煤矿废水处理方案

沈阳煤业（集团）鸡西盛隆矿业有限公司青山煤矿矿井水节水改造工程工艺设计方案工程编号:某有限公司二零一一年九月项目 名称：沈阳煤业（集团）鸡西盛隆矿业有限公司 青山煤矿矿井水节水改造工程建设 单位：沈阳煤业（集团）鸡西盛隆矿业有限公司 设计单位：奥有限公司第 1 章 总 论 11.1 设计依据 11.2 设计原则 11.3 设计范围 2第 2章背景情况 32.1 盛隆矿业青山煤矿总体概况 32.2 排水工程规划 3第 3章建设规模及处理程度 43.1 建设规模 43.2 处理程度 4第 4章污水处理厂工艺方案选定 54.1 矿井水处理工艺方案 54.2 矿井水处理工艺方案选择 54.3 工艺流程 74.4 处理构筑物工艺设计 74.5 工艺设备 114.6 结构设计 134.7 电气设计 144.8 自控及仪表设计 15第 5 章 工程投资估算165.1 编制范围 165.2 工程直接费用投资估算16第 6章 运行费用及效益分析 186.1 运行费用 186.2 经济指标分析 18186.3 环境效益分析 第7章补充说明20附图1平面布置图第1章总 论工程名称：沈焦煤业（集团）鸡西盛隆矿业有限公司青山煤矿矿井水改造工程建设单位：沈焦煤业（集团）鸡西盛隆矿业有限公司1.1设计依据1）建设单位提供的相关技术资料和设计要求；2）室外排水设计规范GB50014 2006 ;3）建筑给水排水设计规范GB50015 2003 ;4）沈阳煤业鸡西盛隆矿业有限公司矿井水节水改造工程可行性研究报告5）沈阳煤业鸡西盛隆矿业有限公司矿井水节水改造工程环境影响报告书 的批 复6）青山煤矿提供的有关资料7）中华人民共和国环境保护法8）中华人民共和国水污染防治法实施细则9）给水排水及相关专业规范、规定1.2 设计原则10）严格遵守国家对环境保护，服从矿区的总体规划，执行各种相关的标准 和规定。11）因地制宜的选用污水处理工艺，做到技术实用、安全可靠、处理效果稳 定，经处理后水质达标，并减少占地面积。12）污水处理流程及构筑物充分利用地形，尽量采用重力流，减少提升次数 同时力求工艺管路简洁、采用的设备效率高，以达到节能要求。13）适当地考虑自动化操作，以简化操作管理和减轻工人的劳动强度，并易 于维护保养。14）污水处理设施均采用防腐蚀、防冻、防渗漏等措施，并充分考虑产生的 污泥、恶臭、噪声等污染的处理措施，以减少二次污染。1.3 设计范围设计范围包括：各工艺单元工艺尺寸的计算，运行参数的确定，工艺 配管的设计，工艺设备的选型，以及工程投资估算和运行费用的分析。第2章背景情况2.1 盛隆矿业青山煤矿总体概况为进行矿井资源的合理开采，维护沈阳煤业集团鸡西盛隆矿业有限公 司的持续稳定发展，经集团公司研究决定对青山煤矿进行改扩建，将设计 能力由30万吨/年提高到90万吨/年。该改扩建工程的环境影响报告书于 2007年5月通过了黑龙江省环境保护厅的审批，批复中要求青山煤矿对矿 井水进行治理，并加以充分利用，剩余的矿井水要确保达标排放。目前该项目主体工程已近结束，但由于种种原因环保“三同时”工程 进度相对落后，其中最主要原因是矿井水处理程度和治理方案难以确定。 青山煤矿矿井水产生量较大，悬浮物含量超标，对周围环境造成很大，同 时生产用水严重不足，形成一种守着水，没水用的怪圈。通过节水改造工 程，污水不但得到处理，而且解决了生产用水，厂区工人生活用水，节约 了大量的水资源，使环境效益、社会效益、经济效益均得到较大的提高。2.2 排水工程规划污水量预测：矿井水污水量平均 4000吨/日第3章 建设规模及处理程度3.1 建设规模初步考虑将矿井水与生活污水分别单独处理，建设规模为：矿井水污水量平均：4000m3/d,平均每小时170m3/h。3.2 处理程度3.2.1 进水水质根据对矿井水水质构成的分析，确定拟建矿井水污水处理厂进水水质 如下表3-1所不：表3-1拟建矿井水污水处理厂进水水质PHCODSS氨氮石油类7-962550802.6702.21*注：表中污染指标单位均为mg/L。3.2.2出水水质矿井水处理后出水达到煤炭工业污染物排放标准（GB20426-2006） 中新建（扩、改生）产线排放限值，并符合城市污水再生利用城市杂用 水水质GB/T18920-200馍求。设计出水水质如表 3-3所示。表3-3煤炭工业污染物排放标准指标CODSSPH石油类Fe数值(mg/l)50506-956第4章 污水处理厂工艺方案选定4.1 矿井水处理工艺方案4.1.1 处理方式根据拟建污水处理厂进水性质，确定本工程采用机械絮凝加斜板沉淀 处理的工艺路线对废水进行处理。4.2 矿井水处理工艺方案选择机械絮凝+斜板沉淀池4.2.1 机械絮凝本项目设计2台机械絮凝池。网格絮凝沉淀池由混凝配水构筑物及絮 凝沉淀池主体组成。机械絮凝的特点机械絮凝是通过叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动，也可 以作上、下往复运动，目前我国多采用旋转方式。机械搅拌絮凝式分为水 平轴式及立轴式两种。叶片多采用条形浆板，也有网浆形式。一般可采用 多级串联方式，大型水厂则采用分级搅拌方式。絮凝时间一般采用1520min,内设34挡搅拌机。机械搅拌絮凝池的优点是，絮凝效果良好， 不受水量变化的影响，可适用于各种型式的沉淀池絮凝沉淀池絮凝反应池内通过污泥排放管内的污泥量。污泥浓缩主要在下层进行，浓缩污泥的浓度大约为100克/升。絮凝沉淀池的结构絮凝沉淀池为三个单元的综合体：反应、浓缩和斜管分离。1、反应区该反应池是本工艺的根本特色。池内装有导流墙将反应池分为内、 外 两部分，每部分的絮凝能量有明显差别。导流墙内部絮凝速度快。反应区独特的设计的结果，即能够形成较大块的、密实的、均匀的矶花，这些矶花以比现今其它正在使用的沉淀系统快得多的速度进入预沉 区。2、浓缩池当进入面积较大的预沉区时矶花的移动速度放缓。这样可以避免造成矶花的破裂及避免涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓 缩，部分浓缩污泥在浓缩池抽出并泵送回至反应池入口。3、斜管分离区斜管分离区用以除去剩余的矶花。 斜管区的配水十分均匀，水流不会 短路，使得沉淀在最佳状态下完成。沉淀水由一个收集梢系统收集。矶花堆积在沉淀池的下部，形成的污 泥也在这部分区域浓缩。絮凝沉淀池的优点有：1）污泥外回流使得对原水水质波动适应性好，即能有效地缓冲来水 水质和水量负荷的变化，从而保证合格的出水水质；2）对大部分污染物有效去除保证下游滤池系统仅做精处理的功能；3）结构紧凑，节省宝贵的土地资源和降低土建造价，尤其适用于大 城市和用地紧张的项目；4）污泥浓缩同步完成（排泥浓度大约10%干固含量），5）由于回流污泥中会含有一些药剂成分，回流至絮凝区后，延长了 泥渣和水的絮凝接触时间，使其可以再次得到利用，从而减少药剂的投加， 节省运行成本；O4.3 工艺流程异 向 斜 板 讥 淀滤液外排图4-1机械搅拌+斜板沉淀4.4 处理构筑物工艺设计本期工程的设计规模为：Q=4000 m3/d (170.0m3/h)4.4.1 旋流絮凝沉淀池4.4.1.1 调节池池废水由井下水泵直接打入调节池内，调节池为矩形结构，用于调节废 水的水量与水质，池内设有搅拌机，定时开启，防止沉淀物沉淀。基本参数：?数量：1座? 池体尺寸：长X宽X高=12.5mx 6.0mx 4.5m?总容积：337m3? 有效谷积：300m?有效水深：4.0m主要设备：污水提升泵?设备数量：2台?流量：170n3/h?扬程：15m? 功率：11KW?运行方式：1用1备潜水搅拌机?设备数量：1台?规格：D=300mm?功率：2.2KW?运行方式：间歇运行4.4.1.2 絮凝沉淀池废水通过混凝剂与助凝剂的混合，在絮凝沉淀池内进行沉淀，池内设 有斜管填料，增加了布水的均匀性，同时加速了悬浮物的沉淀。基本参数：?数量：2座? 池体尺寸：长X宽X高=7.0mx 7.0mx 5.5m?单套设计流量：2000n3/d?有效水深：5.1m主要设备：斜管填料?设备数量：1套?总面积：98m?长度：1000mm?倾斜度：60度4.4.1.3 污泥池污泥池位于室外调节池边，与调节池合建，。主要技术参数：?数量：1座? 尺寸：4.0mX 6.0mX 4.5m3?有效谷积：96m主要设备污泥泵?数量：2台?型式：螺杆泵?流量调节：手动? 电机功率：5.5kw产量：12 m3/h? 出口扬程：60m4.4.2 污泥脱水间浓缩污泥由污泥泵打到污泥脱水间的厢式污泥脱水机内进行污泥脱 水，脱水后污泥含水率65%80% ,泥饼由拉泥车外运。污泥脱水间：5.4 x 4.8m主要设备污泥脱水机?数量：1台2? 型式：过滤面积10m?流量：10m/h? 电机功率：1.5kw加药系统?数量：1台?规格：6 1500mm? 电机功率：1.5kw4.4.3 加药间加药间内设置两套加药系统，一套为絮凝剂加药装置、一套为混凝加 药装置，每套加药装置设置溶药梢、加药梢、搅拌机、加药泵等，为絮凝 沉淀池加入药剂。加药间尺寸：5.4 x 4.5m加药装置?数量：2套?规格：0 1500m? 电机功率：3.0kw加药泵?数量：6台? 规格：Q=150/ h, 7bar? 电机功率：0.45kw?加药形式：计量加药4.5 工艺设备本工程主要工艺设备见表4-1。表4-1主要工艺设备表在舁 厅P设备名称数量主要规格性能备注A1调节池电磁流量计1DN200截止阀3DN200污水提升泵2单台 Q=170m3/h ,扬程 H=15m, P = 11kw潜水搅拌机1D=300mm N=2.2KWA2斜板沉淀池斜管填料3总面积96m 2截止阀4DN150截止阀2DN250截止阀1DN100电磁流量计1DN200斜板支撑架工2管道及附件在舁 厅P设备名称数量主要规格性能备注A3污泥脱水污泥浓缩&脱水机1台自动厢式压滤机 过滤面积10m2自动制药投药装置1套单台 Q=1.1kgPAM/h投约足2台单台 Q = 1.1m3/h ,扬程 H = 20m , P = 1.1kw污泥泵2台单台 Q=10m3/h ,扬程 H = 60m, P = 5.5kw脱水自动控制系统1台脱水机厂家配套轴流风机2套工2管道及附件1套A4加药间投加泵12台Q=170L /h, 6bar , 0.37kw投加泵22台Q=130L /h, 6bar , 0.37kw自动投药装置1台加药计量泵2台Q=100L /h, 2bar , 0.37kw加药计量泵2台Q=150/h, 2bar , 0.45kw4.5.1 管材及阀门4.5.1.1 管材本项目污水、污泥管线均采用无缝钢管，焊接或法兰连接；消毒剂加药管线采用U-PVC管线，粘接或法兰连接。4.5.1.2 阀门本项目污水、污泥系统阀门采用截止阀，止回阀采用对夹式消声止回 阀；加药管线阀门采用ABS球阀。4.5.2 公用工程消耗指标4.5.2.1 电耗本项目工艺设备运行电耗总装机容量42.92KW,运行容量为22.74KW4.5.2.2 物耗本项目工艺装置运行物耗见表 4-2表4-2污水处理系统物耗分析表序号名称单 位消耗量备注1PACt/a14.62PAMt/a2.92344.5.3 总平面布置1）调节池、污泥池等构筑物建在室外半地下。2）脱水机，加药装置，等设备设在室内。4.6 结构设计4.6.1 执行的规范和标准1）混凝土结构设计规范GB50010 -2002 ;2）建筑抗震设计规范GB50011 -2001 ;3）给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069 2002 ;4）构筑物抗震设计规范GB50191 93;5）混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 2002 ;6）给水排水构筑物施工及验收规范 GBJ141 -904.6.2 材料1）材料硅：水处理构筑物池体采用C30、S6防水硅；垫层、池内找坡采用C15,基础C30;泵，鼓风机等的基础采用素混凝土。钢材：HPB235 , HRB335 , HRB400 ;钢板及型钢均采用 Q235-B;钢材的化学成份和机械性能均应符合国家标准。石料：采用MU30以上的非风化岩石料。2）地下钢筋硅构筑物地下部分内、外墙均为1 : 2水泥砂浆抹面20mm厚, 然后外墙有5#石油沥青两道防腐。4.6.3 主要构筑物一览表4-3主要工艺构筑物一览表序号构筑物名称规格尺寸单位数量结构形式备注1调节池12.5 X6.0 X4.5m座1钢筋碎2污泥池6.0 X 4.0 X 4.5m座1钢筋碎3斜管沉淀池7.0 X 7.0 X 5.5m座2钢筋碎4综合厂房24 X 18.0m座1醇混54.7电气设计4.7.1 执行的规范和标准1）供配电系统设计规范GB50052 95;2）低压配电系统设计规范GB50054 95;3）通用用电设备配电设计规范 GB50055 93;4）工业企业照明设计标准 GB50034 -924.7.2 用电负荷总装机容量约42.95kW,运行容量为22.74kW。在各电力室内，设低 压功率因数自动补偿装置。4.7.3 电气设备选型本着技术成熟、运行可靠、指标先进、经济合理的原则，又充分考虑 到国内外电气设备的制造水平及现状，主要电气设备及元器件采用国外引 进技术生产或引进关键部件制造的产品。低压配电柜采用GGD型固定式配电柜，共2面。4.7.4 供配电线路所有低压动力电缆及控制电缆均采用铜芯电缆。站内电缆采用电缆沟 及电缆桥架相结合的方式，尽可能采用电缆桥架方式。4.8自控及仪表设计4.8.1 自动控制方案1）污水提升泵和调节池水位联锁，即：低液位停泵，并报警；高液位启泵, 并报警。2）污水提升泵可根据流量进行手动变频控制。4.8.2 主要仪表设备一览表4- 4主要控制仪表一览表序号设备名称型号及规格材质单位数量备注1超声波液位计个22压力表Y-100枚43电磁流量计0700m 3台1第5章工程投资估算5.1 编制范围本工程报价范围包括工程设计、设备用材料采购加工、工程质量监控、调试、技术人员培训、竣工验收。5.2 工程直接费用投资估算5.2.1 土建投资估算表5-1 土建投资估算单位：万元（人民币）序号名称规格结构单位数量单价总价备注1调节池12.5 X 6.0 X 4.5m钢筋筋座12污泥池6.0 X 4.0 X4.5m钢筋筋座13斜管沉淀池7.0 X 7.0 X 5.5m钢筋筋座24综合厂房24 X 18.0m醇混座15合计5.2.2 工艺设备及材料投资估算表5-2工艺设备及材料投资估算位：万元（人民币）序号设备名称型号规格单位数量单价总价备注1污水提升泵Q=170m 3/h H=15m台22潜水搅拌机D=300mm N=1.5KW台13斜管填料（）60总面积96m2套14斜板支架套15出水堰套16自动厢式脱水机过滤面积30m2台17自动制药投药装置单台 Q=1.1kgPAM/h套18投约泉单台Q=1.1m3/h ,扬程H = 20m , P= 1.1kw台29污泥泉单台Q=15m3/h ,扬程H = 60m , P = 7.5kw台210轴流风机套411PAC加药装置含搅拌机、加约泉、溶药装置套112PAM加药装置含搅拌机、加约泉、溶药装置套113絮凝反应罐（）3000x3500mm台214反应搅拌机框式 D=1000mm台215管道阀门16设备安装费17防腐合计万元（人民币）5.2.3 电气及仪表投资估算表5-3电气及自控投资估算单位：万元（人民币）序号设备名称材质单位数量单价总价备注1配电柜面22超声波液位计个33压力表枚44配电及通讯电缆套15电磁流量计台16监控系统套17电照、防雷套1合计力兀（人民币）5.2.4 工程其他费用投资估算表5-4工程其它费用投资估算表单位：万元（人民币）序号名称取费标准价格备注1设计费(5-1 ) + (5-2) + (5-3) X 4%2调试费(5-1 ) + (5-2) + (5-3) X 5%3税金(5-1 ) + (5-2) + (5-3) + (5-4) + 禾润X 6.0%合计万元5.2.5 工程总投资本项目总投资为万元第6章运行费用及效益分析6.1 运行费用6.1.1 电耗本工程日耗电545kWh,电费以0.50元/kWh计，则每吨污水耗电费 用为0.068元为污水。6.1.2 物耗氯酸钠：3.28t/a4200 元/t盐 酸：6.56t/a800 元/tPAC:13.68t/a2000 元/tPAM:2.73 t/a20000 元/t本工程吨水物耗为0.18元/t污水。6.1.3 人工费本项目定员确定为4人，每人每年平均0.96万元计，则每吨污水人工 费用为0.088元/t污水。6.1.4 运行成本本工程建成后预计处理成本为0.7元/t污水，运行成本为0.336元/t污水（不含折旧费、维修费）。6.2 经济指标分析本工程建成后年处理污水量146万吨。处理装置年运行成本49.05万元。6.3 环境效益分析SS:本工程建成投产后，预计年去除：657t/ aCODcr： 839.5t/a第7章补充说明1）本方案报价为估算价，以初步设计概算为准。2）本方案设计未包括化验室的建设和化验器材的购置。3）需建设单位提供或自备部分：a） 一侧电源接至处理厂区内。b）自来水接至废水处理设备间内。c）工程调试时所使用的各类药剂，提前采购到位。