永祥多晶硅新增废水处理系统.docx
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永祥多晶硅新增废水处理系统
技术部分
四川永祥3000T/Y多晶硅项目
新增废水处理工程系统
方
案
设
计
成都市光洁环保生物科技有限公司编制
2011
一、工程概况
1、概况
2、建设单位
3、项目名称
4、处理规模
二、设计依据和范围
1、设计依据
3、设计原则
三、废水的水质和水量
1、设计的进水水量与水质
2、设计出水水质
四、废水处理工艺路线
五、工艺设计
1、工艺流程
2、工艺流程说明
3、工程设计
六、电气仪表设计
1、电气设计
2、仪表设计
七、技术特点
八、平面布置、施工原则
九、运行成本核算
1、能耗
2、药耗
3、人员配备
4、运行总费用
十、废水处理主要设施及主要设备表
1、标准构筑物汇总表
2、储罐、槽体、反应器汇总表
3、主要设备表
十一、主要设备性能说明
十二、售后服务体系
一、工程概况
1、概况
四川永祥多晶硅有限公司建设厂址位于乐山市五通桥区境内，场地原属涌斯江河漫滩，地貌成因属侵蚀堆积类型，今后期人工堆填平整后，地势较为平坦开阔。
据区域地质资料，场区地质构造条件简单，为单斜构造，地层倾向北西，倾角平缓，基底为侏罗系中下统自流井组粉砂质泥岩夹薄层状灰岩，覆盖层为第四系全新统堆积物，厚度约13.00~23.00米，区内无断裂通过，新构造运动轻微。
地层分布为：
素填土、稍密卵石土、中~密实卵石土。
素填土虽厚度较大，但承载力低，整体均匀性差，压缩性大。
稍密卵石土厚度较薄，分布较稳定，但埋深较大。
中~密实卵石土厚度较大，分布较稳定，承载力较高，均匀性较好。
该场地地下水主要受大气降水、生产用水渗透补给，顺层迳流，与涌斯江呈互补排关系地下水位埋深4.90~5.80米。
地震烈度
该区域地震基本烈度为6度，历史上从未发生过灾害性地震，选址范围内，无滑坡性地震、崩塌、滑坡和泥石流存在。
四川永祥多晶硅有限公司，在满足企业发展需要的同时，为满足保护环境的需要，决定对生产过程的生产废水进行治理，以改善工作环境和社会环境，让企业创造经济效益和社会效益的双重效益，让经济与环境协调发展。
受四川永祥多晶硅有限公司的邀请，我公司有幸参与此次废水处理系统招标活动,我公司成立了相应的项目小组，通过充分研究招标文件，编制了技术方案供四川永祥多晶硅有限公司参考。
2、建设单位
四川永祥多晶硅有限公司
3、项目名称
四川永祥3000T/Y多晶硅项目新增废水处理系统
4、处理规模
根据业主所提供的资料废水处理规模分别为：
一类废水排放量为：
Q=4000kg/h=960m3/d
二、设计依据和范围
1、设计依据
（1）《中华人民共和国水污染防治法》
（2）《污水综合排放标准》（GB8978—1996）
（3）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
（4）《室外排水设计规范》（GB50014—2006）
（5）《污水排水工程结构设计规范》（GB69—84）
（6）建设方提供的相关资料
2、设计（供货）范围
针对招标文件的技术要求,进行厂内必要的工艺、土建、电气、仪表和自控、通用设备的选型和非标设备的设计制作安装以及总图等专业的方案设计。
本项目为交钥匙工程，供方负责从系统设计到完成调试的全部设计、供货、安装、调试任务。
负责多晶硅装置废水处理系统内全部设备的供货（从接收一类、二类废水开始，至输出达标排放水或回用水、低含湿量固体废渣运出前的包装为止），供方负责提供多晶硅装置废水处理系统全套设备、仪表、电气、电缆、操作箱、管道、保温、防腐、色标等一个独立运行的完整系统所需的全部设备及材料。
3、设计原则
根据以下各项原则选择污水处理工艺：
1.污水水质、水量
2.污染物的种类及处理要求
3.选择流程简单、占地少、处理效果稳定、可靠的工艺
4.工艺参数易于控制，运行维护、管理方便
5.投资节省、运行费用低，符合当地经济情况
三、废水的水质和水量
1、设计的进水水量与水质
根据业主提供的数据，其具体水量与水质指标如下：
序号
项目
水量
水质指标
1
一类酸洗废水
960m³/d
H20:
平衡
HCl:
13~15g/L
SiO2=8000-9000mg/L
2、设计出水水质
根据业主的要求，出水应达到相应的水质标准，具体出水水质指标如下表：
pH
SS
Ca2+
F-
CL-
COD
6.5-8.5
＜10mg/L
＜175mg/L
＜3mg/L
＜500mg/L
＜50mg/L
四、废水处理工艺路线
根据业主所提供的资料分析，结合我公司处理相似废水的工程经验，决定采取对不同种类的废水，分别收集，单独处理。
三类废水处理工艺路线为：
一类废水采用一级混凝沉淀+反渗透。
五、工艺设计
1、工艺流程
一类废水处理流程框图
2、工艺流程说明
一类废水（酸性废水）从车间流入调节池中，进行水质水量的均衡调节，然后用泵提升至中和槽对废水进行中和反应，使其满足排放标准和后续工艺对pH的要求。
接着废水进入絮凝槽和助凝槽中在混凝剂和助凝剂的作用下使水中SS和SiO2等形成沉淀，生成的絮状悬浮物在沉淀槽中沉淀。
从沉淀出来的上清液经中间水池通过泵将废水提升至沙滤罐中将细小的颗粒杂质等固体物质过滤。
然后出水则流入活性炭过滤器中，水中的COD,SS等杂质在过滤器中进一步得到去除，经反渗透装置去除一部分氯离子。
经过反渗透的水则进入回用水池一部分则达标排放，另一部分在作为反冲洗和反渗透系统的清洗。
沉淀池中的污泥进入污泥贮存池，最后通过带式压滤机压滤后进行卫生填埋。
滤液回流到调节池中进行再处理。
3、工程设计
1．调节池
a．功能调节一类酸性废水水质和水量，满足后续处理构物对水质水量稳定性的要求
b．设计参数设计流量Q=40m3/h（取最大流量）
停留时间12h
c．工程内容调节池一座有效容积为480m3
砼结构内壁防腐
d．设备内设自吸化工泵二台（Q=25m3/h,H=7m,N=1.1kw）
液位计一台
侧壁推流器4台（TL-400N=3.0KW）
2．中和槽
a．功能调节pH，使废水满足后续工艺的要求。
b．设计参数Q=40m3/h
停留时间0.5h
c．工程内容反应槽一座，有效容积20m3
砼结构内壁防腐
d．设备内设机械搅拌装置一套
加药装置两套
PH仪一套
3．絮凝槽
a．功能在絮凝剂的作用下将水中的SS进行混凝，使其生成絮状悬浮物。
b．设计参数设计流量Q=40m3/h
停留时间20min
有效容积15m3
砼结构内壁防腐
c．设备内设搅拌机一台起到搅拌混合的作用
加药装置一套
4．助凝槽
a．功能提高絮凝剂的絮凝效果，使水中SS充分于絮凝剂反应，更有利于形成大块的悬浮物。
b．设计参数设计流量Q=40m3/h
停留时间10min
有效容积8m3
砼结构内壁防腐
c．设备内设搅拌机一台起到搅拌混合的作用
加药装置一套
5．沉淀槽
a．功能对废水中形成的絮凝体进行泥水固液分离
b．设计参数设计流量40m3/h
停留时间1.5h
c．工程内容沉淀槽一座有效容积60m3砼结构内壁防腐
d．设备内设化工污泥泵一台（Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw）
6.中间水池
a．功能为后续流程提供压力，以满足高程要求。
b．设计参数设计流量40m3/h
停留时间3h
有效容积120m3
c．工程内容中间水池一座
有效容积120m3
d．设备压力泵二台（Q=40m3/h,H=40m,N=5.5kw）
液位计一套
7．砂滤罐成套设备
a．功能 过滤废水中的细小悬浮物
b．设计参数设计流量Q=40m3/h
设计流速V=20m/h
滤层高度：
标准高度1000mm
填料类型：
多目石英砂，
反冲时间：
8min
冲洗强度：
15L/（s.m2）
反冲膨胀率：
40%+10cm
c．设备过滤罐一台（碳钢内壁防腐）φ1.5m×2.5m
11.活性碳吸附成套设备
a．功能通过活性碳吸附废水中的更细小的悬浮物，使其满足后续工艺的要求
b．设计参数设计流量Q=40m3/h
设计滤整V=20m/h
滤层高度：
标准高度1000mm
填料类型：
活性碳
反冲时间：
10min
冲洗强度：
15L/（s.m2）
反冲膨胀率：
40%+10cm
c．设备活性碳吸附罐一台（碳钢内外壁防腐）φ1.5m×2.5m
12.精密过滤装置
a．功能通过精密过滤进一步去除水中的离子减轻离子对后续反渗透的影响
b．设计参数设计流量40m3/h（时变化系数1.4）
c．设备一台（不锈钢）φ0.5m×1.0m
13．反渗透装置成套设备
a．功能去除水中的氯离子
b．设计参数设计流量40m3/h
c．工程内容反渗透装置一套
d．设备高压泵二台
（Q=30m3/h,H=22m,N=3.5kw）
反渗透膜60只，膜壳16只
13.回用水池
a．功能储存处理后的出水以便于回用。
同时可以作为反冲洗水，以及反渗透装置的清洗用水。
b．设计参数设计流量10m3/h
停留时间2h
有效容积20m3
c．工程内容回用水池一座砼结构内壁防腐
d．设备回用水泵1台
（Q=20m3/h,H=40m,N=5.5kw）
16污泥池
a．功能作用存储絮凝沉淀污泥，浓缩污泥。
b．设计参数有效容积60m³
c．工程内容污泥池一座
d．设备污泥泵1台
（Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw）
搅拌机1台
17.压滤机
a．功能对污泥进行减容处理。
b．设备XYZ1000-U（自动拉板型）
18．压滤污泥堆置场
a．功能作为压滤机出泥存储场所。
b．设计参数40㎡
c．工程内容污泥堆置场一座
污水处理站公用设施
1.设备和压滤间综合房
a．功能：
放置项目污水处理系统部分设备，及控制系统
c．设备：
设备间：
加药装置6套（V=2m3）
电控设备一套
反渗透设备间
砂滤罐1套
活性碳吸附装置1套
反渗透装置1套
污泥压滤间：
带式压滤机一台XYZ1000-U（自动拉板型）
（详细见主要设备表、标准构筑物汇总表、储罐、槽体、反应器汇总表）
六、电气仪表设计
1、电气设计
本工程属一般给水排水工程，电源负荷等级为三级，电压380V/220V，三相五线制，照明灯具电压220V。
电器元件采用施奈德公司产品。
2、仪表设计
仪表系统按照满足工艺检测要求，安全可靠性高，操作简便的原则进行选型。
1）液位仪表
在废水调节、安装液位计，其作用根据调节槽的水位自动开停化工泵，二是传输高、低报警信号给电控柜设置的高位和低位报警装置。
2）在线PH监测仪
在反应槽、清水槽中安装pH仪，通过pH值自动控制计量泵的加药量，和阀门的开关。
在电控柜上对应每个pH电极，分别设置对应的转换、控制和显示仪器。
七、技术特点
（1）采用简单、成熟、可靠的工艺，在保证污水处理达标排放的前提下，使工程设计做到安全适用、经济合理、技术先进，把投资降低到最低；
（2）充分利用技术设计的优势，使废水处理设施占地少，并使之与周围环境相协调；
（3）节约能耗，降低成本，充分发挥项目的社会、经济和环境效益；
（4）废水处理站维修容易、施工方便、工期短
八、平面布置、施工原则
1废水流程避免迂回，尽量使用重力自流，节约能源。
2动力设备尽量靠近服务单元，以减少动力损失。
3分区明确，操作方便。
4各单元尽量集中布置，减少管道交叉。
九、运行成本核算
1、能耗（电费按市价0.7元/KW·h计）
主要设备装机功率表单位KW
一类废水
序号
设备位置
设备名称
规格参数
数量
小计
备注
1
调节池
自吸化工泵
Q=25m3/h,H=7m,N=1.1kw
2
2.2
2
液位计
1
3
侧壁推流器
TL-400N=3.0KW
4
12
4
中和槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
2.2
5
pH计
PC-3050N=0.3kw
1
0.3
6
絮凝槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
2.2
7
助凝槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
2.2
8
沉淀槽
化工污泥自吸泵
Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw
1
0.75
9
中间水池
压力泵
Q=40m3/h,H=40m,N=5.5kw
2
11
10
液位计
1
11
污泥池
化工污泥自吸泵
Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw
2
1.5
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
2.2
12
回用水池
回用水泵
Q=20m3/h,H=40m,N=5.5kw
1
5.5
13
设备间
反渗透系统设备间
砂滤罐成套设备
φ1.5m×2.5m
1
14
活性碳吸附成套设备
φ1.5m×2.5m
1
15
精密过滤器
φ0.5m×1.0m
1
16
反渗透系统成套设备
Q=40m3/hN=10.0KW
1
4.0
17
压滤机房
压滤机
XYZ1000-U（自动拉板型）N=3.0KW
1
3.0
18
加药设备间
酸投加装置
V=4m3N=0.75KW
1
0.75
19
碱投加装置
V=2m3N=0.75KW
1
0.75
20
絮凝剂投加装置
V=2m3N=0.75KW
1
0.75
21
助凝剂投加装置
V=2m3N=0.75KW
1
0.75
合计
52.05
控制系统
1
设备间
一类废水处理控制系统
PLC中央控制系统+外场控制系统
1
总计
52.05
单位废水处理能耗成本为：
52.05×24×0.7÷960=0.91元/吨
2、药耗
药剂名称
CaO
PAC
PAM
H2SO4
药剂投加量
15m³
0.4-0.8吨
0.016-0.046吨
0-0.004吨
药剂单价
200元/m³
3000元/吨
30000元/吨
500元/吨
药剂费用
3000元/d
1200-2400元/d
500-1400元/d
0-2元/天
单位废水处理药剂成本为：
（3000+1200+500+0）÷960=4.9元/吨
（3000+2400+1400+2）÷960=7.09元/吨
根据业主提供水质范围，测算药剂成本范围为4.9—7.09元/吨。
3、人员配备
人员配置共4人。
操作工每人每人月工资（包括养老等福利费用）按1200.00元单位废水处理人工费：
0.16元/吨。
4、运行总费用（单位：
元/T•d）
序号
项目
费用
1
能耗
0.91
2
药剂费用
4.9-7.09
3
人工费
0.16
4
合计
5.97—8.16
综上所述：
污水处理吨水运行成本5.97—8.16元/吨水。
十、废水处理主要设施及主要设备表
1、标准构筑物汇总表
标准构筑物汇总表
序号
名称
规格
数量
备注
一类废水
1
调节池
480m³
1
钢砼结构，PSQ内防腐，内设泥斗
2
中间水池
120m³
1
钢砼结构，PSQ内防腐，内设泥斗
3
污泥池
60m³
1
钢砼结构，PSQ内防腐，内设泥斗
4
污泥存储场
40㎡
1
地面防腐防水设施
污水处理站共用设施综合用房
1
压滤机房
5×8
1
砖混结构
2
反渗透设备间
5×8
1
砖混结构
3
加药设备间
5×4
1
砖混结构
4
配电间
5×4
1
砖混结构
5
控制间
5×4
1
砖混结构
注：
此表内容由供方负责相应设计，由需方自行完成修建
2、储罐、槽体、反应器汇总表
储罐、槽体、反应器汇总表
序号
名称
规格
数量
备注
一类废水
1
中和槽
V=20㎡
1
碳钢外壳，内衬PSQ内防腐
2
絮凝槽
V=15㎡
1
碳钢外壳，内衬防腐
3
助凝槽
V=8㎡
1
碳钢外壳，内衬防腐
4
沉淀槽
V=60㎡
1
碳钢外壳，内衬防腐
5
回用水槽
V=20㎡
1
碳钢外壳，内衬防腐
注：
此表内容由供方负责相应设计、生产或采购、安装及调试
3、主要设备表
主要设备表
一类废水
序号
设备位置
设备名称
规格参数
数量
备注
1
调节池
自吸化工泵
Q=25m3/h,H=7m,N=1.1kw
2
（耐酸泵）
2
液位计
1
3
侧壁推流器
TL-400N=3.0KW
4
4
中和槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
衬氟防腐
5
pH计
PC-3050
1
6
絮凝槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
衬氟防腐
7
助凝槽
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
衬氟防腐
8
沉淀槽
化工污泥自吸泵
Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw
1
氟塑料泵
9
中间水池
压力泵
Q=30m3/h,H=40m,N=5.5kw
2
10
液位计
1
11
污泥池
化工污泥自吸泵
Q=8m3/h,H=7m,N=0.75kw
2
氟塑料泵
12
桨叶式搅拌机
Φ1500，r=50r/min,N=2.2kw
1
衬氟防腐
13
回用水池
回用水泵
Q=20m3/h,H=40m,N=5.5kw
1
14
设备间
反渗透系统设备间
砂滤罐成套设备
φ1.5m×2.5m
1
碳钢内壁防腐
15
活性碳吸附成套设备
φ1.5m×2.5m
1
碳钢内壁防腐
16
精密过滤器
φ0.5m×1.0m
1
17
反渗透系统成套设备
Q=20m3/h,N=4.0KW
1
配套高压泵为格兰富水泵
18
压滤机
压滤机
XYZ1000-U（自动拉板型）N=3.0KW
1
19
加药设备间
酸投加装置
V=4m3N=0.75KW
1
计量泵投加
20
碱投加装置
V=2m3N=0.75KW
1
计量泵投加
21
絮凝剂投加装置
V=2m3N=0.75KW
1
计量泵投加
22
助凝剂投加装置
1
计量泵投加
控制系统
1
设备间
一类废水处理控制系统
PLC中央控制系统+外场控制系统
1
注：
此表内容由供方负责相应设计、生产或采购、安装及调试
十一、主要设备性能说明
1、反渗透系统成套设备
美国陶氏化学公司是世界上唯一一家同时拥有膜和离子交换树脂两大类分离技术和产品的公司，膜产品注册商标为FILMTEC™，离子交换树脂注册商标为DOWEXTM、MARATHONTM、UPCORETM和MONOSPHERETM，由陶氏化学水处理事业部负责，采用陶氏水处理产品，用户可实现“以最低的成本，获得最高的产水品质”。
自从陶氏FilmTec公司在世界上首先发明实用性的复合膜以来，膜及其应用技术就得到了前所未有的发展，许多领域的开拓及其规模化应用均是从使用陶氏膜元件开始的，FILMTECTM品牌的反渗透和纳滤膜产品被公认为性能更高、更一致且更稳定的分离膜著名品牌，市场占有率世界第一。
产品系列涵盖了家用元件到海水淡化及新型纳滤元件，经用户长期使用证明，寿命长，性能稳定，不易污染，清洗恢复性好，它仅在美国生产并最早通过了严格的ISO9000质量体系认证。
2、化工泵
上海连成制泵有限公司。
该公司系专业生产各种泵类产品的大型民营企业，产品品种繁多，规格齐全，是中国泵业协会和全国水泵联销体两大组织的成员企业，中石油与中石化物资供应网络成员单位。
公司集科研、开发、生产、销售、服务于一体，产品经上海市机电产品质量检测中心检测，达到标准要求，公司已通过ISO9001:
2000国际质量认证体系，并多次荣获国家、省市新产品奖、质量信得过企业。
化工泵不但具有效率高，过流能力强，密封技术先进，可靠性强，使用寿命长等特点，全自动控制和节省泵站土建造价等优点。
在排送大固体颗粒及纤维物方面更具特色。
工作条件
◆介质温度不超过60℃，介质密度不大于1.3g/ml。
◆介质的PH值为4-10。
◆无内自循环冷却系统的泵，电机部分露出液面不超过1/2。
◆从电机端向泵端看，电机为顺时针方向旋转。
结构说明及性能参数
◆接线腔内的漏头检测探头，可以对接线腔内的泄漏发出报警信号，控制系统对泵实施保护。
◆冷却系统：
隔套式自循环冷却系统对电机定子进行冷却，改善电机的工作环境。
◆电机定子采用F级绝缘，每相均装有热过载保护元件。
◆电机转子经过严格的动平衡检测，使泵运转更加平稳。
◆轴承：
选用进口高质量一次性润滑轴承，保证泵长期连续运行。
◆密封：
双端面机械密封，长期处于油室内运行，有可靠和牢固的密封性，最大程度的克服磨损和振动。
◆油室：
润滑并冷却密封及轴承，在电机与所抽送液体间起到隔离作用。
◆叶轮：
采用大流道计的单、双流道叶轮，抗堵塞，效率高。
经过严格的动静平衡检测，提高运行的可靠性，减少振动，降低噪音。
◆泵壳：
采用优秀水力模型设计，确保泵的高效率和最小磨损及进行无堵塞运行，在入口处配有可更换的密封环。
3、螺杆泵
G型单螺杆泵在发达国家已广泛使用，由于其优良的性能，近年来在国内的应用范围也在迅速扩大。
它的最大特点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小、自吸能力高，这是其它任何泵种所不能替代的。
如：
德、英、法、日本等国生产的单螺杆泵及国内同行业的产品，作了分析与研究，博众取长，对产品进行不断的改革创新。
目前上海艾尔泵阀制造公司的产品已自成一体系，压力为0.6-1.2MPa,可满足广大用户对单螺杆泵的不同需求。
材质：
铸铁、不锈钢。
产品特点
◆可输送高浓度高粘度＜10000PaS及含有颗粒的悬浮浆液。
◆输送液流稳定，无过流、脉动及搅拌、剪切浆液现象。
◆排出压力与转速无关，低流量也可保持高的排出压力。
◆流量与转速成正比，通过变速机构或高速电机可实现流量调节。
◆自吸能力强，液体流向由泵的旋转方向来改变，适用于管道需反、正向冲洗的场合。
◆运转平稳、振动、噪声小。
4、压滤机
该机采用机、电、
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