湖南娄底三一重工改造方案终极.docx

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湖南娄底三一重工改造方案终极

娄底市中兴液压件有限公司

含铬废水与铬酸雾处理改造工程

设

计

方

案

湖南上善环保科技有限公司

二O一四年四月

第一章项目背景

1.1项目背景

　　三一重工股份有限公司由三一集团投资创建于1994年。

自公司成立以来，三一重工以年均50%以上速度增长。

2012年，公司实现营业收入468.31亿元，净利润56.86亿元。

2011年7月，三一重工以215.84亿美元的市值，入围FT全球500强，为唯一上榜的中国机械企业。

　　三一重工主要从事工程机械的研发、制造、销售，是中国最大、全球第五的工程机械制造商。

三一重工产品包括混凝土机械、挖掘机、汽车起重机、履带起重机、桩工机械、筑路机械，主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、履带起重机、汽车起重机、旋挖钻机、压路机、摊铺机、平地机等。

目前，三一混凝土机械、挖掘机、履带起重机、旋挖钻机已成为国内第一品牌，混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位，泵车产量居世界首位。

娄底市中兴液压件有限公司是三一重工在娄底的分公司，公司现有污水处理站的设备已基本上损坏，目前无法正常运行，为完善污水处理工程的设备与处理效果，2014年湖南娄底三一重工有限公司委托我司对该污水处理工程进行改造。

根据业主提供资料及要求，我公司本着保证处理效果的前提下，最大效率限度地考虑处理成本和投资效益的原则，设计了本方案。

第二章污水处理站运行现状

2.1原污水站建设及水质标准

湖南中兴液压件有限公司，设计每天污水处理含鉻废水量为100m3，原污水处理站处理后的污水是能达到《电镀废水排放标准》标准规定的各项指标，但现在由于设备的腐蚀与损坏导致现在无法处理达标，特别是铬泥的处理现在十分困难。

为了保证污水系统正常运行必须进行改造。

2.2污水站处理工艺

2.1.1原污水处理工艺流程

污水处理采用化学反应+竖流沉淀+过滤工艺，该工艺能理论上是能够将污水中的六价铬降到国家标准限值内，但原设计中存在一些缺陷，操作很不稳定导致设备腐蚀严重。

具体见下图

图2-1原工艺流程图

2.1.2原废水各处理单元工艺参数

表1污水处理站现有处理单元参数

序号

名称

结构形式

单位

数量

备注

1

集水池

钢混结构

座

2

地埋式

2

沉淀池

钢质结构

座

1

地上式

3

污泥浓缩池

钢质结构

座

1

地上式

4

过滤器

钢质结构

座

1

地上式

5

加药槽

塑料结构

座

3

地上式

6

污水处理房

钢架结构

座

1

地上式

7

事故池

钢混结构

座

1

地埋式

2.1.3原铬酸雾废气处理工艺流程

2.2实际运行情况及存在的问题

污水处理站经过几年运行出现以下几点问题：

1.污水处理系统加药是在管道中加药反应，反应时间太短；

2.沉淀池负荷太大，出水效果浑浊；

3.污水处理系统出水pH值无法稳定正常，设备腐蚀严重；

4.污水处理系统整体管道繁多，无明显管道走向标志；

5.各种钢质设备因污水pH值无法稳定正常导致内壁出现严重腐蚀情况；

6.污水处理站经过多年运行设备出现损坏。

铬酸雾废气处理经过几年运行出现以下几点问题：

1.原工艺PP管道已出现氧化与损坏；

2.原工艺处理系统设计引风量太小导致导致厂房内还有剩余铬酸雾；

3.原工艺采用过滤工艺只能对油物处理，无法去除铬酸雾，且过滤器被油物堵塞严重，目前该系统已经基本没有处理效果。

第三章污水水量、水质及处理要求

3.1污水水量水质

本次改造工程设计进水水量100m3/d，运行时间10/h,每小时处理水量为10m3/h进水水质如下表：

表1污水进水水质单位：

mg/L

项目

六价铬

COD

SS

pH

浓度

150

140

200

4～6.5

3.2污水处理要求

本着保护生态环境、废水资源利用的原则，根据《电镀废水排放标准》，污水处理站处理污水水质必须达到下表中的标准。

表2污水进水水质单位：

mg/L

项目

六价铬

COD

SS

pH

浓度

0.2

100

70

6～9

第四章改造工程措施

4.1改造原则

本次改造工程设计原则如下：

（1）根据污水处理站现有进水水质、处理规模及运行中出现的问题，推荐科学、合理、经济的污水处理站改造方式，在保证达到排放标准的前提下，尽量降低工程改造成本和运行费用，提高原有污水处理站的处理效率与稳定性，且运行管理简便。

（2）由于原污水处理站多年运行出现的问题，采用高效的措施避免该问题再次出现，保证机械设备运行正常。

（3）选用性能优良的设备，同时采用自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高污水处理站整体运行效率。

4.2工艺流程的选择

污水处理工艺流程的选择应根据处理水量、设计进出水水质、占地面积、工程投资、运行成本等多方面因素进行综合考虑。

各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。

选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，而且有利于污水处理设施的运行管理以及减少污水处理常年运行费用，保证出水水质。

根据对设计进出水水质的分析，本工程污水处理程度要求较高。

因此，对污水处理工艺的选择应十分慎重。

污水处理工艺选择应充分考虑处理水量、污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。

综合考虑各方面的因素，初步决定不变更原工艺路线，原有工艺路线比较设计合理，还是以化学反应+竖流沉淀+过滤为主体的处理工艺，该工艺具有处理效果好、投资较低、运行管理较方便、占地面积较小等优点，非常适合于处理此类废水，重点解决原系统中存在的问题。

4.3废水改造工艺流程

通过上述理论分析，确定本项目污水处理工艺流程见图4-3。

图1工艺流程图

4.4废水工艺流程概述

铬的去除原理：

本设计采用亚硫酸氢钠法处理含铬污水。

此法处理含铬污水时，需要在污水中加入一定量的亚硫酸氢钠，同时保证废水的pH值要不大于3。

此时作为强氧化剂的六价铬能将亚硫酸氢根离子氧化成硫酸根离子，而六价铬同时被还原为三价铬。

然后加碱调节pH值至7～8，形成Cr（OH）3及部分铬络合物的沉淀，此反应过程在我公司特制的反应池中进行，此反应池具有絮凝的功能，铬还原反应池出水进入竖流沉淀池沉淀，出水进入中水池再经提升泵进入过滤罐过滤作用后，出水达到排放标准排放。

竖流沉淀池污泥，经污泥螺杆泵抽入污泥储槽，由污泥输送泵打入板框压滤机压成滤饼后外卖，减少运行成本，同时滤液回流到调节池。

4.5污水处理站改造设计

4.5.1集水池（原有）

以原一级与二级集水池并联为集水池，并重做池内防腐，并利用厂内气源在池底部做爆气系统。

集水池的作用是调节水量、调节pH值、均衡水质的池体，同时也是保证污水处理站能够安全、稳定、高效运行的前预处理构筑物。

改造内容：

1、更换池内污水提升泵及液位控制器；

2、将池内墙壁重做防水防渗处理；

3、改造曝气系统；

4、增加一套加酸装置；

材料设备：

提升泵2台（一备一用）

（流量10m³/h扬程20m功率2.2kw）

超声波液位控制器1套

储酸罐1个

溶酸罐1个

溶酸给药泵1台

溶酸搅拌机1台

加药泵2台（一备一用）

（BLD10-17-0.55）

爆气系统2套

4.5.2反应器（新购）

原污水处理系统是在泵前管道加药，反应时间太短，无法充分的使六价铬转化为三价铬，加碱回调pH值与产生沉淀反应时间也较短无法满足pH值与产生铬泥要求，现采购一套反应器来充分满足药剂的反应时间。

反应器总体分为二段，前段投加亚硫酸氢钠药剂在搅拌机的搅拌下充分把六价铬转化为三价铬后自流入后段，后段投加碱药剂，在搅拌机的充分搅拌下回调pH值并产生铬泥并随水液自流入竖流沉淀池。

设计尺寸：

2.0m×3.0m×1.5m；

池体结构：

地上式钢质结构；

有效容积：

7.2m³；

停留时间：

0.45min；

数量：

一座；

材料设备：

反应池体1座

搅拌机2台

（JBJ-600-1.5）

pH在线控制仪1台

亚硫酸氢钠罐2个

碱罐2个

加药搅拌机4台

碱液加药泵2台（一备一用）

（BLD10-17-0.55）

亚硫酸氢钠液加药泵2台（一备一用）

（BLD10-17-0.55）

4.5.3竖流沉淀器（新购）

原污水处理系统采用斜板沉淀器，沉淀效率低，鉻泥在斜管中堵塞严重，且沉淀器表面负荷太大，沉淀效率差，导致出水含有微铬泥，其器内已出现腐蚀，现采用竖流沉淀器；废水水经过反应池后自流进入竖流沉淀池，竖流沉淀池采用升流式异向流斜板式，它具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点，其处理效果稳定，维护工作量也不大。

设计尺寸：

φ4500mm×3.0m；

池体结构：

地上式钢质结构；

表面负荷：

（q）：

0.7m3/（m2·h）

沉淀面积：

14m2

数量：

一座；

材料设备：

竖流沉淀池体1座

4.5.4中间水池（新购）

原处理系统并没有中间水停留池，用来检测与反冲洗过滤器，而是沉淀直接进入过滤器，长时间直接过滤会导致过滤器堵塞，出水水质差，无法达到排放标准，现在从新增加一个中间水池用来作为检测与反冲洗储水池器。

设计尺寸：

2.0m×3.0m×1.5m；

池体结构：

地上式钢质结构；

有效容积：

7.2m³；

停留时间：

0.45min；

数量：

一座；

材料设备：

中间水池体1套

过滤泵2台（一备一用）

（流量10m³/h扬程10m功率1.1kw）

支持钢架1套

4.5.5过滤系统（新购）

过滤系统主要功能，进一步去除水中残留物。

设计尺寸：

φ1200mm×2.7m；

池体结构：

地上式钢质结构；

数量：

一座。

4.5.6污泥桶（新购）

污泥桶的作用是以用来储存污泥。

设计尺寸：

1.0m×1.0m×1.5m；

池体结构：

地上式钢质结构；

有效容积：

1m³；

数量：

一座；

材料设备：

污泥桶1套

污泥泵2台（一备一用）

4.5.6板框压滤机（新购）

原有的板框压滤机腐蚀严重，处理能力达不到要求。

建议重新购买。

处理能力：

40㎡；

池体结构：

地上式结构；

材料设备：

板框压滤机1台

板框压滤机支架1套

4.5.7应急水池（新建）

做为企业在发生事故、检修等特殊情况下，暂时贮存排除废液集中水池，由于老厂这边场地不够只能将该池建在新厂区。

设计尺寸：

7.0m×6.5m×4.0m；

池体结构：

地下式钢混结构；

有效容积：

180m³；

数量：

一座；

材料设备：

提升泵2台（一备一用）

（流量10m³/h扬程20m功率2.2kw）

液位提升系统1套

电控系统1套（应急水池单独设置一套）

4.5.8事故池（原有）

应急水池在新厂区，老厂必需要设事故池，出现事故时将污水排到应急水池。

因此原有的事故池现不做改造变更，只更换其设备与管道。

池体结构：

地下式钢混结构；

数量：

一座；

材料设备：

提升泵2台（一备一用）

（流量20m³/h扬程30m功率3.5kw）

4.5.9板框压滤机（新购）

原有的板框压滤机腐蚀严重，处理能力达不到要求。

建议重新购买。

此台板框压滤机为二厂污水处理站更换所需。

处理能力：

40㎡；

池体结构：

地上式结构；

材料设备：

板框压滤机1台

板框压滤机支架1套

4.6烟气净化工程改造设计

4.6.1废气处理工艺选择

对于腐蚀性气体（如酸、碱性废气）的治理，目前多采用液体吸收法治理。

我公司根据多年来对酸、碱性废气治理的实践经验和理论总结，对贵公司的酸性废气拟采用碱性液体吸收的方法来进行处理。

4.6.2废气改造工艺流程

4.6.3废气工艺流程概述

车间废气通过引风机的动力，经集气罩收集后，通过风管进入高效填充式洗涤塔，在填料塔的上端喷头喷出吸收液均匀分布在填料上，废气经过填料层时，与填料上的吸收液进行气液两相充分接触吸收，发生中和反应。

由于填料具有机械强度大、耐腐蚀、空隙率高、表面大的特点，废气与吸收液在填料表面有较多的接触面积和反应时间，废气中易溶于水的物质几乎全被生成无害盐类和水，从而达到净化废气的目的。

净化后的气体再经除雾板脱水除雾后由风机排入大气。

净化后的气体会饱含水份，经过塔顶的除雾装置去除水份后直接排放大气中。

吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。

该方案中所采用的填充式洗涤塔，适合于连续和间歇排放废气的治理，工艺简单，管理、操作及维修方便简洁，不会对车间的生产造成任何影响；另外该设备压降较低，操作弹性大，具有很好的除雾性能，完全可应用于贵公司铬酸雾汽的治理。

4.6.4废气处理系统主要设备技术参数

1）气体管道

主管：

材质：

PP管

壁厚：

5mm

管径：

设计处理风量Q=11000m3/h=3.05m3/s，取管内风速v=12m/s,管径

Φ=

=

=0.569m。

取Φ=0.6m

则风速v=10.79m/s，在设计范围内。

支管：

材质：

PP管

壁厚：

5mm

管径：

设计处理风量Q=5500m3/h=1.53m3/s，取管内风速v=12m/s,管径

Φ=

=

=0.40m。

取Φ=0.40m

则风速v=12m/s，在设计范围内。

2）填充式洗涤塔

数量：

1套

规格：

¢2500mm×4500mm

结构：

圆形单塔体

含配件和辅件

功率：

4kw

3）离心风机

数量：

1台

处理风量：

11000m3/h

全压：

880Pa

材质：

玻璃钢

3）抽风机

数量：

1台

处理风量：

11000m3/h

全压：

880Pa

材质：

玻璃钢

4）引风机

数量：

1台

处理风量：

11000m3/h

全压：

880Pa

材质：

玻璃钢

4）排风筒

材质：

PP管

壁厚：

5mm

管径：

设计处理风量Q=11000m3/h=3.05m3/s，取管内风速v=12m/s,管径

Φ=

=

=0.569m。

取Φ=0.6m

则风速v=10.79m/s，在设计范围内。

5）水泵

数量：

1台

流量：

30m3/h

扬程：

20m

材质：

pp耐酸耐碱

6）加药机

数量：

1台

材质要求：

耐酸耐碱

7）储药罐

数量：

1个

材质：

PE

容积：

1m³

8）溶药罐

数量：

1个

材质：

PE

容积：

1m³

9）溶药搅拌机

数量：

1台

10）pH自控系统

数量：

1套

品牌：

Better

11）废液收集池

尺寸：

1×1×1.5

数量：

1

结构：

地下钢质

容积：

1.5m³

12）废液提升泵

数量：

2台（一用一备）

流量：

10m³/h

材质：

氟泵

第五章结构设计、电气设计

5.1建筑设计规范及设计依据

《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）;

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）；

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）。

5.2建筑设计

污水站改建、新建构筑物的设计首先符合工艺要求，外观整洁、明快，同时保证构筑物的稳定性。

其次施工期间注意施工安全和明文施工。

5.3电气设计规范及设计依据

污水处理工艺对设备的运行要求；

《工业与民用供电系统设计规范》（GB50052-95）；

《低压配电装置及线路设计规范》（GB50054-95）；

《通用用电设备配电设计规范》（GB50053-93）；

《工业企业照明设计规范》（GB50034-92）；

5.4电源

本次改造工程增加的用电负荷仍从原有的供电点接入。

5.5保护和控制

1、低压进线设掩饰速断及过电流保护，低压出线设速断。

2、电动机设速断，过负荷保护。

3、污水站内新增主要设备的控制采用自动控制方式，现场控制时利用配电箱上的按钮进行开关操作，自动操作时将所运行的参数输入到电控想控制器内进行开关操作。

5.6接地与防雷

1、工程采用TN-C-S制的接地保护方式，变配电所采用联合接地体，保护及避雷共用接地网，接地电阻不大于1Ω；馈线距离超过50m处的构筑物，在电缆进线处设置重复接地装置，接地电阻不大于10Ω。

2、本工程将根据当地实际气象和地质条件进行防直击雷设计。

3、0.4KV进线测设防电流浪涌保护器，减少雷电波的入侵损害。

5.7负荷计算

含铬污水处理站改造工程设备总装机容量为23.1KW，工艺运行负荷为18.8KW，日耗电量为188kw。

铬酸雾处理站改造工程设备总装机容量为18.7KW，工艺运行负荷为14.96KW，日耗电量为149.6kw。

5.8防腐措施

本污水处理主要腐蚀部位为钢质池体将其表面与池壁粉刷IPN8710-1带锈防锈涂料，以保证污水处理系统的正常使用。

第六章器械设计

本工程机械设备设计将遵循以下原则：

1、各设备的选用力求先进实用、经济合理。

确保工艺需要，土建设计要满足机械设备各方面要求。

2、机械设备均按成套装置考虑，控制箱至电设备的连接电缆等，在安全、可靠性及有效运行等方面需提供必要的附件。

3、控制方式采用控制室集中控制方式。

4、潜水方式的防护等级为IP68。

除另有规定外，其他配套电机防护等级不低于IP55。

5、考虑污水腐蚀的环境，对材料选用的原则为下水部分（含不可分割的延伸段）采用Q235钢或铸铁等材料，涂环氧煤沥青树脂漆二度，平台以上部分为Q235钢涂氧化铁红底漆及面漆。

第七章工程投资估算

7.1投资估算说明

工程投资估算内容包括污水站内设备、管道、电气及仪表等设备材料采购及安装费用，不包括设备房及处理站的土建建设和装饰费用。

7.2编制依据

1、三材价格根据最新工程造价信息及基本材料市场价格；

2、设备及安装：

设备价格为市场询价，安装费按类似工程估算。

7.3土建工程投资预算

序号

构筑物名称

数量

单价

总价

备注

1

应急水池

1

147903

147903

钢混

Ta

小计

147903

7.4废水改造工程投资预算

序号

构筑物名称

材料设备名称

选型

单位

数量

单价（元）

总价（元）

备注

1

集水池

污水提升泵

不锈钢自吸泵

台

2

5630

11260

蓝奥

超声波液位控制器

ST-M15-2

套

1

2850

2850

储酸罐

PE

个

1

2500

2500

池内墙壁重做防水防渗处理

个

2

12000

24000

爆气系统

pvc

套

2

8500

17000

溶酸罐

PE

个

1

2500

2500

溶酸给药泵

台

1

5430

5430

加酸泵

台

2

5430

10860

蓝奥

加药搅拌机

台

1

3220

3220

pH在线控制仪

台

1

2650

2650

2

反应器

反应器体

钢质

套

1

28600

28600

上善

搅拌机

非标

台

2

5600

11200

蓝奥

亚硫酸氢钠罐

PE

个

2

2850

5700

碱罐

PE

个

2

2850

5700

加药搅拌机

不锈钢

台

4

3220

12880

蓝奥

pH在线控制仪

台

1

2650

2650

亚硫酸氢钠加药泵

台

2

5430

10860

碱液加药泵

台

2

5430

10860

蓝奥

3

竖管沉淀器

竖管沉淀器体

钢质

套

1

54700

54700

上善

4

中间水池器

中水器体

钢质

套

1

28600

28600

上善

过滤泵

碳钢

台

2

5630

11260

蓝奥

pH在线控制仪

台

1

2650

2650

支持钢架

钢质

套

1

13400

13400

上善

6

过滤系统

过滤罐

钢质

台

1

26400

26400

7

污泥浓缩池

污泥桶

钢质

台

1

12840

12840

板框压滤机

台

2

46800

93600

螺杆泵

碳钢

台

1

5650

5650

蓝奥

8

应急水池

液位控制器

套

1

2850

2850

电控系统

套

1

18550

18550

污水提升泵

不锈钢自吸泵

台

2

5630

11260

9

事故池

污水提升泵

不锈钢自吸泵

台

2

5630

11260

10

辅助材料

电缆

批

1

6320

6320

管材及管件

联塑

批

1

25450

25450

电控柜

台

1

12550

12550

上善

11

原污水处理站构建物拆除与重建费用

批

1

44500

44500

Tb

小计

1～11

552560

7.5废气改造工程投资预算

序号

名称

说明

数量

单位

单价（元）

总价（元）

备注

1

填充式洗涤塔（含填充层二层，除水除雾层，喷洒头，循环池水管）

¢2000mm*4500mm材质：

PP管

1

台

85600

85600

上善

2

离心风机

材质：

玻璃钢风量：

12000m3/h

1

台

19500

19500

3

抽风机

材质：

玻璃钢风量：

12000m3/h

1

台

19500

19500

3

循环水泵

材质：

pp耐酸耐碱流量：

30m3/h扬程：

20m

1

台

7300

7300

4

加药机（含管路）

1

台

16500

16500

米顿罗

5

储药罐

材质PE1m³

1

个

2850

2850

上善

6

溶药罐

材质PE1m³

1

个

2850

2850

上善

7

溶药搅拌机

1

个

3220

3220

8

废液池体

钢质

1

个

12840

12840

9

废液提升泵

氟塑料

1

台

5630

5630

10

pH仪表及自控软件

pH仪表型号：

pH-2002

1

个

13200

13200

Better

11

管材类

¢600mm*T5mm材质：

PP管

40

m

520

20800

¢400mm*T5mm材质：

PP管

4

m

320

1280

配件

1

批

2500

2500

12

吊架，五金配件

吊架采用316不锈钢

1

项

4900

4