制革污水處理節能防腐設計及環保風險分析

胡靜

（寧夏建設職業技術學院，寧夏 銀川750000）

前言

制革污水具有污染物質含量大、成分復雜多樣、會產生惡臭、處理難度大等特點，致使制革污水廠的設計方案和運行維護一直是研究的重點，處理方法和技術仍在不斷創新與優化[1]。制革廢水處理的設計方案為實現綠色環保生產經營，必須對制革污水處理技術方案進行有效升級。基于現階段制革污水的特點與變化規律，選擇最佳污水處理技術方案，制革生產企業需要結合自身的廢水特點以及一些其他影響因素,來選擇一個既不浪費成本,又可以很好達到處理廢水目的的有效方法。本文主要從設計制革污水處理廠的節能、防腐、環保和風險四個方面進行分析，旨在為新（改、擴）建的制革廠從設計經驗、設計參數等方面提供參考。

1 節能設計

節能是我國經濟建設發展的長遠戰略方針，應加強用能管理，減少從能源生產到消費各個環節的損失和浪費，有效、合理地利用新能源和再生能源；在滿足項目需求的前提下，優先選用一次能源和低品位能源，少用二次能源和優質能源。

1.1 項目用能構成

制革廢水處理設備在運行過程中，對成本影響最大因素是用電量和藥劑用量。因此在制革污水處理工程設計過程中，應結合各工業園區排水設施和地形等實際情況，積極采取節能措施和選用高效節能設備。用能主要包括：

（1）滿足工藝要求的介質提升設備用能：進水泵、格柵、污水提升泵、推流攪拌器、污泥排泥泵、加藥泵、污泥濃縮脫水機、污泥深度處理設備等。

（2）維持工藝需氧和臭氣處理的用能設備：耗能鼓風機、沉砂池攪拌器、臭氣系統離心風機等。

（3）滿足工藝要求的加藥設備：污水處理工藝的加藥系統、臭氣處理的加藥系統和污泥脫水處理的加藥系統等。

（4）生活與照明等用能：鍋爐房、采暖、通風、空調、用水等。

1.2 節能措施

（1）充分利用廠區地形，合理布局工藝流程，盡量采用重力流，達到節能的目的。

（2）選擇既滿足工藝要求又節約能源的動力設備，所有泵、風機和電氣設備均選用國家推薦或國外進口的節能產品。

（3）泵選用效率高、能耗低的水泵，同時采用變頻調速電機，使運行時間較長的工況保持在高效范圍內，在水泵出口選用微阻緩閉止回閥，以節省運行電耗。

（4）水力計算力求準確，減少水泵揚程。

（5）鼓風機采用可調節導葉片控制供氣，根據好氧池溶解氧濃度控制導葉片角度，風量調節范圍45%～100%。

（6）變電所采用低壓側無功補償措施，可以減少無功損耗，降低變壓器容量。

（7）選用新型無功功率自動補償裝置，提高功率因素；合理選擇變壓器位置，處于負荷中心。

（8）廠區道路照明采用感光自動控制，建筑物內燈具控制根據生產要求和自然光情況分組控制。

（9）在加藥系統中均采用高精度的計算儀表和投加設備。

（10）藥劑溶解和沖洗用水使用廠區處理后的出水，節省大量自來水的消耗。

（11）處理后的回用水充分回用于生產、綠化、道路澆灑、沖洗車輛等，減少新鮮水用量。

（12）設備和管道采用良好的保溫和保冷措施，減少能量損失。

（13）建筑物朝向選擇是冬季能夠獲得足夠的日照并避開主導風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。

（14）各建筑物單體體型系數均≤0.3，各個朝向門窗的窗墻比≤30%。

（15）各建筑物、構筑物保溫系統采用外墻外保溫技術，在其外墻、屋面、地面、門窗、樓梯間等均采用保溫措施。

在設計中通過對工藝、設備、建筑三個方面進行考慮降低能耗[1-3]，在處理廠設計中盡量使工藝布置及其管線連接簡潔，可減少水力損失，降低水泵揚程。

2 防腐設計

2.1 防腐設計

2.1.1 防腐的重要性

在諸多災難中，腐蝕造成的直接和間接經濟損失是巨大的，同時腐蝕造成資源和能源損失也是嚴重的，甚至造成人身傷亡事故；做好防腐工作，可以控制腐蝕災難的發展，消除腐蝕事故和環境污染，保障生產和生命財產安全。

2.2.2 建、構筑物防腐

（1）有針對性的選擇砼的外加劑，使其能與水泥的水化產物形成不溶凝膠，阻塞砼的毛細通路，以提高砼的密實度，達到砼防腐、鋼筋防腐蝕的作用。

（2）集水池、旋流沉砂池、調節池、事故池、異相催化氧化器和高效混凝反應器等內壁采用環氧玻璃鋼五布七油進行防腐，保證砼防腐。

（3）對于外漏銹件，除銹后刷二遍無毒環氧防腐涂料。

2.2.3 設備防腐

根據不同的工作環境，對設備選材及防腐做出不同的選擇，采取不同的防腐措施，選用抗老化不易腐蝕的材料增加設備的耐久性，與污水、污泥接觸部分設備均采用不銹鋼材料，水上部分設備采用碳鋼除銹后進行噴漆加強防腐。

2.2.4 管道防腐

根據不同的用途選擇一些不需要進行特殊防腐處理的管道，如廠區的雨水、排水可采用HDPE 塑料管道，給水、回用水可采用PVC、PE 或者玻璃鋼管道，既經濟也不需特殊防腐；工藝管道、污泥管道采用碳鋼管道，除銹后加強防腐。

總之，在設計中根據不同的用途采取相應的防腐措施，避免或減少因各種腐蝕而造成的損失和安全事故。

3 環境保護

制革污水廠的建設本身就是一項重要的環保項目，同時作為一個企業也有“三廢”的排出，應采取一定措施。

項目建成運營后主要的環境影響因素詳見表1。

表1 主要的環境影響因素

3.1 氣味的影響及對策

污水處理過程中，污水、污泥將有大量臭氣產生，影響工作人員及周圍環境；本工程采取了對產生臭氣的建筑物、構筑物封閉建設，對臭氣進行收集和處理，達標排放。同時將生產區、生產輔助區和生活區分別獨立設置，并在各區設置防護綠化隔離帶，將主要污染源進行隔離，滿足污水廠的環境要求，采取的主要措施如下：

（1）在總圖布置中，充分考慮把易產生臭氣的處理構筑物布置在下風向，遠離生活區，用綠化帶隔開。

（2）廠區內部布置良好的綠化，廠區周邊設置一定的防護距離，提高景觀質量，力爭建造花園式的工廠。

（3）對柵渣、沉砂、污泥等盡快清除，及時用密封專用車外運，盡量減少各類廢渣在廠內的停留時間，柵渣和沉砂由環衛專業部門及時進行處置。

（4）預處理構筑物、調節池、事故池、污泥處理敞開部位主要為粗細格柵井等，在這些敞開部位外加罩，可采用卡普隆板、玻璃鋼板或索膜法加蓋。

（5）對厭氧池、缺氧池臭氣同樣進行收集處理。

（6）污泥脫水機采用封閉式帶式污泥脫水機，以減輕車間衛生環境。

（7）脫水后污泥考慮采用污泥料倉，盡量做到廠內污泥不落地，以減輕對環境污染。

（8）進水泵房、脫水機房等加強機械通風。

（9）對產生臭氣的主要污染源采取除臭設施，如粗細格柵井及沉砂池等。

3.2 噪聲的影響及對策

污水廠內產生的噪聲主要來自泵房、鼓風機房、表曝機等，設計時采用減震、阻尼、消聲、隔音等裝置，并在車間值班室采用雙層門窗，隔音減噪，進一步降低噪聲對環境的影響。

3.3 污水的影響及對策

廠區生活污水、生產廢水均通過廠區污水管道系統收集，匯入廠區進入泵站集水池，與污水處理系統共同進行處理，達標排放。

3.4 固廢的影響及對策

廠區內粗隔柵、細格柵、曝氣沉砂池、脫水機房污泥等廢棄物，分別處理后統一外運至市區指定區域進行處理處置，同時在設計與管理中盡量保證廢棄物不灑落，避免二次污染。

3.5 事故排放的影響及對策

污水廠一旦發生停電和重大事故，工程應設有事故池、兩組并聯生產系統、雙回路電源、先進可靠的監測系統以及高度自動化的自控系統和中央控制室，提高保證率，降低事故發生率；同時應設有各級超越管，減少對環境的影響。

4 工程風險分析

4.1 事故排污對環境的影響

污水廠建成運行后，若因工業園區排污單位發生事故超標排放，以及污水廠因機械設施或者電力故障造成處理設施不能正常運行，在設計中應采取以下措施：

（1）設有事故池和調節池，發生事故時可儲存污水，減少因事故導致污水處理廠下游受到污染。

（2）污水廠的機械設備選用性能可靠、保障率較高的設備，同時主要設備均有備用，保證污水廠正常運行。

（3）污水廠采用雙電源回路供電，兩路10 KV 電源，一路工作，一路備用，保證用電安全。

（4）污水廠按照兩組并聯的生產系統設計，以便把事故造成的影響降到最低。

4.2 污水處理系統操作維護風險分析

在維護污水系統正常運行時，應嚴格按照操作規程進行，將工程的風險系數降至最小；遇到如管道損壞、格柵堵塞、潛污泵堵塞等故障或者某一構筑物出現故障，應立即予以排除，同時啟動備用設備和備選方案。

尤其是污水中含有各類污染物，有些污染物以氣體形式存在，如H2S、H3N、CH4等有毒有害氣體，如果維修操作人員遇到此類高濃度氣體，致使頭昏、呼吸不暢等癥狀，甚至死亡；所以必須嚴格按照操作規程進行，采取對維修點的氣體進行檢測、戴防毒面具、重大檢修采用GF2 下水裝置等措施，以及加強管理和對維修、防護的研究，保證污水處理廠正常運行。

5 結語

制革污水處理廠的總平面布置應符合節能設計原則和規范,總體布置緊湊，在滿足處理工藝要求的條件下,單位構建物布置功能分區明確精準,工藝流程合理,管道布置簡捷。污水處理建構筑物設計達到節能設計標準規范,采用的建筑材料符合現行的國家行業、地方規范標準。制革污水處理廠設備中，格柵、污泥脫水機、污水泵等容易出現問題，工作人員需要針對這些常見問題，及時更換老化設備，提高設備操作規范性，通過優化改進設備問題，進一步提升污水處理效率。減少了環保污染事故的發生，確保各項污染物達標排放，也為制革廠下一步的生產經營打下了良好的基礎。