污水处理节能防腐设计及环保风险分析

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前言

制革污水具有污染物质含量大、成分复杂多样、会产生恶臭、处理难度大等特点，致使制革污水厂的设计方案和运行维护一直是研究的重点，处理方法和技术仍在不断创新与优化[1]。制革废水处理的设计方案为实现绿色环保生产经营，必须对制革污水处理技术方案进行有效升级。基于现阶段制革污水的特点与变化规律，选择最佳污水处理技术方案，制革生产企业需要结合自身的废水特点以及一些其他影响因素,来选择一个既不浪费成本,又可以很好达到处理废水目的的有效方法。本文主要从设计制革污水处理厂的节能、防腐、环保和风险四个方面进行分析，旨在为新（改、扩）建的制革厂从设计经验、设计参数等方面提供参考。

1节能设计

节能是我国经济建设发展的长远战略方针，应加强用能管理，减少从能源生产到消费各个环节的损失和浪费，有效、合理地利用新能源和再生能源；在满足项目需求的前提下，优先选用一次能源和低品位能源，少用二次能源和优质能源。

1.1项目用能构成

制革废水处理设备在运行过程中，对成本影响最大因素是用电量和药剂用量。因此在制革污水处理工程设计过程中，应结合各工业园区排水设施和地形等实际情况，积极采取节能措施和选用高效节能设备。用能主要包括：（1）满足工艺要求的介质提升设备用能：进水泵、格栅、污水提升泵、推流搅拌器、污泥排泥泵、加药泵、污泥浓缩脱水机、污泥深度处理设备等。（2）维持工艺需氧和臭气处理的用能设备：耗能鼓风机、沉砂池搅拌器、臭气系统离心风机等。（3）满足工艺要求的加药设备：污水处理工艺的加药系统、臭气处理的加药系统和污泥脱水处理的加药系统等。（4）生活与照明等用能：锅炉房、采暖、通风、空调、用水等。

1.2节能措施

（1）充分利用厂区地形，合理布局工艺流程，尽量采用重力流，达到节能的目的。（2）选择既满足工艺要求又节约能源的动力设备，所有泵、风机和电气设备均选用国家推荐或国外进口的节能产品。（3）泵选用效率高、能耗低的水泵，同时采用变频调速电机，使运行时间较长的工况保持在高效范围内，在水泵出口选用微阻缓闭止回阀，以节省运行电耗。（4）水力计算力求准确，减少水泵扬程。（5）鼓风机采用可调节导叶片控制供气，根据好氧池溶解氧浓度控制导叶片角度，风量调节范围45%～100%。（6）变电所采用低压侧无功补偿措施，可以减少无功损耗，降低变压器容量。（7）选用新型无功功率自动补偿装置，提高功率因素；合理选择变压器位置，处于负荷中心。（8）厂区道路照明采用感光自动控制，建筑物内灯具控制根据生产要求和自然光情况分组控制。（9）在加药系统中均采用高精度的计算仪表和投加设备。（10）药剂溶解和冲洗用水使用厂区处理后的出水，节省大量自来水的消耗。（11）处理后的回用水充分回用于生产、绿化、道路浇洒、冲洗车辆等，减少新鲜水用量。（12）设备和管道采用良好的保温和保冷措施，减少能量损失。（13）建筑物朝向选择是冬季能够获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。（14）各建筑物单体体型系数均≤0.3，各个朝向门窗的窗墙比≤30%。（15）各建筑物、构筑物保温系统采用外墙外保温技术，在其外墙、屋面、地面、门窗、楼梯间等均采用保温措施。在设计中通过对工艺、设备、建筑三个方面进行考虑降低能耗[1-3]，在处理厂设计中尽量使工艺布置及其管线连接简洁，可减少水力损失，降低水泵扬程。

2防腐设计

2.1防腐设计

2.1.1防腐的重要性在诸多灾难中，腐蚀造成的直接和间接经济损失是巨大的，同时腐蚀造成资源和能源损失也是严重的，甚至造成人身伤亡事故；做好防腐工作，可以控制腐蚀灾难的发展，消除腐蚀事故和环境污染，保障生产和生命财产安全。

2.2建、构筑物防腐

（1）有针对性的选择砼的外加剂，使其能与水泥的水化产物形成不溶凝胶，阻塞砼的毛细通路，以提高砼的密实度，达到砼防腐、钢筋防腐蚀的作用。（2）集水池、旋流沉砂池、调节池、事故池、异相催化氧化器和高效混凝反应器等内壁采用环氧玻璃钢五布七油进行防腐，保证砼防腐。（3）对于外漏锈件，除锈后刷二遍无毒环氧防腐涂料。2.2.1设备防腐根据不同的工作环境，对设备选材及防腐做出不同的选择，采取不同的防腐措施，选用抗老化不易腐蚀的材料增加设备的耐久性，与污水、污泥接触部分设备均采用不锈钢材料，水上部分设备采用碳钢除锈后进行喷漆加强防腐。2.2.2管道防腐根据不同的用途选择一些不需要进行特殊防腐处理的管道，如厂区的雨水、排水可采用HDPE塑料管道，给水、回用水可采用PVC、PE或者玻璃钢管道，既经济也不需特殊防腐；工艺管道、污泥管道采用碳钢管道，除锈后加强防腐。总之，在设计中根据不同的用途采取相应的防腐措施，避免或减少因各种腐蚀而造成的损失和安全事故。

3环境保护

制革污水厂的建设本身就是一项重要的环保项目，同时作为一个企业也有“三废”的排出，应采取一定措施。项目建成运营后主要的环境影响因素详见表1。

3.1气味的影响及对策

污水处理过程中，污水、污泥将有大量臭气产生，影响工作人员及周围环境；本工程采取了对产生臭气的建筑物、构筑物封闭建设，对臭气进行收集和处理，达标排放。同时将生产区、生产辅助区和生活区分别独立设置，并在各区设置防护绿化隔离带，将主要污染源进行隔离，满足污水厂的环境要求，采取的主要措施如下：（1）在总图布置中，充分考虑把易产生臭气的处理构筑物布置在下风向，远离生活区，用绿化带隔开。（2）厂区内部布置良好的绿化，厂区周边设置一定的防护距离，提高景观质量，力争建造花园式的工厂。（3）对栅渣、沉砂、污泥等尽快清除，及时用密封专用车外运，尽量减少各类废渣在厂内的停留时间，栅渣和沉砂由环卫专业部门及时进行处置。（4）预处理构筑物、调节池、事故池、污泥处理敞开部位主要为粗细格栅井等，在这些敞开部位外加罩，可采用卡普隆板、玻璃钢板或索膜法加盖。（5）对厌氧池、缺氧池臭气同样进行收集处理。（6）污泥脱水机采用封闭式带式污泥脱水机，以减轻车间卫生环境。（7）脱水后污泥考虑采用污泥料仓，尽量做到厂内污泥不落地，以减轻对环境污染。（8）进水泵房、脱水机房等加强机械通风。（9）对产生臭气的主要污染源采取除臭设施，如粗细格栅井及沉砂池等。

3.2噪声的影响及对策

污水厂内产生的噪声主要来自泵房、鼓风机房、表曝机等，设计时采用减震、阻尼、消声、隔音等装置，并在车间值班室采用双层门窗，隔音减噪，进一步降低噪声对环境的影响。

3.3污水的影响及对策

厂区生活污水、生产废水均通过厂区污水管道系统收集，汇入厂区进入泵站集水池，与污水处理系统共同进行处理，达标排放。

3.4固废的影响及对策

厂区内粗隔栅、细格栅、曝气沉砂池、脱水机房污泥等废弃物，分别处理后统一外运至市区指定区域进行处理处置，同时在设计与管理中尽量保证废弃物不洒落，避免二次污染。

3.5事故排放的影响及对策

污水厂一旦发生停电和重大事故，工程应设有事故池、两组并联生产系统、双回路电源、先进可靠的监测系统以及高度自动化的自控系统和中央控制室，提高保证率，降低事故发生率；同时应设有各级超越管，减少对环境的影响。

4工程风险分析

4.1事故排污对环境的影响

污水厂建成运行后，若因工业园区排污单位发生事故超标排放，以及污水厂因机械设施或者电力故障造成处理设施不能正常运行，在设计中应采取以下措施：（1）设有事故池和调节池，发生事故时可储存污水，减少因事故导致污水处理厂下游受到污染。（2）污水厂的机械设备选用性能可靠、保障率较高的设备，同时主要设备均有备用，保证污水厂正常运行。（3）污水厂采用双电源回路供电，两路10KV电源，一路工作，一路备用，保证用电安全。（4）污水厂按照两组并联的生产系统设计，以便把事故造成的影响降到最低。

4.2污水处理系统操作维护风险分析

在维护污水系统正常运行时，应严格按照操作规程进行，将工程的风险系数降至最小；遇到如管道损坏、格栅堵塞、潜污泵堵塞等故障或者某一构筑物出现故障，应立即予以排除，同时启动备用设备和备选方案。尤其是污水中含有各类污染物，有些污染物以气体形式存在，如H2S、H3N、CH4等有毒有害气体，如果维修操作人员遇到此类高浓度气体，致使头昏、呼吸不畅等症状，甚至死亡；所以必须严格按照操作规程进行，采取对维修点的气体进行检测、戴防毒面具、重大检修采用GF2下水装置等措施，以及加强管理和对维修、防护的研究，保证污水处理厂正常运行。

5结语

制革污水处理厂的总平面布置应符合节能设计原则和规范,总体布置紧凑，在满足处理工艺要求的条件下,单位构建物布置功能分区明确精准,工艺流程合理,管道布置简捷。污水处理建构筑物设计达到节能设计标准规范,采用的建筑材料符合现行的国家行业、地方规范标准。制革污水处理厂设备中，格栅、污泥脱水机、污水泵等容易出现问题，工作人员需要针对这些常见问题，及时更换老化设备，提高设备操作规范性，通过优化改进设备问题，进一步提升污水处理效率。减少了环保污染事故的发生，确保各项污染物达标排放，也为制革厂下一步的生产经营打下了良好的基础。

作者:胡静 单位:宁夏建设职业技术学院