第四篇工艺流程设计
4、对建设项目的基本要求
❖技术条件 ❖资金条件 ❖资源条件 ❖施工条件 ❖环境条件 ❖社会条件 ❖外部协作配套条件
5、净化 工艺流程的确定
• 净化工艺确定的基本原则如下: ① 净化工艺和技术方案应针对污染源的规律和特
点,据生产工艺的要求、当地环境条件和资源 条件等,结合国家有关安全环保节能卫生的方 针政策会同有关专业通过专业技术经济比较确 定; ② 设计中优先采用新技术新工艺新设备新材料; ③ 所选净化工艺及配套设备应成熟可靠,保障安 全运行,并有成功应用的案例; ④ 净化效果满足排放标准;
有A-B法、A2/O法、SBR法、ICEAS(改进 的SBR法)、氧化沟及酸化水解与耗氧串联处理 工艺等。现在我国的城市污水处理的二级生化 处理基本上是采用以上工艺流程,因此在设计 城市污水处理流程时,可采用上述的处理方法。
[例4] 在除尘系统中防止风机噪声时,一种方 法是采用帆布类进行风机进口软连接,另一种 是对风机本身进行加大基础或单独设计基础, 即设计减振的措施,这些都是成熟的技术,在 设计中可以采用。
处理工艺流程设计的主要任务包括两方面: ①确定处理工艺流程中各个处理单元的具体
内容、大小尺寸、顺序和排列方式,以达到有 效处理污染物的目的;
②绘制工艺流程图,要求以图解的形式表示: a:处理过程中,污染物经过处理单元被去除时 物料和能量发生的变化及其去向; b:采用了哪些处理单元、设备和构筑物; c:管道布置和测量位置。
二、工艺路线的选择依据
• 1、工艺路线选择依据的内容 • 工艺路线的选择依据一般包括五个方面:
工艺路线的选择依据
1)
• 污染物理化学性质及原始数据
2)
• 有关工程设计依据性文件
3)
• 设计基础资料
4)
• 设计采用的技术法规及标准
5)
• 建设单位提出的项目有关要求、建议和意见
污染物的理化性质
排放量及变化范围
6、总图布置的技术要求
• 包括净化系统的选址、设备图、平面图、 管道布置、主干道路、安全等有关的要 求。
三、工艺路线选择的基本步骤 选择处理工艺路线时一般要经过四个阶段。
1、收集资料,调查研究 根据要处理的污染物种类、数量和规模,
有计划、有目的地收集国内外同类污染物处理 的有关资料,包括处理技术路线的特点、工艺 参数、运行费用、消耗材料、处理效果以及各 种技术路线的发展情况与动向等经济和技术资 料。收集和掌握国内外污染处理的经济和技术 资料,仅仅靠设计人员自己是不够的,还要得 到信息技术部门的帮助,甚至还可以向咨询部 门提出咨询。
3、可靠性 可靠性是指所选择的处理工艺路线是否成
熟可靠。 工程设计中可能采用的技术有:成熟技术、
成熟技术基础上延伸的技术、不成熟技术和新 技术。应避免采用不成熟技术;慎重对待尚在 试验阶段的新处理技术、新处理工艺和新处理 设备,必须坚持一切经过试验的原则。
在实际中,要处理的污染物种类很多,有
的是新的从来没有处理过的污染物,这就需要 慎重考虑处理的工艺路线,一种是进行类比选 择,另一种是进行试验确定。
一、工艺路线的选择原则
在选择处理的工艺路线时,应注意考虑如 下基本原则。
1、合法性 环境保护设计必须遵循国家有关环境保护
法律、法规。
2、先进性 先进性主要是指技术上的先进性和经济上
的合理可行。应该选择处理能耗小、效率高、 管理方便和处理后得到的产物能直接利用的处 理工艺路线。为适应排放标准越来越高的趋势, 还要考虑处理的工艺路线要有一定前瞻性。
• 建设单位(企业用户)通常会就治理项 目的设计、实施运行操作、检修维护、 项目质量、进度、技术水平、设备选型 等提出具体意见、建议和要求。
• 作为环保工程师,在不违反国家政策、 法律法规、技术标准与规范的前提下, 应尽可能在治理工程设计中体现建设单 位的合理意愿和技术要求。
2、项目所在地工程条件
一、工艺流程的设计要得到当地政府及环保部
门所规定和采用的标准作为设计的依据,它也 是处理工程项目完成后最终验收的标准。
在排放标准中,要注意到改建项目和新建
项目的排放标准有所不同。另外还要注意排放 标准中不仅有相对排放浓度(单位体积中的污染 物的质量),还有绝对排放浓度。绝对排放浓度 是指单位时间内排放污染物的质量(单位kg/h 或t/d),它是控制污染物排放非常重要的指标 之一,往往设计中仅注意了相对排放浓度,而 忽略了绝对排放浓度。
6、简洁和简单性 选择处理工艺路线时,要选择简洁和简单
的处理工艺路线,往往简洁和简单的处理工艺 路线是比较可靠的工艺路线。同时要考虑系统 中某一个设备出问题时,不至于对整个系统有 较大的影响。
上述六项原则必须在选择处理工艺路线时 全面衡量,综合考虑。所选择的污染物处理工 艺路线,应保证其对污染物处理效果好、能耗 低、费用小、运行管理以及维修方便,符合国 情、切实可行的处理工艺路线。
4、安全性 对具有毒性的污染物,在选择对这些污染
物的处理工艺路线时要特别注意,要防止污染 物作为毒物散发,要有较合理的补救措施。同 时还要考虑劳动保护和消防的要求。
5、结合实际情况 我们国家正在处于一个初级的发展阶段,
经济能力、制造能力、自动化水平、环境保护 意识和管理水平等各个方面都有一定缺陷,因 此在选择处理工艺路线时,就要考虑企业的承 受能力、管理水平和操作水平等各个具体问题, 也就是说具体问题要具体分析。
污染物成分及浓度
环境温度及变化范围 理化性质及转移过程
• 根据工程设计需要,选择性地收集污染 物理化学化学性质等数据。原始资料和 数据一般由排污企业提供,或排污企业 委托专门的测试机构获得。
• 原始资料和数据应真实可靠。
工程设计依据性文件
① 设计委托书、设计任务书、协议书、合同等; ② 政府主管部门的批文; ③ 可行性研究报告、立项书、书案文件等文号
2、设备、设施及仪器的落实 对各种处理方法中所涉及到的设备、设施
及仪器,分清国内已有的定型产品、需要进口 的及国内需要重新设计的三种类型,并对设计 和设计制造单位的技术能力加以了解。
3、全面比较 ①要处理污染物的各种处理工艺路线在国内外 应用的状况及发展趋势; ②处理效果的状况; ③处理数量和规模的状况; ④处理时材料和能源消耗的状况; ⑤工程项目的总投资和处理运行费用状况。
⑤ 净化系统和设备应有一定的操作弹性,能适 应生产工艺工况变化;
⑥ 净化工艺及设备技术指标、经济指标先进; ⑦ 根据要求具有完善的自动监测、控制功能; ⑧ 净化系统和设备操作维护检修方便; ⑨ 投资和经济运行合理,成本低占地小; ⑩ 净化工艺不产生二次污染,废物综合利用;
比对,确定最终净化工艺方案。
选择说明: ①如果废水浓度较大,需要进行多级才能达到 排放标准; ②同时有高浓度和低浓度废水时要分别进行处 理; ③如果场地较小,要选择占地较小的处理工艺。
第二节 工艺流程的设计
当处理工艺路线选定后,就可进行具体的 流程设计。它和车间布置设计确定整个车间的 基本状况,对工艺流程中采用设备的设计及选 型、构筑物的设计和管道设计等也起着决定性 的作用。
第一节 工艺路线的选择
在实际操作中,需要处理的污染物千差万 别,处理的方式和方法也是有差异的。选择工 艺路线是决定设计质量的关键,必须认真对待。 如果某一种污染物仅有一种处理方法,也就无 须选择;若有几种不同的处理方法,就应该逐 个进行分析研究,通过各方面的比较,从中筛 选出一种最佳的处理方法,作为下一步处理工 艺流程设计的依据。
4、处理工艺路线最终的确定 综合各种处理方法的优点,减少缺陷,最
终确定出最佳的处理工艺路线,使该处理工艺 路线无论在技术上,还是在经济上都可行。
四、工艺路线选择的实例
[例1] 汽车、家具喷漆,印刷等行业排放出的 含苯系物有机废气的治理,其处理方法有以下 几种可供选择(见表1)。
实际中,要根据具体的情况来确定处理的 工艺路线,如果排放要求较为严格,可采用几 种处理方法联合使用:
)
(4)
交通运输条件(满足大中型
吊车的通行要求及附近的铁路公路
状况)
(5)
气象条件(包括气温、夏季室
外通风计算温度、冬季温度、气压 、风向风速、雷雨系数、冻土层深 度等)
3、治理项目建设规模确定原则
① 充分掌握污染源状况,合理确定净化系统处 理能力的原则;
② 明确设计内容和范围的原则; ③ 合理确定工程等级的原则; ④ 净化工艺成熟、技术先进的原则; ⑤ 合理选择国内外技术和设备的原则; ⑥ 方案论证与综合比选的原则; ⑦ 总体规划、分步实施的原则。
• [教学目的与要求] • 掌握工艺路线选择的步骤; • 掌握工艺流程图的绘制; • 熟悉工艺流程设计的原则和要求; • 了解工艺流程选择的原则和依据。 • [重点与难点]
工艺路线的选择;工艺流程图的绘制。 • [教学时数] 2
第四章 工艺流程设计
环境污染治理工艺流程的设计是环境工程 设计中最重要的一个环节,贯穿设计过程的始 终。设备的选型、工艺的计算、设备的布置等 工作都与工艺流程有直接的关系,只有处理工 艺流程确定后,才能开展其他工作。环境污染 治理工艺流程设计是否合理,直接影响到污染 治理效果的好坏。操作管理的方便与否、初投 资的大小和运行费用的高低以及处理后得到的 物料能否回收利用,甚至会影响到生产工艺的 正常运行。
2.要尽量采用成熟的、先进的、效率高的处 理技术
某些污染物已经有较成熟的处理工艺:
[例3] 城市污水成熟的处理工艺路线是:预处 理、一级处理、二级处理、三级处理 ( 深度处 理)和污泥处理,其中的核心部分是二级的生化 处理。目前,预处理都是格栅和沉沙池,原有 的二级生化处理是指活性污泥法,现在由于处 理的要求提高,不仅要去除有机污染物,而且 要去除氮和磷等污染物,因此就在活性污泥法 这一成熟的技术上延伸和发展出新技术、新工 艺和新设备,并被开发和推广应用,这些方法