石英生产酸性废水技术标2.docx
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石英生产酸性废水技术标2
招标编号：
DLK2011001
年产30万吨高纯石英原料生产线
1100m3/d酸性污水处理工程
投标文件
（第二部分：
技术标）
二○一一年八月
目录
一、工程概况1
二、设计依据3
三、设计范围及原则4
3.1、设计范围4
3.2、设计原则4
四、设计水量、水质及排放标准5
4.1、设计处理水量5
4.2、设计进水水质5
4.3、设计排放水质5
五、处理工艺设计6
六、主要工艺单元原理简述8
七、工艺参数设计及设备选型9
7.1、调节池提升泵9
7.2、石灰乳液池9
7.3、石灰乳液搅拌机9
7.4、石灰乳液投加泵9
7.5、一级反应池10
7.6、一级反应池搅拌机10
7.7、初沉池10
7.8、二级反应池11
7.9、二级反应池搅拌机11
7.10、二沉池11
7.11、絮凝剂加药装置12
7.12、pH调节水箱12
7.13、污泥池12
7.14、污泥泵13
7.15、污泥脱水机13
7.16、配套仪表13
八、电气控制系统14
九、劳动定员14
十、机电设备能耗15
10.1、机电设备能耗15
10.2、运行成本估算16
十一、设备包装、标识、运输方案17
十二、施工方案（设备制造）及进度计划18
十三、质量控制计划24
十四、技术规格偏差表26
一、工程概况
本工程为东海县联合石英科技有限公司年产30万吨高纯石英砂生产线配套工程，设计规模为1100m3/d。
本工程所涉及的废水，是石英矿石（成分为SiO2）酸浸除杂后，对石英矿石表面残留的酸液进行清水漂洗所产生的废水。
所使用的酸为盐酸（HCl）和氢氟酸（HF）的混合酸，其中盐酸的质量浓度约30%，氢氟酸的质量浓度约40%，且按照（HCl：
HF=20：
1）的比例配制所得。
由于石英矿石表面含有铁（Fe）、铝（Al）、钙（Ca）、镁（Mg）等成分的氧化物，因而漂洗废水中除了含有盐酸（HCl）和氢氟酸（HF）外，还含有铁（Fe）、铝（Al）、钙（Ca）、镁（Mg）等金属离子成分。
矿产资源是人类生存和发展的物质基础，中国70%的工业制品原料和90%的能源均来自于矿产资源的开采和利用。
矿山作为自然资源的开采、加工利用的场所，在人们获取有益矿物原料的同时，也不可避免地破坏了自然地貌与环境，产生了大量的在目前的经济和技术条件下难以回收利用的固体废弃物或废水，对周边生态环境造成了一定程度的破坏，特别是废弃物经过长期风化淋滤产生的酸性水及含有毒有害重金属离子的废水直接流入自然水系及汇入区域水系，给下游居民的生产、生活及其赖以生存的生态环境造成了极大的影响和危害。
这种污染现象无论是生产矿山还是闭坑矿山都不同程度的存在。
生成酸有可能威胁到河流和野生生物。
ARD（酸性岩石水）能破坏鱼类和其他水生生物，而且一旦发生，实际上它不可能逆转。
每年可能需要花费巨额资金和精力来处理这样的排水。
并且，在开始治理之后，可能要持续几个世纪。
酸性废水的主要危害
1）对金属腐蚀。
酸性水使水泵、水管等排水设备和铁轨、钢丝绳等金属制品遭受严重损害，造成财产的损失，甚至酿成安全事故；
2）对环境的污染。
酸性水中酸性水中所含的大量酸和硫酸盐，直接污染了矿区地下水和地表下水，引起土壤酸化和盐渍化。
积累在土壤中的某些元素被植物吸收富集到一定程度，可损害农作物的根系功能，妨碍其发育发长，影响产量。
3）对人体健康的影响。
人体摄入某些元素过多或不足，都将引起人体组织的病变。
具有生物毒性的元素，在水土中化学性质稳定，难为微生物所降解，易在底泥、土壤及作物中富集，通过食物链进入人体，可在某些器官蓄积造成危害。
东海县联合石英科技有限公司对周边生态环境的保护高度重视，特委托我公司负责承建该项目的酸性废水处理工程，经过处理后达设计标准后，排入就近水体。
我公司依据工程实际情况、业主要求及相关法律法规，编写本项目的初步设计方案。
二、设计依据
1、业主提供的相关资料；
2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
3、《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
4、《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月修正）
5、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）
6、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
7、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
8、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-1997）
9、《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
10、《水工砼结构设计规范》（SDJ20-78）
11、《低压配电设计规范》（GB50055-95）
12、《通用用电设备配电设计规范》（GB5007-95）
13、《民用建设电气设计规范》（JGJ/T16-92）
14、其它有关规范、标准文件。
三、设计范围及原则
3.1、设计范围
1、污水处理工艺设计；
2、污水处理构筑物工艺及结构设计；
3、处理系统电气控制系统设计；
4、污水处理系统总体布置设计；
5、工艺设备及备品备件品选型。
3.2、设计原则
1、符合设计依据要求，与设计资料相互融合；
2、采用国内外实际运营先进、高效、适用、可靠的处理工艺，确保处理水能达标排放；
3、采用先进、可靠的自动化控制管理，系统操作、维护简单，运行稳定，保证污水厂运行在最佳状态；
4、因地制宜建设，合理布局，与周边环境匹配，造型美观，占地面积小，经济技术指标合理可靠；
5、设备选型合理、质量可靠，具有最佳性价比，以尽量节省基建成本和运行成本；
6、系统运行自动化程度高，尽量减少人员配置；
7、原材料方便采购，运行费用低廉。
四、设计水量、水质及排放标准
4.1、设计处理水量
依据业主提供的资料数据，本工程设计水量如下：
日均水量Qz=1100（m3/d）
折合时均水量Qh=46m3/h，本工程按Qh=50m3/h设计。
4.2、设计进水水质
表4.1设计进水水质
项目名称
pH
COD
mg/L
BOD
mg/L
SS
mg/L
氟化物
mg/L
氯化物
mg/L
硫化物
mg/L
数值
0.22
300
未测
120
3500
303000
0.006
注：
1、本表数据由业主提供。
2、进水pH极低，经折算[H+]=0.60256mol/L。
4.3、设计排放水质
表4.2设计排放水质
项目名称
pH
COD
mg/L
BOD
mg/L
SS
mg/L
氟化物
mg/L
氯化物
mg/L
硫化物
mg/L
数值
6-9
400
300
400
20
不考虑
1.0
注：
本表数据依据业主要求。
五、处理工艺设计
目前对酸性废水的治理方法较多，但主要有以下几种。
1）石灰（碱）中和、沉淀法。
石灰中和、沉淀法其原理是：
以石灰石或石灰乳为中和剂来处理酸性废水。
将石灰配制成石灰乳投入反应池，发生中和反应，同时OH－可与重金属离子反应，Ca2+可与F－反应生成氢氧化物及CaF2、CaSO4等难溶性、不溶性物质，废水pH值提高达到中性。
然后通过沉淀等固液分离方法去除水中的重金属离子。
石灰中和、沉淀法优点有：
原料易购、来源丰富、反应快、处理效率高、可适应各类酸性水水质和水量变化的要求等；
石灰中和、沉淀法其缺点有：
石灰乳投配系统繁杂；反应沉渣多，需及时处理；设备、管道易结垢、堵塞及腐蚀等。
2）石灰石中和滚筒法。
将石灰石置于滚筒内，由于滚筒的旋转，石灰石相互撞击摩擦，破坏其表面生成的难溶性CaSO4膜，扩大酸性水与石灰石的接触面，使中和反应继续进行下去，生成的CO2以及水中原有的Fe2+要在曝气池曝气促使CO2从水中溢出，使Fe2+离子氧化成Fe3+离子，后者水解后生成沉淀除去。
3）升流式变滤速膨胀中和法。
将细颗粒石灰石或白云石装入圆锥体形的中和塔，水流自下而上通过滤料，滤速下部快上部慢，中和反应得以充分进行，出水含有CO2经曝气装置吹脱后pH值升高，Fe2+离子也被氧化为Fe3+离子去除。
4）湿地生态工程处理法。
湿地法处理酸性废水是国外近年来研究的一项新技术，具有投资省、运行费用低、易于管理等突出的优点，所以引起人们的极大兴趣。
湿地系统的介质黏土、矿渣、砾石、土壤对酸性水中溶解性Fe、悬浮物和pH值都有明显的处理效果。
在建造湿地时，最好选择耐受性能好的植被品种，如香蒲、灯心草、宽叶香蒲等。
其机理主要是植物、土壤、微生物对酸性水的净化作用。
湿地法对酸性水中金属离子有较大的吸附作用。
另微生物对降解污染物、改善pH值均有很大作用。
但湿地法占用面积大，处理程度受环境影响很大。
并对H2S的处理也不彻底，残余H2S从土壤逸出，进入大气污染环境。
因此湿地法在应用方面也有很大局限。
5）微生物法。
微生物法处理酸性废水就是利用硫酸盐还原菌通过异化硫酸盐的生物还原反应,将硫酸盐还原为H2S，并利用某些微生物将H2S氧化为单质硫。
由于利用硫酸性还原菌的微生物法处理酸性废水费用低，适用性强，无二次污染，还可以回收重要的物质—单质硫,因此受到环境工作者的广泛关注。
在自然界，硫以三种形态存在：
单质硫、硫化物和硫酸盐。
三者在化学和生物作用下相互转化，构成硫的循环。
微生物法处理含硫酸盐酸性废水就是利用自
然界中的硫循环反应原理，分三个阶段将硫酸根还原为单质硫：
第一阶段在厌氧条件下,通过异化硫酸盐生物还原反应，利用硫酸盐还原菌（SRB）将硫酸还原为硫化物；第二阶段利用光合硫细菌或无色硫细菌（CSB）将硫化物氧化为单质硫；第三阶段为出水中单质硫的分离及回收问题。
微生物法处理废水已成为矿山治理酸性废水的前沿课题。
国内外目前应用最为广泛、最为可靠的仍然是“石灰（碱）中和、沉淀法”，湿地生态工程及微生物法尚在研究实验阶段。
因此本工程拟采用“石灰（碱）中和、沉淀法”。
处理工艺流程见下页图。
图5-1处理流程简图
六、主要工艺单元原理简述
1、调节池：
考虑到生产排放有不均匀性，时变化系数较大，对处理系统的冲击负荷大。
为了使系统能均负荷连续运行，因此有必要设置调节池。
排水高峰时，蓄存多余的水量；低峰（如夜间）基本不排水时，可从调节池蓄存水中提取予以补充，以保证进水量相对恒定。
调节池内设置浮球液位控制开关，以自动控制提升泵的运行。
2、反应池：
通过提升泵将调节池内的废水提升至反应池，并投加石灰乳液，通过充分的搅拌混合，完成中和及沉淀反应。
一级反应池只设置一格，仅投加石灰乳液，控制其pH至7-8。
二级反应池设置3格，投加石灰继续投加石灰乳液，将废水pH控制在8-9，并投加絮凝剂，设置3格是为了保证投加絮凝剂后有水流速度梯度，以保证更优的絮凝效果，提高后续的沉淀效率。
七、工艺参数设计及设备选型
7.1、调节池提升泵
型式：
UHB-ZK型耐腐耐磨沙浆泵
数量：
6台（包括两级反应池至沉淀池提升4台）
额定流量：
50m3/h
扬程：
15m
功率：
7.5kw
7.2、石灰乳液池
数量：
2座（合建）
结构形式：
钢砼（内衬玻璃钢）
尺寸：
L×B×H=8000×4000×3500mm（分两格）
有效水深：
3000mm（超高500mm）
总容积：
112m3
有效容积：
96m3
7.3、石灰乳液搅拌机
数量：
2台
型式：
搅拌机
叶轮直径：
2000mm
叶片宽度：
200mm
转速：
130r/min
材质：
不锈钢（叶轮、轴）
额定功率：
11.0kw
7.4、石灰乳液投加泵
型式：
UHB-ZK型耐腐耐磨沙浆泵
数量：
3台（两用一备）
额定流量：
30m3/h
扬程：
15m
功率：
4.0kw
7.5、一级反应池
数量：
1座
结构形式：
碳钢内衬玻璃钢
尺寸：
φ×H=3200×3500mm
有效水深：
3000mm（超高500mm）
总容积：
28.1m3
有效容积：
24.1m3
停留时间：
32min
7.6、一级反应池搅拌机
数量：
1台
型式：
框式搅拌机
叶轮直径：
1600mm
叶片宽度：
160mm
转速：
130r/min
材质：
碳钢衬胶
额定功率：
7.5kw
7.7、初沉池
型式：
辐流式沉淀池（中进水周出水中排泥）
材质：
碳钢内衬玻璃钢
数量：
1座
尺寸：
φ×H=9000×3800mm
有效水深：
3500mm（超高300mm）
池底坡度：
0.05
总容积：
250m3
有效容积：
242m3
水力停留时间：
4.83h
水力表面负荷：
0.79m3/m2·h
材质：
碳钢内衬玻璃钢
配套设备：
中心传动刮泥机
额定功率：
1.1kw
周边线速：
~2.0m/min
材质：
碳钢
7.8、二级反应池
数量：
1座
结构形式：
碳钢内衬玻璃钢
尺寸：
φ×H=3200×3500mm
有效水深：
3000mm（超高500mm）
总容积：
28.1m3
有效容积：
24.1m3
停留时间：
32min
7.9、二级反应池搅拌机
数量：
1台
型式：
搅拌机
叶轮直径：
1600mm
叶片宽度：
160mm
转速：
130r/min
材质：
碳钢衬胶
额定功率：
7.5kw
7.10、二沉池
型式：
辐流式沉淀池（中进水周出水中排泥）
材质：
碳钢内衬玻璃钢
数量：
1座
尺寸：
φ×H=9000×3800mm
有效水深：
3500mm（超高300mm）
池底坡度：
0.05
总容积：
250m3
有效容积：
242m3
水力停留时间：
4.83h
水力表面负荷：
0.79m3/m2·h
材质：
碳钢内衬玻璃钢
配套设备：
中心传动刮泥机
额定功率：
1.1kw
周边线速：
~2.0m/min
材质：
碳钢
7.11、絮凝剂加药装置
设备数量：
1台
额定容积：
1000L
溶液浓度：
5%
投加量：
15-60mg/L
配套设备：
隔膜计量泵
额定流量：
60L/h
出口压力：
0.6MPa
7.12、pH调节水箱
型号：
PT-5000L
数量：
1只
材质：
PE或PP
尺寸：
φ×H=1845×2260mm
有效容积：
5000L
7.13、污泥池
材质：
钢砼结构（内衬玻璃钢）
数量：
1座
尺寸：
φ×H=6000×4300（直边高3300mm）
有效水深：
3000mm（超高300mm）
总容积：
100m3
有效容积：
84.8m3
7.14、污泥泵
数量：
3台（两用一备）
型号：
QBY-80气动隔膜泵
额定流量：
0-27m3/h
扬程：
0-50m
供气压力：
0.2-0.8MPa
配套设备：
空气压缩机（厂家配套）3KW
7.15、污泥脱水机
数量：
2台
型号：
XMYJ80/920-U
过滤面积：
100m2
滤室容积：
1280L
板框尺寸：
920×920mm
外形尺寸：
5806×1210×1410mm
过滤压力：
≤1.0MPa
电机功率：
3.0kw
7.16、配套仪表
液位开关：
4套
在线pH仪：
3套
八、电气控制系统
1、水泵自动控制系统
为实现处理水量的均匀控制，避免水泵的频繁起动，根据水位测量仪自动控制水泵的运行。
当水位升高到预定的水位值时，自动控制水泵按预先编制好的程序依次逐台关闭。
同时累积每台水泵运行时间，自动轮换水泵，保证水泵累积运行时间均等，并处在最佳运行状态。
当水位降到设定下限水位时，自动控制水泵全部停止运行，以保证水泵的安全。
每台水泵的运行和报警信号送控制柜显示其状态，控制柜设有每台水泵的手动启停按钮，可手动操作单泵的运行。
2、全自动PLC控制柜
若业主要求高自动化运行，本工程可采用PLC全自动控制，对整个处理系统全自动控制。
采用可编程过程控制系统，并配有最先进的计算机软、硬件技术，控制柜内配置一切用于控制整个污水处理系统所需的电控器件，按照规定每个驱动装置都相应配置马达保护器、保险丝、控制继电器和功能状态显示灯，所有电器元件都在控制柜内安装完毕，并按好电缆，经过严格的调整，以确保系统稳定、可靠、安全、自动化程序高。
九、劳动定员
污水处理站全天侯运行，本处理装置自动化程度较高，日常运行主要工作即为配置石灰乳液、絮凝剂以及污泥处理等，巡查设备及出水是否正常。
关于人员编制，拟根据工程实际云装情况确定，本方案仅作建议，建议定员为7人，其中生产人员6人，化验人员1人。
管理及机修人员未单独编配。
可根据实际情况调配厂内机修人员。
十、机电设备能耗
10.1、机电设备能耗
表10-1机电设备能耗表
序号
名称
规格型号
数量
单台
功率
总装
功率
日运行
能耗
备注
1
污水提升泵
Q=50m3/h
H=15m
N=7.5kw
2台
7.5
15
180
2
石灰乳液搅拌机
D=2000
N=11kw
2台
11.0
22.0
264
3
石灰乳液投加泵
Q=30m3/h
H=15m
3台
4.0
12
105.6
4
一级反应搅拌机
D=1600
N=7.5kw
1套
7.5
7.5
180
5
二级反应搅拌机
D=1600
N=7.5kw
1套
7.5
7.5
180
6
絮凝剂加药装置
V=1000L
1套
0.55
0.55
13.2
7
絮凝剂计量泵
Q=60L/h
H=60m
1套
0.37
0.37
8.9
8
加药装置（酸）
V=500L
1台
0.18
0.18
4.3
9
污泥泵
（气动隔膜泵）
Q=0-27m3/h
H=0-50m
3台
2.2
2.2
36
两台空压机
10
污泥脱水机
S=100m2
V=1280L
N=3.0kw
2台
3.0
6.0
72
11
合计
注：
表中功率单位为kw；能耗单位为kw.h。
10.2、运行成本估算
污水处理站运行直接费用主要包括电费、药剂费等。
电费估算
设备日均总电耗：
kw.h
每单位水量电耗：
0.95kw.h/m3
设备日均总电费：
0.57元/m3（电费按0.6元/度计）
药剂费估算
石灰乳：
投加量约20g/L，日产水1100m3，总投加量为22000kg，建议采用生石灰，其有效含量约约为70%，则每天生石灰用量约为31500kg，按市场均价约为0.2元/kg，则日费用为6300元，则石灰乳成本为：
5.7元/m3；
絮凝剂：
投加量约30mg/L，日产水1100m3，则每天总投加量为33kg，按市场均价约为2.0元/kg，则日费用为66.0元，则絮凝剂成本为：
0.06元/m3；
综上：
药剂总费用为：
5.7+0.06=5.76元/m3
总费用估算
单位水量均成本：
0.57+5.76=6.33元/m3
注：
本估算未计如人工管理费和设备折旧费。
十一、设备包装、标识、运输方案
设备包装
为了防止设备在运输过程中产生擦伤、碰伤，在出厂时即对设备采取妥善的包装措施，对易发生变形及易损构件，采取必要的加强措施，防止变形及损坏。
包装技术符合《机电产品包装通用技术条件（JB2759－80）的有关条款。
较大型及较重的设备都装有便于移动的滑动部件及吊钩，吊钩装有起吊点，并且在外包装上标明设备重量及重心、起吊点（未拆去外包装）。
设备的法兰除锈，并涂刷与外壳相同的防锈油漆。
在储存期间用盲板，螺栓将法兰面压紧，以防损坏法兰面，面漆颜色由买方统一确定。
设备标识
1）在设备（包括配套设备）的明显部位，装设用耐腐蚀材料制作的金属铭牌，金属铭牌包括下列内容：
设备名称、设备制造厂名称、制造年月、制造厂产品编号、制造许可证编号、设备型号、设备参数、设备净重等；
2）设备（包括配套设备）的金属铭牌型式、尺寸、技术条件和检验规则，按JBB-82《产品标牌》的规定执行；
3）包装标志
a、我方所供设备部件，均遵照国家标准和有关技术条件进行包装，并标明合同号、主要设备名称的标签；
b、对装箱供给的设备，箱子的两面注明如下内容：
合同号、装运标志、目的港、收货人代码、设备名称和项目号、箱号、毛/净重、外形尺寸、长×宽×高等参数。
设备运输及储存
1）我方所供设备，均按照国家标准和有关规定进行装卸、运输与储存；
2）经由公铁路运输的部件，其尺寸不超过对非标准外形体的规定；
3）当部件经由除铁路外的其他方式运输时，其重量和体积的限值按有关运输方式的规定；
十二、施工方案（设备制造）及进度计划
设备主体加工流程
设备制作准备：
由设计人员会同质检，生产的相关人员对无阀过滤器进行技术交底，向制作与检验人员交代设计生产过程中的关键事项。
生产部门，根据设备的产品特点，安排不同专业的人员参加制作，如：
下料，刨边，组装，除锈，焊接，油漆等各个环节，全部由专业人员完成，并保证持证上岗。
质检部门针对每个生产环节，全程跟踪检测。
当设备组装完毕后，在车间内进行整体盛水试验，并邀请建设方项目组的监理共同对设备的制作进行质量评定。
1）开料
在对每块材料下料前要算准尺寸，并验算确定无误后，用尺量取所得尺寸，先把一头用大的角尺寸把它兜方，再从基准线量取所得尺寸并画好线，用长尺拉对角线，对角线的误差不允许大于5mm，如大于这个数要重新兜方，重新用尺量应有的尺寸，直至准确为止；
对于管道的开料，小于DN50的管可以用尺直取用；切割机割切，大于DN50的管应先量取所要的尺寸，用直边的填料片画线再气割，这样才能保证垂直；封头的下料，先把封头吊在托盘上，找出圆心用半自动机切割，封头的直边的高度要大于40mm。
2）焊接作业
严格按设备图纸生产，预先以钢板进行成型、组对，然后进行内环缝的焊接，内环缝焊接完毕后，对设备筒体所有外部拼接缝进行碳弧气刨清根，使之成为“√”形坡口关，再进行自动埋弧焊接（共二道，一道底焊，一道表面焊），其它部位采用手工电弧焊接，要求主要焊接部位无气孔，夹渣等不良现象。
焊缝最大高度不得大于5mm，在任意500mm长度中不得大于4mm。
焊缝边缘应保持直线度，在任意300mm，连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f，埋弧焊f≤4mm，手工焊f≤3mm。
焊缝表面凹凸（即焊缝余高的差值），在焊缝任意25mm长度内，不得大于1.5mm。
焊缝母材的连接处应圆滑过的渡，并且焊缝完整不得有漏焊，接头不良等。
焊缝及热影响区不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷。
焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长度不得超过该焊缝长度的10%。
焊接质量根据产品标准和设计要求进行检验，检验一般采用目测和借助于有关辅助量具。
主要是看：
一、看焊缝是否饱满，余高为高于母材3mm；二、看焊缝是否有气孔、夹渣和弧坑；三、看焊缝接头是否平滑过渡；四、看焊缝是否平直；五、看焊缝是否咬边，如发现以上有其中一点缺陷，应及时指出进行更改和返修。
3）拼接与卷板
严格按设备图纸生产，各部尺寸和接管方位与图纸相符，并与安装螺孔相对应，各控制标高无误差，各法兰接合面平整。
板与板的
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