矿井水污水处理方案.doc

*矿井水处理工程技术方案*矿井水处理工程技术方案一、 概述1、企业及工程概况*矿开采河南省临汝煤田*矿区*寨井田煤层，下属三对生产矿井，均具有独立的生产系统。总的核定生产能力为1.20Mt/a。2008年生产原煤105万吨。*矿位于河南省*市南部，北距*市18km，南距*县25km，距*市60km。*。行政区划隶属于*市*镇、*乡管辖。*铁路、*国道、*省道均从矿区东部通过。有专用线与*铁路*站接轨，有矿区公路与*国道、*省道连接，交通十分方便。*的矿井水正常涌水量为92m3/h，最大涌水量为184m3/h。矿井水若不经过有效处理直接外排，不仅浪费水资源，并且对周围水环境也会造成一定程度的影响。为了响应国家环保的要求，实现节能减排，创建环保型绿色企业，减少环境污染并合理利用废水，将矿井水经过有效处理再生后回用做地面生产、生活杂用水及井下防尘用水，既合理利用水资源，又能减少污染物排放，减少对周围环境的污染。因此，*矿决心对*矿井水进行有效治理并回用作为矿区生产和杂用消防用水。2、回用用途根据*设计研究院有限公司编制的*股份有限公司*矿产业升级改造初步设计说明书中矿区给排水的设计及要求，矿井水处理后供矿区生产、消防、杂用用水。*工业场地用水量表见表1.表1 *工业场地用水量表序号用水项目用水人数或项目数用水标准用水量备注日用水量（m3/d）时变化系数最大时（m3/h）计算流量（L/s）一生活用水量1生活用水15050L/人。班7.52.50.780.222浴池用水6.2 m213.021.02.170.602小时充水3淋浴用水9个4个540L/个.淋100L/个.脸15.781.05.261.464洗衣用水225Kg80L/Kg.干衣181.52.250.63用水时间12小时5锅炉补水30.130.04用水时间16小时6食堂用水7525 L/人3.751.50.470.13用水时间12小时7绿化用水6225 m22.0 L/m2.d12.451.040.29用水时间12小时8未预见水量7.351.210.3417项之和的10%9小计80.8513.33.70二消防水量10室内消防1085415火灾延续时间2小时11室外消防2167220火灾延续时间3小时12小计32416245三生产用水量14除尘用水21692.515灌浆站用水100083.427.6用水时间12小时16小计121691.430.1四井下消防洒水17井下洒水518.428.88用水时间18小时18井下消防162.027.07.5火灾延续时间6小时19小计680.455.815.5五合计2301.3322.589.58二、工程设计依据及原则1、设计依据、规范及标准1）中华人民共和国环境保护法2）中华人民共和国环境污染防治法3）污水综合排放标准（GB8978-1996） 4）煤炭工业污染物排放标准(GB20426-2006) 5）城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB18920-2002）6）建筑给水排水设计规范（GB50015-2009）7）排水工程设计手册8）室外排水设计规范(GB50014-2006)9）室外给水设计规范(GB50013-2006)10）工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)11）工业企业厂界噪声标准(GB12348-2008)12）通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）13）工业管道工程施工及验收规范（GB50235-97）14）建筑设计防火规范（GB50016-2006）15）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236-98）16）机械设备安装工程及验收通用规范（GB50231-09）17）*设计研究院有限公司编制的*煤业股份有限公司*矿产业升级改造初步设计说明书18）甲方提供的相关资料2、设计原则1）认真执行国家和地方的有关环境保护的各项规定和标准；2）采用目前成熟、实用的处理工艺稳定可靠地达到治理目标要求；3）在上述原则下，达到投资省、运行费用低、占地面积小、处理效率高等良好的经济技术指标；4）主要单元采用自动控制系统运行管理操作运行灵活简单，降低劳动强度，减少由于人为因素造成的运转不正常；5）合理利用高程，减少提升环节，节能降耗；6）矿井水处理过程中所产生的污泥及其它污染物进行有效处理，避免二次污染。三、工程设计水质水量及处理要求1、设计水质根据甲方提供的*排水状况相关资料，结合该*矿其他矿井的矿井水水质，该矿矿井水水中含悬浮物较多，主要污染物以煤粉为主，有机污染物少，本工程矿井水各项进水水质指标如下：表2 *矿井水水质(mg/L)气味颜色PHCOD悬浮物无灰黑色7.6350mg/l570mg/l2、设计水量根据*煤业股份有限公司*产业升级改造初步设计说明书提供的矿井涌水量，*井下正常涌水量为92m3/h，最大涌水量为184m3/h。本工程按处理水量为100m3/h进行设计。3、处理后水质标准根据*用水量及对水质的要求，本工程选用一元化净水器进行处理。处理后的矿井水再经消毒后，供矿区生产、消防及杂用用水，多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。矿井水处理后的水质须达到杂用水水质标准。表3 生产消防等杂用水水质标准(mg/L)浊度悬浮物色度PH总大肠菌群1015306.5-9.05四、工程设计范围1、厂区矿井水水质分析；2、矿井水处理站的工艺流程设计和所有设施的平面布置；3、矿井水处理站内的建（构）筑物设计；4、矿井水处理站内设备选型及非标设备等的设计；5、矿井水处理站界区内的所有工艺管道和线路设计；6、矿井水处理站内动力设备的动力配线；7、投资概算；8、技术经济及运行费用分析。五、矿井水处理方案的设计1、矿井水水质分析*矿井水中主要的污染物为煤尘，通常情况下矿井水中的SS近600mg/L，其中绝大部分为煤尘，废水中煤尘颗粒较小,煤尘的比重与水的比重又较接近，很难靠重力自然沉降，须采取合理的处理工艺进行处理。2、矿井水处理工艺的选择分析根据矿区的用水要求及环保要求，采用初沉调节+絮凝反应斜管沉淀+过滤处理工艺，为节约投资，减少占地面积，本工程采用我单位的专利产品一元化净水器对矿井水处理，处理后绝大部分水供工业场地生产用水，多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。六、矿井水处理工艺流程本工程矿井水处理工艺流程为：矿井水收集后经提升泵进入初沉调节池，在初沉调节池内进行水质水量的调节，并初步去除废水中的大颗粒易沉降的悬浮物，经过初沉调节池调节水质水量后，提升进入一元化净水器，矿井水在管道内与絮凝剂进行混合，进入絮凝反应池进行充分的反应，再进入斜管沉淀池进行沉淀。本工艺投加的絮凝剂为PAC，絮凝剂投加量根据水质的变化进行调整。絮凝反应池为网格反应池；沉淀池采用斜管沉淀池，内置斜管，斗式集泥，静水压力排泥，为节省占地，采用一元化净水器进行处理，沉淀后的矿井水过滤后进行消毒处理，进入清水池，供工业场地生产用水。多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。本矿井水处理站工艺流程如下图所示： PAC砂滤池斜管沉淀池絮凝反应池初沉调节池井下排水 提升泵 消毒剂 生产消防清水池 各用水点供水泵房 矿井水处理过程中产生的煤泥进入污泥浓缩池进行浓缩减容，上清液进入初沉调节池，浓缩后污泥通过螺杆泵提升至板框压滤机进行压滤，产生的煤泥回收。污泥处理系统工艺流程如下：初沉调节池 上清液 压滤液污泥压滤机污泥浓缩池煤泥回收斜管沉淀池 砂滤池 反冲水3）、矿井水处理站工艺分析本矿井水处理工程选用的初沉调节+一元化净水工艺技术成熟可靠，去除效率高，工程投资少，完全满足矿井水的回用要求。七、主要构筑物及设备1、初沉调节水池初沉调节池收集井下矿井水，进行水质水量调节，并进行初步沉淀，调节时间8.5h，有效容积800m3，1座，全地下式钢砼结构。初沉调节池尺寸为：L×B×H=14m×14m×4.5m，分两格，有效水深4.2m，超高0.3m。初沉池配套设备：1）提升泵：向一元化净水器的絮凝反应池提升矿井水，采用耦合潜污泵，150WQ120-10-7.5，二台，一用一备。主要技术参数：H10m，Q120m3/h，进水管为DN200焊接钢管。2）潜污泵：提升初沉调节池沉淀的煤泥至污泥浓缩池，采用耦合污泥泵，两台，型号为100WQ65-15-5.5，一用一备。初沉池SS去除效率为15%，含水率为99%的污泥产量每天为21m3/d。2、一元化净水设备及综合车间本工程共设置两套处理能力为60t/h的一元化净水器。该设备集絮凝反应池、斜管沉淀池及过滤池于一体，具有处理能力好，抗冲击负荷强，占地面积小，操作管理简单等特点。1）一元化净水器：尺寸为8m×3.5m×4.5m，为成套钢制设备，一元化净水器布置在净水车间内。一元化净水器砂滤池配套反冲泵：砂滤池采用冲洗水泵进行反冲洗，反冲洗水泵采用潜水耦合泵，型号200WQ350-25-37，安装于清水池内，共计2台，一用一备；主要技术参数：H25m，Q350m3/h，功率37KW。2）综合车间采用轻型钢结构，为联合建筑，面积350m2，综合车间尺寸为25×14×6m(长×宽×高)。包含一元化净水车间、消毒剂/PAC制取间、值班室、配电间、供水泵房、板框压滤机房。经过絮凝沉淀、过滤后的矿井水经消毒后进入生产用水水池，回用于矿区生产。3）消毒剂/PAC制取间：1座，L×B×H=6m×5m×4m，钢结构，机房内安装二氧化氯发生器一台、絮凝剂制取投加装置两套、加药计量泵两台。二氧化氯发生器型号：JSN-FZ500，主要技术参数：有效氯产量Q500g/h，功率3.0KW，尺寸为（L×B×H）700×600×1500mm。二氧化氯消毒工艺有高效、快速、安全的特点，可以避免液氯消毒易产生致癌物卤代烃（THMs）等消毒副产品，较液氯消毒具有明显的优越性，在较小的投加量情况下，可保持较高的杀菌效率，而且对水中的色度有较好的去除效果。本工程采用二氧化氯消毒使加氯系统具有良好的安全性、投加精度、自控水平与经济的运行费用，投加量为5mg/L。加药装置：2套，用于溶解和搅拌絮凝剂，搅拌机1.1 kW，投加混凝剂10%PAC溶液，投加量为30mg/L。加药计量泵：两台，一用一备。主要技术参数：H20m，Q320L/h，功率0.75KW。4）板框压滤机房：1座，L×B×H=9m×6 m×4m，钢结构，机房内安装板框压滤机及螺杆泵螺杆泵：型号I-IB(F)-70-45-60，两台，用于将浓缩池的煤泥送往板框压滤机。主要技术参数：Q=45m3/h ，H=60m，功率为15kW。板框压滤机：型号XMYJ30/800，一台, 压滤机过滤面积为30m2，板框尺寸为800mm，每次压滤产生的污泥量为5m3，功率为4kW。板框压滤机具有压滤后泥饼含固率、固体回收率高，噪音小能耗较低等优点。因此，从经济方面和日常检修维护方面考虑，选择板框压滤机即可满足污泥干化要求，无需再建煤泥干化场，减少用地。压滤生成的煤泥运至南侧的锅炉房，作为燃料使用。5）值班室：1座，L×B×H=6m×3m×4m，钢结构。6）配电间：1座，L×B×H=6m×3m×4m，钢结构。3、生产消防水池经处理后矿井水进入清水池储存，水池有效容积为800m3，分两座，地下式钢筋混凝土结构，水池尺寸为14m×14m×5m。安装两台砂滤池反冲洗水泵。4、供水泵房通过供水泵房内的供水设备向矿区供水。供水泵房1座，L×B×H10×6×4m，半地下式砖混结构。泵房安装的供水设备由甲方确定。5、污泥浓缩池本矿井水处理站每天产生含水率99%的污泥量为136m3。污泥浓缩池采用圆形钢筋砼结构，直径6m，深5 m（锥斗深2.5m），有效容积85m3，两座交替运行，煤泥在污泥浓缩池内进行有效浓缩，降低煤泥的含水率。污泥浓缩池将初沉调节池、反应池、斜管沉淀池和砂滤池排放的含水率为99%以上的煤泥，浓缩后含水率将降低到96%以下，体积将减少1/2，浓缩后煤泥通过螺杆泵提升至板框压滤机压滤，浓缩池的上清液及压滤机的压滤液回流到初沉调节池中，压滤生成的煤泥饼回收运至南侧锅炉房作为燃料利用。6、其他 主要有矿井水处理厂内管网，道路、人行道、阀门井、设备基础等。八、工程造价估算估算编制说明1、工程内容及估算范围 1）、包括矿井水处理站内的设备及管道（界区外1m），处理站内动力、电控系统（上级总电源线至配电间内不包括在本概算内），土建（包括调节池、生产消防水池、设备基础、综合车间等）；2）、矿井水处理系统的设计；设备供货、安装；调试、人员培训等。2、编制依据河南省建设工程工程量清单综合单价（2008）；材料价格根据*市工程造价信息确定；设备管材等按厂家出厂价格加运杂费用综合测算。3、工程投资概算土建部分投资估算见表4，设备部分投资估算见表5，工程总投资估算见表6。 表4 土建部分投资估算序号名称结构单位数量单价（万元）总价（万元）1初沉调节池钢混砼座125252综合车间钢构座140403生产消防水池钢混砼座147474污泥浓缩池钢混砼座29185道路排水沟等项1666设备基础等项1557合计大写：人民币壹佰肆拾壹万元141表5 设备部分投资估算序号名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）备注1初沉调节池提升泵150WQ120-10-7.5台20.91.8潜污泵2初沉池污泥泵100WQ65-15-5.5台20.61.2潜污泵3絮凝剂制取设备TCXN-10套21.22.44加药计量泵25DF-12台20.81.65一元化净水器处理能力75t/h套232646滤池反冲洗水泵350m3/h,H=25m台23.87.67二氧化氯发生器JSN-FZ500套16.56.58板框压滤机XMYJ30/800台17.07.09螺杆泵I-IB(F)-70-45-60台22.24.410电线电缆项122.022.011阀门项110.010.012控制配电柜台42.510.013管道及管件项126.026.014其它项15.05.015合计大写：人民币壹佰陆拾玖万伍仟元169.5表6 工程总投资估算序号名称费率价格（万元）1土建部分1412设备部分169.53小计310.54安装费2*1016.955调试费3.56利润（3+4）*516.47税金（3+4+5+6）*3.41311.868合计359.21工程总造价为叁佰伍拾玖万贰仟壹佰元整。九、技术经济分析及效益分析1、技术经济分析1）、直接运行成本表7 电力消耗估算序号名称功率（kw）运行台数折工时h/d能耗（kw·h/d）1初沉调节池提升泵7.51241802潜水泥浆泵5.510.42.23絮凝剂制取设备1.121226.44隔膜计量泵0.75124285砂滤池反冲洗水泵3711476二氧化氯发生器3.015557板框压滤机414158螺杆泵1514709厂区照明及其他4126810合计550表8 运行费用估算序号名称标准运行费（元/d）1人员工资用6个工人，2000元/月4002电 费用电量399.6kw·h/d，电费0.7元/kw·h279.723药剂费用PAC、氯酸钠、盐酸等700合计1579.72处理1m3矿井水直接运转费（含电耗、药剂、人工）合计0.53元(满负荷情况下)，设不可预见费0.02元/吨,则直接运行费为0.55元/吨水。（2）间接运行成本设备折旧：折旧期按15年计算：折旧费：169.5÷1511.3万元/年113000÷2400÷3650.13元/吨水设备维修费：维修费每年按设备总投资的2%计算：维修费：169.5×2%3.3万元/年33900÷2400÷3650.05元/吨水间接运转费合计0.17元/吨水(满负荷情况下) 矿井水处理成本为0.550.170.82元/吨水。2、效益分析：（1）经济效益： 工业用自来水单价为2.8元/吨水，矿井水处理成本为0.72元/吨水，矿井水排污费为0.8元/吨，*每天产生的2400吨的矿井水经处理后部分回用，可减少使用自来水2030t/d，减少排污费的缴纳，矿井水处理站建成后可带来每年450万元的经济效益，经济效益十分明显。（2）环境效益：每天2400吨的矿井水通过处理回用于矿区生产，不但节约了水资源，而且矿井水利用率达到90%以上，可减少对周围环境的污染。表9 环境效益一览表序号污染物指标年减少量T备注1SS479.522CODCr25.92（3）社会效益矿井水处理厂建成后不但解决部分人员就业问题，而且矿井水处理站建成后，矿井水得到有效处理并部分回用，将减少环境污染及水资源的利用，改善矿区及周围的环境。3、建设周期该项目建设可在65天内施工完毕，工程调试期10天。十、矿井水处理站的布置1、矿井水处理站的流程布置原则（1）流程力求简短,避免迂回重复,使处理过程中的水头损失最小.构筑物尽量靠近,便于操作管理。（2）尽量适应地形,因地制宜地考虑流程,力求减少土石方量。（3）考虑近远期的协调。2、平面布置 平面布置原则是:与厂区总体规划保持一致，矿井水处理站内绿化与厂区绿化一致，内部工艺流程流畅，便于操作和管理。合理布局,功能分区,流程有序,减少土地征用。按此原则，根据厂址的地形，地貌，道路等自然条件，考虑进出水走向，风向等因素。从总体布置上看，站内布置紧凑，功能分明确，运行管理方便，构筑物布置间距符合消防及卫生防护要求。十一、矿井水处理站供水供电1、矿井水处理站供配电1）、主电源矿井水处理站供电电压720V，电源由甲方从矿区上级配电柜接入；2）矿井水处理站装机负荷矿井水处理站用电设备总台数为15台，工作台数为6台，总装机容量为144.7kW。表10 矿井水处理站总装机负荷序号名称功率（kw）台数总功率（kw）1初沉调节池提升泵7.52182潜水泥浆泵5.52453絮凝剂制取设备1.12554加药计量泵0.752255反冲洗水泵372546二氧化氯发生器3127板框压滤机4128螺杆泵152529厂区照明4610合计2652、处理站给水排水本矿井水处理站用水量小，用水主要为处理站值班人员生活用水、药剂制取用水等，日用水量为4t，给水管道从供水管网接入。矿井水处理站排水通过处理站的排水管道进入矿区污水管网，进入矿区污水处理系统进行处理。十二、环境保护本工程其本身就是一个环保治理项目，对保护周围环境，减少污染和保护水资源及企业的保持清洁持续发展均有重要的现实意义。1、设计依据1）污水综合排放标准(GB8978-96)2）工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)3）工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)4）煤炭工业污染物排放标准(GB20426-2006) 2、水污染控制本工程完成投产后，2400m3/d的矿井水处理后，部分达标排放，部分回用于矿区生产、生活杂用用水，每天约减约1740m3/d的自来水使用。3、噪音污染控制处理站内水泵为主要的噪声污染源，水泵尽量采用潜水泵，非水下电机采用优质低噪电机。4、矿井水处理站站内绿化根据厂区总体绿化要求，甲方进行绿化。十三、劳动保护、工业卫生、安全防护1、设计依据1）建筑设计防火规范（GB50016-2006）；2)建筑物防雷设计规范（GB50057-94）；3)工业企业设计卫生标准(TJ36-79)。2、消防处理厂内建筑物耐火等级为三级。机房和值班室配置磷酸铵盐干粉灭火器。3、安全所有需经常操作、检查的高架设备均设置平台、梯子，水池、平台、走道板、楼梯设置可靠的安全护栏，设备外露转动部分设置可靠的安全防护罩。所有转动设备的外露部分，均设置护栏，并作标记，以确保人身和设备安全。主要设备均设安全标志。4、卫生加强个人防护，从事有毒有害介质作业的工人上岗，需穿戴工作服、安全帽和橡皮手套。生产及作业场所夜间应有充足照明。高低压配电设备及场所均设置电气安全标志，同时在规范规定的场所，装设必要的应急照明设施。对操作环境有异味及通风条件较差的建筑（加药间及消毒室）采用机械通风措施（设置轴流风机）。选用先进可靠的机泵、阀门及管材，加强维修与管理，严禁跑冒滴漏现象发生。十四、培训与服务1、人员培训与要求为了使甲方操作管理人员能够正确操作矿井水处理站内的设备，保证处理站整个系统正常运行，我公司将在工程调试之前对矿井水处理站的管理、操作人员进行免费人员培训,整个培训计划在污水处理设施调试过程中完成。主要内容有：矿井水处理的基本知识： 本工程工艺流程、控制参数培训；类似工程参观、现场讲解；本工程现场讲解；化验分析方法；安全培训；设备操作、维修与维护等。工程调试期间，拟派一名工艺工程师和一名设备工程师现场跟进，对操作人员进行言传身教。工程调试完成交付使用后，甲方若有任何疑问，可随时联系我公司，若有急需解决的问题，我公司马上派技术人员到现场帮助处理。该处理站运行系统涉及到一定的物理、化学及生物学的处理机制,并在处理过程中使用有机械设备及自动控制装置，设有化验室等。因此每个操作管理人员，要具备一定的物理、化学等方面的文化专业知识。应熟悉所整个处理工艺流程、原理，每个处理步骤的作用，各步骤处理单元在处理系统中的地位，即了解原理、作用。熟悉操作的具体步骤，综合分析运行数据。掌握了解处理设备的原理、型号、操作步骤及有关规程。会进行废水处理的有关运行中的工艺数据的测定。会维护使用处理设备。掌握处理工艺的安全操作知识及处理事故的应急措施。熟悉本站的有关技术规定。处理站的处理机械设备型式各有不同，还有电气，仪表自动控制装置等 。因此本站维护工作应包括机修钳工、管工、电工及仪器仪表维修工等的工作。但由于各单位人员设置不同，建议以日常维护处理设备的正常运转为原则，维修由*机电队负责维修。维修工作要求设备维修人员应懂得处理设备的原理，会看懂处理设备的图纸资料，会合理使用工具，维修人员应懂处理设备的作用、型号及机械性能。维修人员应会正确拆装设备，科学检修，维护人员会检查设备中的不正常现象，能正确处理，熟悉本专业的有关安全知识及对应急事故的处理。2、服务承诺为保证用户的利益,也为我公司长期、稳定地发展，我们将以“一流的技术、优质的施工、满意的售后服务”为宗旨，努力做好下述几个方面的服务工作：1）前期配合服务在方案阶段，我们将派出最具有经验的工程师与用户进行沟通，了解用户意图和实际情况，进行现场勘察，提供完善的、切实可行的设计方案，积极配合用户进行有关方面的技术交流。工程实施之前，与有关方面做好技术交底工作，明确工作流程，制定工程进度计划，明确关键节点。2）施工及供货服务成立项目组，指派经验丰富的项目经理，项目组成员包括所需要的各专业的技术人员及常驻现场技术人员。配合土建的放线、标高控制、预埋等工序的实施，及时处理与工艺有关的问题。严格按照设计要求组织设备采购及材料的供货，保证设备安装质量及工期要求。严格按照国家现行规范进行施工与验收。3）调试期服务制订详细的调试工作计划，包括对用户的管理人员和操作维护人员的现场技术培训工作计划，提供详尽的技术说明文件，保证操作管理人员具备独立的工作能力。做好调试记录，及时解决调试过程中出现的技术问题。及时送检水样，做好验收前的准备工作。配合验收工作。4）工程移交提供工程竣工以及管理和维护制度文件，提供设备、材料的厂家资讯资料。移交系统技术说明以及设备使用说明文件。移交全部工艺系统及日常运转所需的工具和备品备件。5）工程移交后的服务自工程验收之日起，我们将对整个工程的设备提供1年的免费保修服务。在保修期内，如设备正常使用情况下发生故障，我们免费进行检修，并在24小时内作出响应。如在现场不能排除故障，在不超过一个星期的时间内，我们将负责通知生产厂（包括进口产品的国外制造商）派技术人员到现场免费进行处理。保修期满后，我们将建立定期回访制度，了解系统运行情况，认真处理用户意见。我们对整个工程提供终身技术服务，保证处理系统各项设备的正常运转，保证水质长期稳定达标。