在的隐患。通过对废水的超速处理，使处理设备大大简化, 土地占用面积大幅减少，并且将废水处理运营成本降低到目前国内外的最低水平。4.2 产品优点1）沉降速度极快，直接缩短工艺流程，大幅度的减少了基础建设成本及节约了土地使用面积；2）处理废水范围比其他产品范围广，处理原水不受水温和pH值的影响，可用于各种矿山废水处理及工业废水处理；3）处理后形成的沉降渣呈抱团状，不易碎，脱水性好；4）处理水透明度极高，可直接运用于工业回用水；5）处理水的自我净化能力强，能在相当长时间内保持自净能力；6）工艺流程
24、只需要投入简单的设备；7）处理过程时间短，比传统的处理工艺节约占地面积2/3；8）产品无毒、无腐蚀，不会对环境造成二次污染；9）在废水领域不仅能够做到水处理零成本、零风险，还能直接在投资水处理的过程中带来经济效益；10）产品投加量少，更能节约处理成本；11）粉体形状，易于运输和保存，并能长期保存不影响产品质量。4.3 成本优势（1）投资成本：处理速度比一般产品快5-10倍，可使设备简单化，新建废水处理设施，用地只需一般的1/3到1/10。 （2）运营成本：价格为国外同类产品的1/40到1/20，添加量为20ppm到300ppm（ppm：1/1000000），运营成本可降低到10%到50%。也可
25、对现有设施进行改造利用。4.4 中科高效絮凝剂使用剂量A、中科系列高效絮凝剂投入剂量为30ppm到300ppm，依据水质的SS浓度不同而酌量添加。B、投入剂量的实验方法1）用烧杯等透明容器对废水采样（500ml1000ml）。2）从下表中找出对照的原水浓度比例开始投入相对应的中科高效絮凝剂以每秒4到5周的速度快速搅拌4060秒。3）快速搅拌后，以每秒1周的速度搅拌1020秒。4）停止搅拌，确认絮凝物的形成状态，等待絮凝物的沉淀（大约0.3分钟左右）。(注：由于试验为人工搅拌，与搅拌机每分钟700转的转速有所差距，所以絮凝物的沉降速度有所减慢；搅拌的速度越快，中科高效絮凝剂在水中反应的速度就越快
26、。根据絮凝物的形成状态和处理水的透明度来决定增减投剂量）4.5 试样结果为了检验中科系列高效絮凝剂对化工废水的处理效果，特取某煤矿化工废水实验，结果如下： 说明：图左为原水水样；图右为高效絮凝剂处理结果。4.6 中科系列絮凝剂和高分子絮凝剂处理工艺比较（1）中科系列高效絮凝剂工艺流程如下：以上工艺流程在处理的过程中不需要停顿，可连续不间断处理，大大节约了处理的占地面积，简化了处理设备。且处理时间仅为20min。（2）普通高分子絮凝剂工艺流程图如下： 传统高分子絮凝剂的处理时间为120min。4.7 中科高效絮凝剂成分数据主要成分含量wt%危险性有害性环境影响Al2O311.5无无无K2O0.2
27、CaO18.1SiO224.5Cl0.2FeO5.5MgO0.3第五章 酸洗石英砂废水处理构筑物设计及设备一览表本设计方案采用中科一体化智能处理设备（ZK-M50），处理水量为50m3/h。5.1调节池调节池结构钢混作用调节水量流量50m3/h数量1座总停留时间240min总有效容积200m3配套设备废水提升泵作用废水提升至处理设备功率7.50kw数量1套5.2石灰乳配制槽石灰乳配制槽结构砖混作用石灰乳配制规格1.6m*H1.5m数量2座总停留时间120min总有效容积3.0m3配套设备搅拌机作用使絮凝剂混合均匀数量2套搅拌功率0.55kw材质不锈钢加药装置作用投加石灰乳功率0.37kw数量2
28、套5.2中科一体化智能处理设备（ZK-M50）中科一体化智能处理设备（2.4m5.6m3.00m）结构钢结构反应池作用使污染物形成絮体流量50m3/h数量3格总停留时间6min总有效容积2.32m3有效水深2.70m每格尺寸0.8m0.80m3.00m配套设备搅拌机作用使絮凝剂混合均匀数量3套搅拌功率0.75kw材质不锈钢加药装置 作用投加絮凝剂功率0.25kw数量1套沉淀池作用除去絮凝体形式钢结构有效总面积11.52m2有效水深2.7m总停留时间30min数量1格每格尺寸2.4m4.8m3.00m配套设备污泥管道、斜管及阀门等5.3 污泥处理系统压滤机作用将污泥脱水过滤面积40m2 数量数量
29、0积 1台螺杆泵规格Q=12m3/h,H=60m功率3.8kw数量2台（一用一备）第六章 自控系统设计6.1 自控系统设计酸洗石英砂废水处理的工艺过程的特点及要求，以及性能优越且价格合理的设计理念，我们特设计下述自动控制系统。本自控系统主要工作是对工艺过程加药系统的自动加药，提升泵与加药泵、搅拌器联动控制等。 第七章 电气设计7.1 概述 本工程不包括高压变配电装置。 本工程包括厂区内建构筑物、用电设备的动力、接地设计。 本工程包括厂区内废水处理部分建构筑物的照明、防雷 有关电气详细说明见后面所述。7.2 设计标准、规范及依据 国家标准供电系统设计规范GB50052-92； 国家标准10KV及以下变电所设计规范GB50053-94； 国家标准供电系统设计规范GB50052-92； 国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94； GBJ54-83 低压配电装置及线路设计规范 GBJ50034-92 工业企业照明设计标准 GBJ50055-93 通用用电设备配电规范7.3 电源及负荷等级 电源 提供AC400V， 200A三相五线制电缆进线，至我方指定电控柜； 负荷等级 根据生产装置对供电设备及其厂区供电的原有系统的等级负荷,生产负荷为厂区供电等级负荷。7.4负荷计算 废水处理站的动力负荷主要有搅拌机类、加药机、提升泵，吸泥机等。 废水站装机功率及运行功率
