表面处理电镀涂装.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流一、二、三、四、 表面处理电镀涂装.精品文档.五、 概述1概况芜湖九洲表面处理有限公司是一家新成立的企业，主要为客户提供电镀/涂装的综合性表面处理的一条龙服务。生产过程中产生的废水中含有多种重金属离子，废气为铬雾和酸雾，必须加以治理，否则将污染周围的环境。该公司本着三同时的原则，在建厂的同时配套建设废水、废气的处理设施。 我们本着以处理工艺先进可靠，整体布局合理、运行管理方便，处理成本低廉为原则；废水、废气达标排放为目标，来设计该公司的废水、废气的处理方案。2设计依据及设计范围2.1设计依据（1）芜湖九洲表面处理有限公司提供的有关资料；（2）污水综合排放标准（GB8978-1996）；（3）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）；（4）有关的设计规范；（5）同类工程相关资料。3设计指导思想 （1）根据废水、废气特点，选择合理的工艺路线，做到技术可靠、结构简单、操作方便、易于维护； （2）在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用； （3）废水、废气处理配套设备选用节能优质产品，确保工程质量及投资效益。二、 废水处理工艺1水量、水质及排放标准1.1废水水量 该公司排放的废水包括：含铬离子废水3 m3/h ，含铜、镍离子废水5m3/h ，酸碱废水4m3/h，制漆、喷涂循环废水3m3/h。总处理水量为15m3/h。1.2水质及排放标准 该公司所排废水中主要含有重金属离子Cu2+、Ni2+、Cr6+，处理后排放水质要求符合污水综合排放标准（GB8978-1996）一级排放标准。处理前后的水质如表1所示。表1 处理前后的水质表序号成分处理前处理后1Cu2+（mg/l）1000.52Ni2+（mg/l）1001.03Cr6+（mg/l）500.54总铬（mg/l）501.55pH3692废水处理工艺及设计选型2.1工艺流程 根据水质的不同，将含铬离子的废水单独处理，除去铬离子后，与其它经过初步处理的废水混合，统一进行深度处理。（1）含铬离子废水的处理PAMNaOHH2SO4NaHSO3上清液排至废水深度处理系统中和池沉淀池1泵铬离子废水调节池还原池沉渣排至污泥处理系统 图1 铬离子废水处理系统 含铬离子废水处理的工艺如图1所示，废水进入调节池混匀后，用泵打入反应池，用硫酸调节废水的pH=2-3，加入亚硫酸氢钠使六价铬离子还原为三价铬离子，然后自流进入中和池，加入氢氧氧化钠，调节pH=8-9，生成Cr(OH)3沉淀，同时加入PAM，使沉淀物发生絮凝作用进入斜管沉淀池，上清液排至废水深度处理系统，沉渣排至污泥处理系统。还原反应池和中和池均采用空气搅拌。通过pH计和氧化还原电位计（ORP）来控制自动调节还原反应池中硫酸和亚硫酸氢钠的投加量。通过pH计控制自动调节中和池中氢氧化钠的投加量。（2）酸碱及铜、镍离子废水处理PAMNaOH上清液排至废水深度处理系统沉淀池2中和反应池酸碱及铜、镍离子废水调节池泵沉渣排至污泥处理系统 图2 酸碱及铜、镍离子废水处理系统 酸碱及铜、镍离子废水的处理如图2所示，废水进入调节池混匀后，用泵打入中和池，用氢氧化钠调节废水的pH=10.5-11.5，生成Cu(OH)2和Ni(OH)2沉淀，同时加入PAM，使沉淀物发生絮凝作用进入斜管沉淀池，上清液排至废水深度处理系统，沉渣排至污泥处理系统。中和池采用空气搅拌。通过pH计控制自动调节中和池中氢氧化钠的投加量。（3）废水的深度处理系统硫酸树脂交换塔活性炭吸附塔泵汇水池（1）排水+（2）排水达标排放图3 废水的深度处理工艺流程图 废水的深度处理工艺流程如图3所示，含铬离子的废水经初步处理后和经初步处理的酸碱及铜、镍废水汇合，进入汇水池用H2SO4调pH=6-9，用泵提升至活性炭吸附塔，经过活性炭吸附处理除去废水中的有机物，进入离子交换树脂塔，经离子交换进一步除去重金属离子。确保处理后的废水达标排放。（4）污泥处理系统污泥浓缩池沉淀池1沉渣带式压滤机泵沉淀池2沉渣 污泥外售图4 污泥处理系统 污泥处理系统如图4所示，两种废水处理系统斜管沉淀池的沉渣均排入污泥浓缩池，经过浓缩后，通过污泥泵打入带式压滤机，脱水后的污泥外售，溢流水排放。2.2工艺反应原理 亚硫酸氢钠与水中的六价铬发生如下反应：2H2Cr2O7+6NaHSO3+3 H2SO4=2Cr2(SO4)3+8H2O+3Na2SO4 六价铬被还原成三价铬，在碱性条件下与OH-结合成氢氧化物沉淀。铜离子和镍离子在碱性条件下也与OH-结合成氢氧化物沉淀。使废水中的重金属离子得到有效除去。 各种金属离子完全沉淀时的pH是不同的，一般pH=8.0-9.0三价铬离子能得到完全沉淀，pH=9-10镍离子能得到完全沉淀，pH=7.0-8.0铜离子能得到完全沉淀。通过调节废水的pH，从理论上就可以将废水中的各种重金属离子有效地沉淀除去。2.3工艺参数及设备、构筑物选型（1）调节池1：用来收集含铬离子的废水，停留时间8小时，容积24m3，尺寸2×4×3m钢筋混凝土防酸结构。（2）调节池2：用来收集酸碱及铜、镍离子废水，停留时间8小时，容积90m3，尺寸10×3×3m，钢筋混凝土防酸结构。（3）还原反应池：停留时间30分钟，有效容积1.5 m3，钢筋混凝土防酸结构，尺寸1.0×2.0m，一座，采用空气搅拌，配有pH自动测定仪和ORP自动测定仪各一套。亚硫酸氢钠投加量（重量比）NaHSO3：Cr6+=4：1。（4）中和池1：用来中和三价铬离子，停留时间20分钟，容积1.0m3，钢筋混凝土防酸结构，尺寸1.0×1.3m，一座，采用空气搅拌，配有pH自动测定仪一套。（5）中和池2：用来中和铜离子及镍离子，停留时间20分钟，容积4m3，钢筋混凝土防酸结构，尺寸1.5×2.3m，一座，采用空气搅拌，配有pH自动测定仪一套。（6）斜管沉淀池1：用来沉淀三价铬离子沉淀所产生的污泥，停留时间2小时，容积6m3，钢混结构，尺寸1.5×2.0×3.5m，一座，内置斜管填料4m3。（7）斜管沉淀池2：用来沉淀铜离子及镍离子沉淀所产生的污泥，停留时间2小时，容积24m3，钢混结构，尺寸2×4×3.5m，一座，内置斜管填料16m3。（8）污泥池：容积10m3，一座，尺寸2.0×3.0m。（9）污水泵1：用来提升铬离子废水，102型塑料离心泵，型号20FS-14-W，流量5 m3/h，扬程14m，功率0.75Kw，两台，一备一用。（10）污水泵2：用来提升铜离子及镍离子废水，102型塑料离心泵，型号40FS-19-W，流量12 m3/h，扬程14m，功率1.5Kw，两台，一备一用。（11）汇水池：用来汇集沉淀池1和沉淀池2所排放的上清液，容积6m3，钢混结构，尺寸2.0×2.5×1.2m，一座。（12）污水泵3：用来提升汇水池内的污水至活性炭吸附塔，型号IS65-40-200，流量15 m3/h，扬程11.8m，功率1.5Kw，两台，一备一用。（13）污泥泵：螺杆泵，型号G30-1，流量5.0m3/h，扬程60m，功率5.5Kw，两台，一备一用。（14）带式压滤机：型号DY-500，功率1.1Kw，一台。（15）加药装置：型号HSJA，7套。（16）活性炭吸附塔：钢结构防腐，尺寸0.8×3.5m，一座。（17）离子交换树脂塔：钢结构防腐，尺寸0.8×3.0m，一座。（18）母液池：容积20 m3，尺寸2.0×5×2m，一座，钢筋混凝土防腐结构。三、废气处理工艺1废气量及排放标准1.1废气量 该公司有3个铬酸槽，2个硝酸槽，在生产过程中产生酸雾。电镀时阴极和阳极表面产生大量的氢气和氧气，铬酸随气体逸出液面产生铬雾，对铬雾用净化塔喷淋水对其进行吸收净化。 电镀退镀工艺目前一般采用硝酸化学法，由此会产生大量氮氧化物，造成大气污染，采用碱液喷淋吸收处理。 该公司有2个硝酸镀槽，槽体尺寸为0.8×0.8m，设计单侧槽边抽风，槽面风速vx=0.5m/s，风量按下式计算：L=7200vxAB（B/A）0.2 m3/h ； A槽长m ； B槽宽m 则硝酸镀槽的处理总风量为4604 m3/h。 该公司有3个铬酸镀槽，槽体尺寸为1.1×2.5m，设计双侧槽边抽风，槽面风速vx=0.5m/s，风量按下式计算：L=7200vxAB（B/2A）0.2 m3/h ； A槽长m ； B槽宽m 则铬酸镀槽的处理总风量为21948 m3/h。1.2排放标准 废气经过处理后达到大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）二级排放标准，即：氮氧化物排放浓度小于240mg/m3；铬酸雾排放浓度小于0.07 mg/m3。2废气处理工艺流程及主要工艺设计参数2.1工艺流程引风机净化塔集气罩铬酸槽 净化气排放 喷淋液 图5 铬酸雾净化工艺流程图 如图5所示，在铬酸槽两侧设置高截面槽边抽风罩，在引风机的作用下，铬酸雾在净化塔内与喷淋液发生逆向吸收作用得到净化，净化气排入大气。NaHCO3溶液储槽泵净化气排放引风机净化塔集气罩硝酸槽 喷淋液循环使用图6 硝酸雾净化工艺流程图 如图6所示，在硝酸槽单侧设置高截面槽边抽风罩，在引风机的作用下，硝酸雾在净化塔内与喷淋液发生逆向吸收作用得到净化，净化气排入大气。3工艺参数及设备、构筑物选型（1）铬酸雾净化塔：尺寸1.0×5.0m，内装陶瓷环填料，材质PVC，一座。（2）硝酸雾净化塔：尺寸0.5×5.0m，内装陶瓷环填料，材质PVC，一座。（3）引风机：型号F4-72No.5A，风量3977-7358m3/h，全压81-56mmH2O，功率2.2Kw，两台，一备一用。型号F4-72No.8A，风量18560-24879m3/h，全压91-69mmH2O，功率7.5Kw，两台，一备一用。（4）碳酸氢钠储槽：容积0.5 m3，尺寸0.8×1.0m（5）碳酸氢钠储槽循环泵：型号IS50-32-125，流量3.75 m3/h，扬程5.6m，功率0.55Kw，两台，一备一用。四、土建工程1工程地质概况 本工程方案设计时没有地质报告，施工图阶段必须根据详细工程地质报告，确定持力层地基承载力及基础埋深。2耐火等级、地震裂度 本处理工程防火等级为二类，抗震按七度设防。3建筑材料 （1）混凝土 所有构筑物混凝土为C25、建筑物C20、垫层为C10，抗渗标号S6。 （2）砖墙 砖采用MU7.5机制砖，地下部分用M5水泥砂浆砌筑，地面采用M2.5混合砂浆砌筑。 （3）水泥 采用425硅酸盐防酸水泥。五、电气及仪表自控1电气1.1电源及用电负荷 按三级负荷设计，单回路供电，电源电压380/220伏，由厂内总降变电所低压配电间引出，由电缆引至废水处理站配电室。 新增设备总装机容量46.1Kw，平均运行容量16.1Kw。 根据工艺要求，用电负荷统计见表3。表3 电负荷统计表设备装机容量（Kw）装机数量运行数量单机运行时间（hr/d）平均运行容量（Kw/h）污水泵10.75×221240.75污水泵21.5×221241.5污水泵31.5×221241.5碳酸氢钠循环泵0.55×221240.55污泥泵5.5×22161.38引凤机9.7×221249.7带式压滤机1.11160.28加药搅拌机1.1×55510.23照明0.558100.21合计46.116.11.2计量方式与保护方式 本工程电能计量在总进线处采用有功电能计量。动力和照明均为生产用电，不设置照明计量。 低压配电母线采用空气断路器作短路保护，馈线采用空气断路器和热继电器作短路和过载保护。1.3电力输送方式站内配电为380/220V三相四线，电力输送全部采用电缆直接埋地由配电室送至各用电、配电设备。1.4电气设备的控制方式及装置水平 所有电机均设置自动与手动控制方式。1.5接地保护 站内所有不带电用电设备的金属外壳均采用接零保护并做重复接地，所有埋地电缆金属外皮及金属管网均与接地极焊接连接。1.6照明 室外照明：调节池、除酸雾塔等室外处理设施选用防溅式高压水银灯，电缆埋地配线方式，照明度30LX。2仪表自控2.1设计范围 集中控制室；现场检测仪表的布置、信号控制电缆的敷设；控制室设置仪表盘；污水泵设置自控装置。2.2设计原则（1）本工程仪表选用立足于国内，选用经济、安全、可靠产品。（2）现场电缆的敷设采用直接埋地的方式。（3）控制方式为集中控制，集中显示。2.3设计特点（1）调节池等设置液位控制器，根据不同水位自动启停水泵。（2）整个系统采用PLC自动控制系统集中控制。2.4集中控制室 集中控制室与电气专业配电室公用。2.5仪表供电 仪表电源为一路交流220V，由配电柜引来。 六、劳动卫生安全及防火设计1劳动卫生安全1.1编制依据（1）关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定劳字（1998）48号（2）国务院关于加强防尘防毒工作的决定国发（1984）97号（3）工业企业设计卫生标准GBZ1-2002（4）工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002（5）建筑设计防火规范GBJ16-87，1997版（6）建筑物防雷设计规范GB50057-94（7）建筑抗震设计规范GBJ11-89，93年局部修订（8）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92（9）工业企业厂界噪声标准GB12348-901.2主要危害分析 本工程的主要危害因素可分为两类，其一为自然因素形成的危害和不利影响，包括地震、不良地质、暑热、雷击、暴雨等因素。其二为生产过程中产生的危害，包括有毒尘害、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声震动、坠落及碰撞等各种因素。1.3安全卫生防范措施（1）抗震 本工程区域的地震基本烈度为6度，因此本工程所有构筑物的设计按6度设防，按建筑物抗震设计规范的有关要求进行设计。（2）抗洪 本工程位于芜湖九洲表面处理有限公司内，对于防止内涝、及时排出雨水等防洪措施纳入公司排水系统统一考虑，本项目不另进行考虑。（3）防雷 本工程对第三类防雷建筑物采用避雷或防止雷击。（4）减震降噪 在工艺设计中将污水泵、引风机等噪声设备尽量选用低噪声设备。强振设备与管道间采用柔性连接方式，防止噪声危害。 在总图布置中，根据声源的方向性、建筑物的屏蔽作用和绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪声岗位的危害。（5）安全防护 制定必要的劳动保护、安全生产规章制度，所有的走道、平台均设置安全栏杆和防滑扶梯，室内外及露天操作场所设照明设施，以确保操作人员的安全。（6）电气防护 所有用电设备金属外壳、穿线钢管、电缆桥架均有可靠的接地网相连，并在电源进线处作重复接地处理。2防火设计2.1编制依据（1）建筑设计防火规范GBJ16-87，1997版（2）爆炸和火灾危害环境电力装置设计规范GB50058-92（3）建筑物防雷设计规范GB50057-94（4）火灾自动报警系统设计规范GB50116-98（5）建筑灭火器配备设计规范GBJ140-90，1997版（6）低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92版2.2建筑防火设计根据国家防火规范，对于不同建筑物设置不同的防火等级。（1） 除配电室为一级耐火等级外，其余建筑物均为二级耐火等级。（2） 其他建筑物设计均按国家建筑设计防火规范进行设计。（3） 室外消防给水系统由公司统一考虑，本项目不另考虑。2.3防火及消防措施 本工程在正常情况下，一般不会发生火灾，只有在操作失误，违反规程法、管理不当及非正常生产情况下或意外事故状态下，才可能导致火灾发生。为了防止火灾的发生或减少火灾发生造成的损失，根据“预防为主，防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的措施。 建筑物的设计均根据其不同的防雷级别按防雷规范设置相应的避雷装置。防止雷击引起的火灾。 电气系统具备短路、过负荷、接地漏电等完备保护系统，防止电气火灾发生。七、工程投资估算及财务分析1编制说明 本方案设计内容包括废水处理和废气处理两部分。2编制依据 根据各专业提供的工作量，依据国家和地方相关的最新预算定额编制的。3几点说明 本方案估算不包括以下几方面内容：（1） 施工时部分围墙拆除和余土外运的费用。（2） 规范化排放口、流量检测系统部分。（3） 站区内的围墙、道路及绿化部分。（4） 处理后的尾水排放管线。（5） 化验设备、仪表、仪器等。4工程投资估算 该工程的投资估算如表3所示：表3 芜湖九洲表面处理有限公司废水、废气处理工程投资估算表（万元）序号工程费用名称建筑工程设备及工器具安装工程其他费用总值一工程费用58.7（一）废水处理部分12.530.63.0646.161调节池11.02调节池23.63母液池0.74还原反应池0.55中和池10.46中和池20.67斜管沉淀池11.28斜管沉淀池23.69污泥池0.510污水泵10.411污水泵20.512污水泵30.613汇水池0.414污泥泵0.615带式压滤机6.016活性炭塔2.517离子交换树脂塔2.018加药设备7.019电气系统2.520控制系统6.021管道及阀门2.5（二）废气处理部分11.41.1412.541铬酸净化塔5.02硝酸净化塔4.03碳酸钠溶液循环泵0.44引风机2.0二其他费用5.51设计费4.02调试、培训费1.5三合计64.2该项目的工程总投资为64.2万元。5成本估算5.1计算条件选取（1）耗材 废水处理所耗辅助材料包括药剂费和水电费，价格确定如下： NaHSO3 600元/吨 PAM 12000元/吨 NaOH 1500元/吨 电 0.54元/度（2）工资 人员工资及福利按8000元/年.人考虑。（3） 日常维护费包括固定资产的备品备件、低值易耗和经常维护维修费用，按固定资产的1%费率取。（4）折旧费用按综合折旧率5%进行折旧。5.2成本估算 本项目成本费用包括直接材料、直接工资、维护管理费用和折旧费用。 直接运行费用为0.76元/吨水，其中电费0.23元/吨水、药剂费0.40元/吨水、人工费0.13元/吨水。综合运行费用为1.05元/吨水。