重铬酸钾废水(100t)处理项目技术方案

100m³/d重㎡酸钾废水处理技术方案
目录
第一章概述 (1)
1.1 项目概况 (1)
第二章水质分析 (2)
2.1 水质检测数据 (2)
2.2 原水特征污染物分析 (2)
2.3 污染物处理工艺技术分析 (2)
2.4 本设计档案的针对性 (4)
第三章设计参数 (6)
3.1 设计依据 (6)
3.2 设计规模 (6)
3.3 设计进出水水质 (6)
3.4 设计处理出水水质 (7)
第四章流程及单元工艺设计 (8)
4.1 工艺流程 (8)
4.2 单元工艺设计 (9)
第五章用电、自动控制和仪表 (16)
5.1 用电负荷 (16)
5.2 自动控制及仪表 (17)
第六章技术经济指标 (20)
6.1 占地面积 (20)
6.2 基础数据 (20)
6.3 公用工程消耗（a） (20)
6.4 化学药剂消耗（b） (21)
6.5 污泥处置费用（c） (21)
6.6 人员费用（d） (21)
6.7 直接运行总成本（E） (22)
第七章技术服务和培训 (23)
7.1 安装 (23)
7.2 系统调试指导 (23)
第八章投资 (24)
8.1 设备材料清单 (24)
8.2 构（建）筑清单 (25)
8.3 工程总投资预算 (26)
第九章工期分析 (27)
9.1 工期分析 (27)
9.2 总工期 (27)
第一章概述
1.1 项目概况
项目名称：100m³/d重㎡酸钾废水处理项目
建设规模：100m³/d
建设性质：新建
处理目标：废水经本污水处理系统处理后，排水主要水
质指标达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表1
第一类污染物最高允许排放浓度水质指标要求，具体水
质指标如表1-1所示；
表1-1：水质排放标准
第二章水质分析
2.1 水质检测数据
本项目生产废水处理后排放水质指标检测数据如表
2-1所示
表2-1：水质检测指标
2.2 原水特征污染物分析
原水特征污染物因子分析：
根据业主提供的污水污染污染物特征资料，污水中
主要污染特征物因子分析如下：
铬：浓度：20-50mg/L，为高浓度含铬废水。

针对高浓度铬的处理，是该项目设计的重点和难
点；
2.3 污染物处理工艺技术分析
针对原水特征污染物因子，处理工艺技术分析和要
求：
重铬酸钾为橙红色三斜晶体或针状晶体，易溶于水，不溶于乙醇。

针对含重铬酸钾的废水处理，目前较成熟经济的方法主要有三种：
1）铁氧体法
铁氧体法实际上是硫酸亚铁的发展，向含铬废水中投加废铁粉或硫酸亚铁，废水中Cr6+可被还原成Cr3+，再通过加热、调节pH、并通过空气搅拌，可生成铁氧体的组成部分，Cr3+转化成类似尖晶石结构的铁氧体晶体而沉淀。

其反应式如下所示：
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20
Fe2+ +Fe3+ +Cr3++O2= Fe3+[Fe2+ Crx3+ Fe2+1-x]O4
优点：铁氧体法不仅具有还原法的一般优点，还具有其特点，即含铬污泥可制作磁体和半导体，这样不但使铬得以回收利用，又减少了二次污染的发生，出水水质好，能达到排放标准。

缺点：铁氧体法存在试剂投量大，能耗较高，不能单独回收铬金属，成立成本较高。

2）还原沉淀法
还原沉淀法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法。

基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr6+还原成Cr3+，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。

目前，可作为还原剂的主要有：SO2、FeSO4、Na2SO3、NaHSO3、Fe等。

优点：还原沉淀法具有一次性投资小、运行费用低、处理效果好、操作管理简便的优点。

3）还原沉淀法
优点：二氧化硫还原法设备简单、效果较好，处理后Cr6+含量可达到0.lmg／L 。

缺点：二氧化硫是有害气体，对操作人员有影响，处理池需设置通风没备，另外对设备腐蚀性较大，不能直接回收铬酸其反应式如下所示：
3SO2+Cr2O72-+2H+=Cr3++3SO42-+H20
Cr3+ +30H- = Cr(OH)3↓
2.4 本设计档案的针对性
由于本项目废水中的铬污染因子，为敏感性污染因子，本设计针对废水中的污染因子具有特别的针对性：1.化学方法除铬，具有特别的高效和针对性；
2.结合中金属扑集剂：针对微量的铬的去除，是最为
高效和经济的方法。

第三章设计参数
3.1 设计依据
1.相关的法律法规；
2.成熟的重金属去除技术应用；
3.《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；
4.业主单位提供的污水水质、水量，以及业主单位要
求的废水处理排放标准限值；
5.设计单位对高难度废水多年的成功设计经验，对水
质全面分析以及参考其他国内外先进技术。

3.2 设计规模
根据业主单位提供的相关基础资料，本项目重铬酸
钾废水日均总排水量为100m³/d，即Q=100m³/d，设计时
流量：Q h=5m³/h，K Z=1.2；设24小时连续运行。

3.3 设计进出水水质
表3-1 设计进水水质限值表
3.4 设计处理出水水质
设计处理出水水质：具体指标如下表所示：
表3-2 设计出水水质限值表
第四章流程及单元工艺设计
4.1 工艺流程
4.1.1 工艺流程图
图：废水处理工艺流程图
4.1.2 工艺流程概述
含重铬酸钾废水由生产区域通过废水收集槽或废水收集管网自流进入格栅调节池，经格栅去除较大颗粒水体杂质后，自流进入调节池，经调节池调节水量、均衡水质后由废水提升泵提升至混凝反应池Ⅰ，依次向混凝反应池Ⅰ投加无机酸（硫酸）、FeSO4、石灰等水处理药剂，将Cr6+还原成Cr3+，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子，并自流进入斜板沉淀池1进行固、液分离；为保证出水稳定达标，斜板沉池池1出水自流进入混凝反应池Ⅱ，并依次向混凝反应池Ⅱ投加DTCA（重金属捕捉剂）、PAC、PAM 等水处理药剂，生成鳌合物沉淀，继续去除残余的铬离子，在混凝反应池通过投加絮凝剂后完成絮凝反应，沉淀物在沉淀池分离。

4.2 单元工艺设计
1）格栅调节池
作用：
因污水排放的时间和流量具有不稳定性，需设调节池，调节水量，均衡水质，降低水质、水量变化对后续处理工艺效率的影响，为污水提升泵提供水量调节。

结构形式：地下钢砼结构
设计规模：100m³/d；
设计流量：5m³/h；
工艺尺寸：格栅池：2.0x0.65x1.0m；调节池：4.0x3.0x4.0m（有效水深3.5m）
有效容积：42m³
水力停留时间：8.4h；
设备材料：
废水提升泵：Q：5m³/h，H：10-15m；N：0.75kw；材质：铸铁；数量：2台，一用一备；
浮子流量计：DN40；数量：1个；
浮球液位计：L=5.0m；数量：1套；高、中、低液位控制手动格栅：格栅间隙：10mm；尺寸：H×L=600×1000；材质：304不锈钢；数量：1套。

2）混凝反应池Ⅰ
结构：碳钢结构（推流式反应设备）
设计规模：100m³/d
设计流量：5m³/h
工艺尺寸：3.0×1.0×1.8m（分三格，有效深度1.5m）有效容积：4.5m³
停留时间：0.9h
设备材料：
机械搅拌机：88r/min；N：0.75kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：3套；
pH加药系统：
pH计：量程1-14；带报警输出；数量：1套；
酸加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：90L/h；H：0.5MPa；数量：2台；FeSO4加药系统：
FeSO4加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：90L/h，H：0.5MPa；数量，2台；FeSO4加药桶搅拌器：N：0.55kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：1套；
石灰加药系统：
石灰加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：90L/h，H：0.5MPa；数量，2台；石灰加药桶搅拌器：N：0.55kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：1套；
3）斜管沉淀池1
结构形式：钢砼结构
设计规模：100m³/d
设计流量：5m³/h
工艺尺寸：2.0×2.0×4.0m（有效深度3.5m）
有效容积：12m³
停留时间：2.4h
设备材料：
斜管填料：数量：3.46m³；斜管长1m；倾角60°，斜管高度0.866m，材质PP（聚丙烯）蜂窝斜管填料Φ50；
沉淀池排泥泵：Q：10m³/h，H：20m；N：3.0kw；材质：铸铁；数量：2台。

4）混凝反应池Ⅱ
结构形式：碳钢结构（推流式反应设备）
设计规模：100m³/d
设计流量：5m³/h
工艺尺寸：3.0×1.0×1.8m（分三格，有效深度1.5m）有效容积：4.5m³
停留时间：0.9h
设备材料：
机械搅拌机：88r/min；N：0.75kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：3套；
DTCA加药系统：
DTCA加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：90L/h，H：0.5MPa；数量，2台；PAC加药系统：
PAC加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：90L/h，H：0.5MPa；数量，2台；PAC加药桶搅拌器：N：0.55kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：1套；
PAM加药系统：
PAM加药桶：容量：1.0m³；材质：PE；数量：1个；
机械加药计量泵：Q：60L/h，H：0.5MPa；数量，2台；PAM加药桶搅拌器：N：0.55kw；材质：不锈钢（轴/桨）；数量：1套；
5）斜管沉淀池2
结构形式：钢砼结构
设计规模：100m³/d
设计流量：5m³/h
工艺尺寸：2.0×2.0×3.5m（有效深度3.0m）
有效容积：12m³
停留时间：2.4h
设备材料：
斜管填料：数量：3.46m³；斜管长1m；倾角60°，斜管高度0.866m，材质PP（聚丙烯）蜂窝斜管填料Φ50；
沉淀池排泥泵：Q：10m³/h，H：20m；N：3.0kw；材质：铸铁；数量：2台。

6）污泥浓缩池
作用：
污泥储存池主要用来接纳斜管沉淀池排放的污泥，为污泥脱水系统提供污泥量调节。

结构形式：地下钢砼结构
工艺尺寸：2.0x2.0x4.0m（有效水深3.5m）；
总有效容积：6m³；
设备材料：
叠螺机：SC201：数量：1套；材料：SUS304
泥浆泵：Q：3-5m3/h；H：10-15m，N：1.5kw，2套（1用1备）；
7）清水池
结构：钢砼结构
设计规模：100m³/d
设计流量：5m³/h
工艺尺寸：3×2×4.0m（有效深度3.5m）
有效容积：21m³
停留时间：4.2h
8）标准排放口
作用：
用于污水处理量计量。

结构形式：地下钢砼结构
设计尺寸：2.5×0.5×0.8m
主要设备：
巴歇尔槽，数量1套，规格：0.773×0.314×0.305m；超声波流量计，数量1套。

第五章用电、自动控制和仪表
5.1 用电负荷
1）设计依据
1.本设计工艺对设备运行的要求；
2.废水处理工程自动控制要求；
3.状态监视的要求。

2）设计范围
本工程电气设计包括污水处理系统低压配电系统及
电气控制与照明等设计。

污水处理站的所有设备均为低
压负荷，用电电压为380/220V。

3）电气负荷
设无功功率自动集中补偿装置，补偿后功率因素在
0.9以上。

表5-1 主要用电设备电耗表
按运行功率为总功率0.85计，每天实际使用功率为：209.6×0.85=178.16kw·h
4）供电电源
污水处理工程用电供电电压为0.4kv。

5）电缆
本工程电力电缆、控制电缆，视建、构筑物及用电设备的分布情况，采用穿管结合桥架、管沟铺设方式。

6）照明
室内、室外照明进行统一规划设计。

5.2 自动控制及仪表
系统控制设计原则：实现自动化，减少人工干预和操作管理。

废水处理站可完全实现全自动化运行，亦可根据控制需要，实施人工操作。

为方便操作，分现场操作箱，现场操作站和工程师操作站。

1.现场操作箱，可非常直观地对设备进行启停；
2.控制室操作站，运维人员非常直观地进行操作。

可
以监视系统中任何一台设备的状态，并且通过模拟量模块采集的数据，可非常直观地监视到现场的各种信息（水位，流量，pH等）；
3.工程师操作站，主要是监视及操作和参数调整。

通
过授权，可以在工程师站上，即可完全掌握现场的运行状况，并且可控制现场设备的运行，调整参数设置和调整。

以下对本方案中的自动化控制系统进行详解：
基于PLC整体控制方案。

整个控制体系分为现场控制的下位机部分，及主要起监控作用的上位机部分。

以下是对本方案上、下位机组成部分及功能具体阐述。

以PLC及其相关组件作为核心，与传感器、设备一起构成了下位机部分。

可设置手动、自动两档运行模式，以触摸屏为人机界面，可以方便的读取现场参数，并能根据需求进行人为操作。

下位机核心部分：①：PLC部分②：传感器
1.PLC部分采用西门子PLC，具有强大的通讯与数字处
理功能；
2.传感器可通过模拟量模块读取，进过PLC进行数据处
理，传送至触摸屏及工控机上，进行实时监控。

传
感器防护等级：IP67以上，完全适合于恶劣的工作环境。

第六章技术经济指标
6.1 占地面积
污水处理占地面积约为55.8㎡。

6.2 基础数据
本项目费用计算的基础数据是我司根据项目所在地
调查结果，相关药剂费用是根据周边可供选择的供应商
调查结果为参考，具体数据如下表所示：
表6-1 费用计算基础数据表
6.3 公用工程消耗（a）
该设计方案计算日常用电量为178.16kw·h，电价按
0.66元/kw·h计。

每天电费=178.16×0.66=117.58元/天
电费=117.58/100m³/d=1.18元/m³废水。

6.4 化学药剂消耗（b）
建成后工程加药项目如下表：
表6-2 废水处理系统药剂损耗量及费用表
6.5 污泥处置费用（c）
未计入。

6.6 人员费用（d）
确定本废水处理系统总定员为3人。

人员配备比率及人数如下：
运行拟设置：两班倒；
设置：技术负责人：1人；
现场操作人员：2人。

按照当地基本工资标准每人4500元/每月，年总工资4500×3×12=162000元整；年生产天数按275天计算，处理总水量275×100=27500m³；
c:162000÷27500=5.89元/m³废水。

6.7 直接运行总成本（E）
表6-3 总成本费用表
第七章技术服务和培训
技术服务将在污水处理厂建设现场进行，操作培训
将在客户工厂与系统调试启动同时进行。

技术服务由公
司合格的工程师来执行，客户公司需满足一下条件：
1.准备好所有的材料和技术条件；
2.所有设备安装到位并经过测试；
3.具备所有安装和系统测试的人力条件。

7.1 安装
安装指导是指对我司提供的工艺设计施工图要求的
土建及设备安装。

7.2 系统调试指导
系统调试指导是指在所有构筑物试水及单机试车结
束后，由我司提供的系统联动试车试运行的指导。

第八章投资
8.1 设备材料清单
表8-1 工艺设备材料清单表
8.2 构（建）筑清单
表8-2 工艺构（建）筑物尺寸表
8.3 工程总投资预算
工艺设备投资预算：xx元；
土建投资预算：0元；
总投资预算：xx元。

第九章工期分析
9.1 工期分析
设计：7天；
土建施工：30天
设备制造和安装：7天
调试及试运行：3天
9.2 总工期
总工期：47天。