株洲时代集团印刷电路板设计方案.docx

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株洲时代集团印刷电路板设计方案

株洲时代集团印制电路技术有限责任公司废水处理工程

方案设计

湖南三合环保科技发展有限公司

二○○五年四月

目录

1.概述

2.方案设计依据

3.设计范围

4.方案设计原则

5.方案设计

6.投资估算

7.运行费用估算

8.效益分析

1.概述

株洲时代集团位于株洲市石峰区田心工业园内，以生产列车产品为主。

其中印制电路技术有限责任公司是集团下属分公司之一，主要生产（规格或电路板的某些参数）电路板，其生产工艺为一般PCB生产工艺，产生的废水包括：

主要含络合废水和非络合废水两大类，工厂目前运行的废水处理设备为西安西仪设备厂所制，其设备因年限已久，运行不太稳定，而且铜离子排放严重超标，其排水经分流分质处理，排水水量为10-15m3/小时，日处理能力为300m3/天（按20小时工作日计算）。

目前新增的部分包括：

水量由原有的10-15m3/小时增至60m3/小时，总排放量增至1200m3/天，工厂要求留有一定的余量。

据估算，电镀废水排放量达7万米3/月（每月工作日30天，三班制），生产废水亦分质排放。

针对该厂现有的处理设备及新增水量，其废水处理主要存在以下问题：

（1）设施处理能力不能满足现有生产及发展的要求；

（2）处理效果不理想，排水中离子超标，出水水质不稳定；（3）投药为干投，药耗量大，且混合反应效果差；（4）运行管理手段落后，没有计量设施，仅凭操作工人的经验操作，既劳动强度大，又难以保证运行效果；（5）污泥没有有效处置。

为保护环境，确保厂区污水排放达到国家标准，实现污水资源化，工厂领导决定对现有印制电路板废水处理设施进行改造扩建。

2.方案设计依据

2.1国家现行有关设计规范、规定和标准；

2.2工厂提供的基础资料和要求。

3.方案设计范围

本电镀废水处理站改扩建工程

4.方案设计原则

4.1严格遵守国家工程建设和环境保护的有关法令、法规和标准；

4.2根据废水水质、水量及其变化幅度，处理后水质要求及地区特点，经技术经济比较后，选用工艺先进、经济适用、稳定运行可靠的处理工艺，废水处理后回用；

4.3正确处理集中与分散、远期与近期，新建与原有、治理与回用等关系，确保能治理污染，保护环境，实现污水资源化，合理控制工程造价。

4.4对污泥进行有效处置，防止二次污染。

4.5采用现代化技术手段，提高废水处理的科学管理水平。

5.方案设计

5.1设计规模

5.1.1废水排放量统计

根据工厂常规电镀工艺的基础资料，制造部电镀废水排放量统计见表

表1电镀废水排放量统计（按常规电镀工艺取值）

工序

工作时间（h）

酸碱废水（m3/h）

含铬废水（m3/h）

其他用水（m3/h）

合计（m3/h）

备注

镀锌

24

42

3

5

50

其他用水为整流器冷却用水等

镀铜

8

3.5

1.5

5

镀镍

24

20

1

5

26

滚发黑线

10

12

12

含油废水

合计

65.5

5.5

22

94

此外还包含有含铜（30~60）、铅、锡等废水离子，具体参数具体行业有所不同

5.1.2设计规模

根据生产废水排放特点，拟对酸碱废水和其他废水合并处理，含重金属离子废水和发黑废水分质处理。

处理规模如下：

（1）酸碱废水和其他废水：

Q=76m3/h，三班制；

（2）重金属离子废水：

Q=5.5m3/h，三班制；

（3）发黑废水：

Q=12m3/h，三班制。

5.2设计进出水水质

根据工厂提供的基础资料和出水水质要求，设计进出水水质见表2。

表2设计进出水水质单位：

mg/L

pH

SS

Zn2+

Cr6+

总铬

Ni2+

石油类

进水水质

4～6

200～300

30～40

15～30

25～50

20～25

出水水质

6～9

70

2

0.5

1.5

1.0

10

Cu2+出水浓度在0.5以下

5.3处理工艺

（1）重金属离子废水

电镀废水作为一种典型的工业废水，其处理工艺较为成熟。

主要方法有化学法，离子交换法和电解法。

离子交换法：

主要优点是管理得当能回收水和重金属离子，但工艺复杂，操作管理要求高，基建投资大，酸碱再生剂耗量大，再生困难，受到离子种类和浓度的限制，并且只能处理单一镀种的废水。

电解法：

主要优点是工艺简单，操作方便，技术水平要求一般，但只能处理铬离子浓度≤50mg/L的含铬废水，电耗量大，钢材耗量大，每处理1kgCr6+需消耗4-4.5kg的钢板。

化学法适用范围广，工艺成熟，操作简单，处理效果稳定可靠，不受离子种类和浓度的限制,对电镀废水的水量、水质变化适应性好,但调药时的劳动强度较大。

由于该厂排放的废水为含铜、锌、铬、镍等重金属离子混合废水，根据电镀工艺、排水条件、出水要求等，本设计拟采用化学法处理。

污泥根据《机械工厂环境保护设计规范》的规定，进行无害化处理。

（2）发黑废水

发黑工序产生的含油废水中，油份的存在状态有三种：

浮油、分散油和乳化油。

浮油、分散油一般采用物理法处理后即可达排放，而乳化油需先破乳后除油，即采用物理化学法处理才能达标排放。

（3）酸碱废水

生产过程中的用酸为盐酸（HCl或硫酸），产生的废水拟用碱中

和处理。

5.4处理工艺

处理工艺流程为：

药碱压缩空气蒸汽

重金属→调节池→泵→重金属离子处理机→集泥池→泵→污泥转化器→压滤机→泥饼外运

离子废水污泥滤清液

泥

酸碱废水→调节池→泵→混合器→反应沉淀池→水

反冲洗废水

发黑废水→隔油调节池→泵→化学除油器→集水池→泵→过滤→清水池→回用

油

5.5处理建构筑物及设备

5.5.1重金属离子废水处理系统

（1）调节池：

1座，有效容积V=72m3，新建，钢筋砼结构，耐酸瓷砖贴面防腐。

设2台IH型化工离心泵，一用一备，Q=3.5～7.1m3/h，H=18～17.1m，N=1.5kW。

配置引水筒2套。

（2）重金属离子废水处理机：

1台，处理能力Q=6m3/h。

该设备为集反应、固液分离于一体的连续式处理装置，采用组合式滴流快速反应装置和固定悬浮层澄清专利技术，反应效果好，重金属离子去除率高，处理效果稳定。

（3）集泥池：

1座，V=20m3，新建，钢筋砼结构。

内设2台潜污排泥泵，一用一备，Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW。

（4）污泥转化器：

2台，V=10m3。

该装置具有污泥浓缩和转化的功能。

采用蒸汽为热媒、压缩空气为搅拌动力。

（5）污泥变量泵：

2台，一用一备，Q=4.5m3/h，P=0.6MPaN=1.5kW。

（6）压滤机：

采用油压式板框压滤机1台，过滤面积30m2，过滤压力0.1～0.4MPa，N=2.2kW。

进料含水率95～98%，出料含水率60～70%。

污泥滤清夜进入调节池。

（7）贮泥斗：

1个，有效容积V=3.0m3。

5.5.2酸碱废水处理系统

（1）调节池：

1座，有效容积V=288m3，钢筋砼结构，耐酸瓷砖贴面防腐。

设2台IH型化工离心泵，一用一备，Q=60～120m3/h，H=20～15m，N=7.5kW。

配置引水筒2套。

（2）混合器：

2套，Q=75～100m3/h。

该装置根据静态混合器原理设计，利用在管道内设置多节固定式混合元件，使水产生分流、同时又有交叉及旋涡反向旋转以达到混合效果。

具有混合时间短、扩散效果好、结构简单、安装方便等优点。

（3）反应沉淀池：

1座，有效容积V=152m3，水力停留时间2h，有效水深2米，新建，钢筋砼结构，耐酸瓷砖贴面防腐。

设排泥装置1套，N=1.5kW。

5.5.3发黑废水

（1）隔油调节池：

1座，有效容积V=60m3，新建，钢筋砼结构。

设2台潜污泵，一用一备，Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW,带耦合装置。

集油器1套，N=1.5kW。

（2）化学除油器：

1台，Q=12m3/h，内设混合、反应和油水分离装置。

5.5.4集水池：

1座，有效容积V=90m3，新建，钢筋砼结构。

设2台潜污泵，一用一备，Q=65～120m3/h，H=15～10m，N=5.5kW，带耦合装置。

5.5.5过滤：

选用2台过滤设备，Q=100m3/h，该装置采用人工均粒滤料，具有纳污能力大，滤后水质好、水头损失增长缓慢的特点。

自带反冲洗水箱。

5.5.6清水池：

1座，有效容积V=500m3，新建，钢筋砼结构。

内设潜水泵2台，一用一备，Q=100m3/h，H=23m，N=15kW，带耦合装置。

5.5.7辅助设施

（1）机器间：

1座，新建，建筑面积90m2，尺寸：

长×宽=15×6m。

布置重金属离子废水处理机、重金属离子废水和酸碱废水提升泵，溶药投药设备、药剂堆放等。

溶药投药设备3套，V＝1.5m3，N＝1.5KW。

（2）综合用房：

1座，新建，建筑面积108m2，尺寸：

长×宽=18×6m。

内设污泥脱水系统，包括污泥变量泵和压滤机。

技术参数见4.5.1有关内容。

配电间、中央控制室和值班室。

5.5.8主要建构筑物见表4,设备见表5。

表4主要建筑物一览表

序号

名称

技术规格

单位

数量

备注

1

重金属离子废水处理系统

1.1

调节池

V=60m3

座

1

耐酸瓷砖贴面防腐

1.2

集泥池

V=20m3

座

1

2

酸碱废水处理系统

座

1

2.1

调节池

V=288m3

座

1

耐酸瓷砖贴面防腐

2.2

反应沉淀池

V=152m3

座

1

耐酸瓷砖贴面防腐

3

发黑废水处理系统

3.1

隔油调节池

V=72m3

座

1

4

集水池

V=90m3

座

1

5

清水池

V=500m3

座

1

6

机器间

建筑面积90m2

座

1

7

综合用房

建筑面积108m2

座

1

表5主要设备一览表

序号

名称

技术规格

单位

数量

生产厂家

备注

1

重金属离子废水处理系统

1.1

IH型化工离心泵

Q=3.5～7.1m3/h，H=18～17.1m，N=1.5kW

台

2

长沙水泵厂

一用一备

1.2

引水筒

套

2

江苏绿宙环保设备厂

1.3

重金属离子废水处理机

Q=6m3/h

台

1

醴陵环保设备厂

1.4

潜污排泥泵

Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW

台

2

上海连成泵业制造公司

一用一备

1.5

污泥转化器

V=10m3

台

2

醴陵环保设备厂

1.6

污泥变量泵

Q=4.5m3/h,P=0.6MPaN=1.5kW

台

2

耐弛兰州泵业有限公司

一用一备，

1.7

油压式板框压滤机

过滤面积30m2，过滤压力0.1～0.4MPa，N=2.2kW

台

1

湘潭轻工机械厂

1.8

贮泥斗

V=3.0m3

个

1

自制

2

酸碱废水处理系统

2.1

IH型化工离心泵，

Q=60～120m3/h，H=20～15m，N=7.5kW

台

2

长沙水泵厂

一用一备

2.2

引水筒

套

2

江苏绿宙环保设备厂

2.3

混合器

Q=75～100m3/h

套

2

醴陵环保设备厂

2.4

排泥装置

N=1.5kW

套

1

江苏绿宙环保设备厂

3

发黑废水处理系统

3.1

潜污泵

Q=15m3/h，H=15m，N=1.5kW

台

2

上海连成泵业制造公司

一用一备带耦合装置

3.2

集油器

N=1.5kW

套

1

醴陵环保设备厂

3.3

化学除油器

Q=12m3/h

台

1

长沙旺和环保实业有限公司

4

潜污泵

Q=65～120m3/h，H=15～10m，N=5.5kW

台

2

上海连成泵业制造公司

一用一备带耦合装置

5

过滤设备

Q=100m3/h

台

2

长沙旺和环保实业有限公司

6

潜水泵

Q=100m3/h，H=23m，N=15kW

台

2

上海连成泵业制造公司

一用一备带耦合装置

7

溶药投药设备

V＝1.5m3，N＝1.5KW

套

3

长沙旺和环保实业有限公司

8

自动控制系统

8.1

重金属离子废水处理系统

PH在线控制仪

电极CPS11-1BA4GFC测量范围pH0～14±0.01pH，玻璃管长度225mm带螺纹连接

套

1

Endress+Hauser公司

支架CPA440-11B连接头PVC/DN25，电极安装Pg13.5，电极杆长度225mm，电极杆直径12mm

变送器CPM152-A1B0A10B供电电源220V50Hz，PH信号输出0～20mA

ORP在线控制仪

电极CPS12-0PA4GSA测量范围-2000～2000mV测量值分辨率1mV，金属电极Ag/AgCl，电极零点E0=7.0，最小电导率≥50uS/cm玻璃管长度225mm带螺纹连接

套

1

Endress+Hauser公司

支架CPA440-11B连接头PVC/DN25，电极安装Pg13.5，电极杆长度225mm，电极杆直径12mm

变送器CPM152-A1B0A10B供电电源220V50Hz，ORP信号输出0～20mA

泥位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

3

Endress+Hauser公司

液位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

1

Endress+Hauser公司

压力在线控制仪

PMC41-RE11H2J11M1测量范围：

0～0.6MPa，信号输出：

4～20mADC（隔离型、电流输出），信号输出范围：

测量范围的0～100％（零值和终值），供电电源：

24VDC±10％，防护等级：

IP66

套

2

由电容式陶瓷传感部分和智能化测量、显示变送部分组成

流量在线控制仪

电磁流量计PROMAG50W测量范围：

0～12m3/h防护等级：

IP68

套

1

Endress+Hauser公司

8.2

酸碱废水处理系统

PH在线控制仪

电极CPS11-1BA4GFC测量范围pH0～14±0.01pH，玻璃管长度225mm带螺纹连接

套

1

Endress+Hauser公司

支架CPA440-11B连接头PVC/DN25，电极安装Pg13.5，电极杆长度225mm，电极杆直径12mm

变送器CPM152-A1B0A10B供电电源220V50Hz，PH信号输出0～20mA

泥位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

1

Endress+Hauser公司

液位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

1

Endress+Hauser公司

流量在线控制仪

电磁流量计PROMAG50W测量范围：

0～130m3/h防护等级：

IP68

套

1

Endress+Hauser公司

8.3

发黑废水处理系统

液位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

2

Endress+Hauser公司

流量在线控制仪

电磁流量计PROMAG50W测量范围：

0～20m3/h防护等级：

IP68

套

1

Endress+Hauser公司

8.4

集水池

液位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

1

Endress+Hauser公司

流量在线控制仪

电磁流量计PROMAG50W测量范围：

0～200m3/h防护等级：

IP68

套

1

Endress+Hauser公司

8.5

清水池

液位在线控制仪

超声波传感器FDU80-RG1A测量范围0～5m，盲区≤0.5m，分辨率：

1mm，防护等级：

IP68（全天候防水型）

套

1

Endress+Hauser公司

流量在线控制仪

电磁流量计PROMAG50W测量范围：

0～200m3/h防护等级：

IP68

套

1

Endress+Hauser公司

8.6

液（泥）位测量

传感器支架横杆919790-0001不锈钢

套

10

Endress+Hauser公司

传感器支架支座919792-0001不锈钢

套

10

Endress+Hauser公司

传感器保护伞919793-0000不锈钢

套

10

Endress+Hauser公司

液（泥）位变送器FMU860-R1A2A4测量范围：

0～5m，测量精度：

±0.5％，信号输出：

双路4～20mADC供电电源：

220V±10％，50Hz±5％防护等级：

IP6

套

10

Endress+Hauser公司

变送器保护外壳919567-0001不锈钢

套

10

Endress+Hauser公司

安装支架CYH101-A

套

10

Endress+Hauser公司

8.7

流量指示传送

电磁流量测量变送器测量范围：

0～240m3/h，测量值分辨率：

0.5％，信号输出：

瞬时流量4～20mADC（全隔离型、电流输出）、脉冲信号输出作为累积的信号传送。

低流量切除：

按大流量的0～9.9％（连续可调），供电电源：

220V±10％，50Hz±5％防护等级：

IP67。

安装支架及配件。

套

5

Endress+Hauser公司

8.8

控制室控制与显示系统

计算机数据采控系统SIEMENSSIMATICPLC系列产品

套

3

计算机主机美国COMPAQ

台

1

打印机HPLaserjet6L

台

1

5.6处理效果

通过上述措施，预期出水水质可达到GB9878-1996的第一类污染物标准和第二类污染物的一级标准，可回用于生产。

5.7总图、公用系统

5.7.1总图

电镀废水处理站拟在原有废水处理站的基础上改造扩建。

用地面积1500m2，建构筑物占地面积662.98m2，在建构筑物周围布置道路，宽度2.5～4.0m，道路面积360m2，利用空地进行绿化，新增绿化面积180m2，废水处理站绿地率12.87%。

总平面布置和技术经济。

5.7.2给水排水

废水处理站日用水量约4m3，拟从镀锌车间接入。

5.7.3电气

本工程装机容量为73kW，配电电压为380/220伏，并采用TN-S制，配电系统为放射与树干相结合形式。

电源从镀锌车间引入。

5.7.4自动控制

采用中央控制室与PLC分站相结合的方式。

中央控制室设计算机操作、显示系统一套，显示系统采用CRT显示系统，实现工艺的在线检测和科学管理，显示工艺设备的运行、停止、故障及报警和电气参数。

在线控制工艺参数有：

pH、流量、压力、液位、泥位、ORP等。

5.8定员

3人，工作班制为三班制。

6投资估算及资金筹措

6.1投资估算

6.1.1固定资产投资估算

（1）建筑工程

一般土建：

根据湖南省工程造价情况，结合本项目情况按单位造价估算土建工程造价。

拆除现有建构筑物及绿化费用不计入投资估算，由公司统一安排。

公用工程：

根据有关概算指标与积累资料结合本项目具体情况进行估算。

（2）设备及安装工程

工艺设备原价根据最近询价估算。

设备运杂费按设备原价的6%计取。

设备安装费、基础费按照概算指标计取。

6.1.2其他费用

根据国家、湖南省有关部门的规定进行估算。

经计算，本项目固定资产投资总额303.55万元。

其中建筑工程费103.7万元，设备购置费181.02万元，设备安装费18.83万元，其他费用33.82万元。

项目总投资337.37万元。

建设投资估算详见表6。

6.2资金筹措

本项目固定资产投资总额337.37万元，全部自筹。

表6固定资产投资估算表单位：

万元

序号

工程或费用名称

估算价值

新建建筑面积（m2）

备注

建筑

工程

设备

购置

安装

工程

合计

一

工程费用

1

重金属离子废水处理系统

9.76

49.67

5.51

64.94

1.1

调节池

5.06

5.06

耐酸瓷砖贴面防腐

1.2

化工离心泵

0.10

2.12

0.21

2.43

1.3

引水筒

0.10

1.06

0.11

1.27

1.4

重金属离子废水处理机

16.96

1.70

18.66

1.5

集泥池

2.20

2.20

1.6

潜污排泥泵

0.10

1.06

0.11

1.27

1.7

污泥转化器

1.60

10.6

1.59

13.79

1.8

污泥变量泵

0.10

7.42

0.74

8.26

1.9

压滤机

0.5

7.95

0.80

9.25

1.10

贮泥斗

2.5

0.25

2.75

2

酸碱废水处理系统

26.9

16.64

1.67

45.21

2.1

调节池

10.94

10.94

2.2

化工离心泵

0.15

5.30

0.53

5.98

2.3

引水筒

0.10

1.59

0.16

1.85

2.4

混合器

1.27

0.13

1.40

2.5

反应沉淀池

15.71

15.71

耐酸瓷砖贴面防腐

2.6

排泥装置

8.48

0.85

9.33

含轨道

3

发黑废水处理系统

6.61

13.57

1.36

21.54

3.1