煤礦廢水處理方案沈陽煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水節水改造工程工藝設計方案工程編號：某有限公司二零一一年 九月項 目 名 稱：沈陽煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水節水改造工程建 設 單 位：沈陽煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司設 計 單 位： 某有限公司目 錄第1章總 論--------------------------------------------------------------------- 11.1設計依據------------------------------------------------------------------------------ 11.2設計原則------------------------------------------------------------------------------ 11.3設計范圍------------------------------------------------------------------------------ 2第2章背景情況--------------------------------------------------------------------- 32.1盛隆礦業青山煤礦總體概況 ------------------------------------------------------ 32.2排水工程規劃------------------------------------------------------------------------ 3第3章建設規模及處理程度 ------------------------------------------------------ 43.1建設規模------------------------------------------------------------------------------ 43.2處理程度------------------------------------------------------------------------------ 4第4章污水處理廠工藝方案選定 ------------------------------------------------ 54.1礦井水處理工藝方案 --------------------------------------------------------------- 54.2礦井水處理工藝方案選擇 --------------------------------------------------------- 54.3工藝流程------------------------------------------------------------------------------ 74.4處理構筑物工藝設計 --------------------------------------------------------------- 74.5工藝設備----------------------------------------------------------------------------114.6結構設計----------------------------------------------------------------------------144.7電氣設計----------------------------------------------------------------------------154.8自控及儀表設計-------------------------------------------------------------------16第5章工程投資估算 -------------------------------------------------------------175.1編制范圍----------------------------------------------------------------------------175.2工程直接費用投資估算 ----------------------------------------------------------17第6章運行費用及效益分析 ----------------------------------------------------216.1運行費用----------------------------------------------------------------------------216.2經濟指標分析----------------------------------------------------------------------226.3環境效益分析----------------------------------------------------------------------22第7章補充說明-------------------------------------------------------------------23附圖1《平面布置圖》沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程第1章 總 論工程名稱：沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程建設單位：沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司1.1設計依據建設單位提供的相關技術資料和設計要求；《室外排水設計規范》GB50014－2006；《建筑給水排水設計規范》GB50015－2003；沈陽煤業雞西盛隆礦業有限公司礦井水節水改造工程可行性研究報告沈陽煤業雞西盛隆礦業有限公司礦井水節水改造工程環境影響報告書的批復青山煤礦提供的有關資料《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國水污染防治法實施細則》給水排水及相關專業規范、規定1.2設計原則嚴格遵守國家對環境保護，服從礦區的總體規劃，執行各種相關的標準和規定。因地制宜的選用污水處理工藝，做到技術實用、安全可靠、處理效果穩定，經處理后水質達標，并減少占地面積。污水處理流程及構筑物充分利用地形，盡量采用重力流，減少提升次數。同時力求工藝管路簡潔、采用的設備效率高，以達到節能要求。適當地考慮自動化操作，以簡化操作管理和減輕工人的勞動強度，并易于維護保養。某有限公司 1沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程污水處理設施均采用防腐蝕、防凍、防滲漏等措施，并充分考慮產生的污泥、惡臭、噪聲等污染的處理措施，以減少二次污染。1.3設計范圍設計范圍包括：各工藝單元工藝尺寸的計算，運行參數的確定，工藝配管的設計，工藝設備的選型，以及工程投資估算和運行費用的分析。某有限公司 2沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程第2章背景情況2.1盛隆礦業青山煤礦總體概況為進行礦井資源的合理開采，維護沈陽煤業集團雞西盛隆礦業有限公司的持續穩定發展，經集團公司研究決定對青山煤礦進行改擴建， 將設計能力由30萬噸／年提高到90萬噸／年。該改擴建工程的環境影響報告書于2007年5月通過了黑龍江省環境保護廳的審批，批復中要求青山煤礦對礦井水進行治理，并加以充分利用，剩余的礦井水要確保達標排放。目前該項目主體工程已近結束，但由于種種原因環保“三同時”工程進度相對落后，其中最主要原因是礦井水處理程度和治理方案難以確定。青山煤礦礦井水產生量較大，懸浮物含量超標，對周圍環境造成很大，同時生產用水嚴重不足，形成一種守著水，沒水用的怪圈。通過節水改造工程，污水不但得到處理，而且解決了生產用水，廠區工人生活用水，節約了大量的水資源，使環境效益、社會效益、經濟效益均得到較大的提高。2.2排水工程規劃污水量預測：礦井水污水量平均 4000噸/日某有限公司 3沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程第3章 建設規模及處理程度3.1建設規模初步考慮將礦井水與生活污水分別單獨處理，建設規模為：礦井水污水量平均：4000m3/d，平均每小時170m3/h。3.2處理程度進水水質根據對礦井水水質構成的分析，確定擬建礦井水污水處理廠進水水質如下表3-1所示：表3-1擬建礦井水污水處理廠進水水質PHCODSS氨氮石油類7-96255080~2.670~2.21注：表中污染指標單位均為mg/L。出水水質礦井水處理后出水達到《煤炭工業污染物排放標準》 (GB20426-2006)中新建（擴、改生）產線排放限值，并符合《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T18920-2002要求。設計出水水質如表 3-3所示。表3-3煤炭工業污染物排放標準指標 COD SS PH 石油類 Fe數值(mg/l) ≤50 ≤50 6-9 5 6某有限公司 4沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程第4章污水處理廠工藝方案選定4.1礦井水處理工藝方案處理方式根據擬建污水處理廠進水性質，確定本工程采用機械絮凝加斜板沉淀處理的工藝路線對廢水進行處理。4.2礦井水處理工藝方案選擇機械絮凝＋斜板沉淀池機械絮凝本項目設計2臺機械絮凝池。網格絮凝沉淀池由混凝配水構筑物及絮凝沉淀池主體組成。機械絮凝的特點機械絮凝是通過葉片攪拌完成絮凝過程。 葉片可以作旋轉運動，也可以作上、下往復運動，目前我國多采用旋轉方式。機械攪拌絮凝式分為水平軸式及立軸式兩種。葉片多采用條形漿板，也有網漿形式。一般可采用多級串聯方式，大型水廠則采用分級攪拌方式。絮凝時間一般采用 15～20min，內設3～4擋攪拌機。機械攪拌絮凝池的優點是，絮凝效果良好，不受水量變化的影響，可適用于各種型式的沉淀池絮凝沉淀池絮凝反應池內通過污泥排放管內的污泥量。污泥濃縮主要在下層進行，濃縮污泥的濃度大約為 100克/升。絮凝沉淀池的結構絮凝沉淀池為三個單元的綜合體：反應、濃縮和斜管分離。1、反應區該反應池是本工藝的根本特色。池內裝有導流墻將反應池分為內、外兩部分，每部分的絮凝能量有明顯差別。導流墻內部絮凝速度快。反應區獨特的設計的結果，即能夠形成較大塊的、密實的、均勻的某有限公司 5沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程礬花，這些礬花以比現今其它正在使用的沉淀系統快得多的速度進入預沉區。2、濃縮池當進入面積較大的預沉區時礬花的移動速度放緩。這樣可以避免造成礬花的破裂及避免渦流的形成，也使絕大部分的懸浮固體在該區沉淀并濃縮，部分濃縮污泥在濃縮池抽出并泵送回至反應池入口。3、斜管分離區斜管分離區用以除去剩余的礬花。斜管區的配水十分均勻，水流不會短路，使得沉淀在最佳狀態下完成。沉淀水由一個收集槽系統收集。礬花堆積在沉淀池的下部，形成的污泥也在這部分區域濃縮。絮凝沉淀池的優點有：1）污泥外回流使得對原水水質波動適應性好， 即能有效地緩沖來水水質和水量負荷的變化，從而保證合格的出水水質；2）對大部分污染物有效去除保證下游濾池系統僅做精處理的功能；3）結構緊湊，節省寶貴的土地資源和降低土建造價，尤其適用于大城市和用地緊張的項目；4）污泥濃縮同步完成(排泥濃度大約10％干固含量)，5）由于回流污泥中會含有一些藥劑成分， 回流至絮凝區后，延長了泥渣和水的絮凝接觸時間，使其可以再次得到利用，從而減少藥劑的投加，節省運行成本；。某有限公司 6沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程4.3工藝流程調機進節械水池絮凝污泥回流池

異向排斜放板沉淀脫水機儲泥污泥外池房運濾液外排

圖4-1 機械攪拌＋斜板沉淀4.4處理構筑物工藝設計本期工程的設計規模為：Q＝4000m3/d（170.0m3/h）某有限公司 7沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程旋流絮凝沉淀池 調節池池廢水由井下水泵直接打入調節池內，調節池為矩形結構，用于調節廢水的水量與水質，池內設有攪拌機，定時開啟，防止沉淀物沉淀。基本參數：數量：1座池體尺寸：長×寬×高=12.5m×6.0m×4.5m3? 總容積：337m3? 有效容積：300m? 有效水深：4.0m主要設備：污水提升泵設備數量：2臺3? 流量：170m/h? 揚程：15m? 功率：11KW? 運行方式：1用1備潛水攪拌機? 設備數量：1臺? 規格：D=300mm? 功率：2.2KW? 運行方式：間歇運行某有限公司 8沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程 絮凝沉淀池廢水通過混凝劑與助凝劑的混合，在絮凝沉淀池內進行沉淀，池內設有斜管填料，增加了布水的均勻性，同時加速了懸浮物的沉淀。基本參數：數量：2座池體尺寸：長×寬×高=7.0m×7.0m×5.5m3? 單套設計流量：2000m/d? 有效水深：5.1m主要設備：斜管填料設備數量：1套2? 總面積：98m? 長度：1000mm? 傾斜度：60度 污泥池污泥池位于室外調節池邊，與調節池合建，。主要技術參數：數量：1座尺寸：4.0m×6.0m×4.5m3? 有效容積：96m主要設備污泥泵數量：2臺型式：螺桿泵流量調節：手動某有限公司 9沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程電機功率：5.5kw產量：12m3/h出口揚程：60m污泥脫水間濃縮污泥由污泥泵打到污泥脫水間的廂式污泥脫水機內進行污泥脫水，脫水后污泥含水率 65%~80%，泥餅由拉泥車外運。污泥脫水間：5.4×4.8m主要設備污泥脫水機數量：1臺2? 型式：過濾面積10m3? 流量：10m/h? 電機功率：1.5kw加藥系統數量：1臺規格：φ1500mm電機功率：加藥間加藥間內設置兩套加藥系統，一套為絮凝劑加藥裝置、一套為混凝加藥裝置，每套加藥裝置設置溶藥槽、加藥槽、攪拌機、加藥泵等，為絮凝沉淀池加入藥劑。加藥間尺寸：5.4×4.5m加藥裝置數量：2套規格：φ1500m某有限公司 10沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程電機功率：3.0kw加藥泵數量：6臺規格：Q=150／h，7bar電機功率：0.45kw加藥形式：計量加藥4.5工藝設備本工程主要工藝設備見表 4-1。序號設備名稱A1調節池電磁流量計截止閥污水提升泵潛水攪拌機A2 斜板沉淀池斜管填料截止閥截止閥截止閥電磁流量計斜板支撐架

表4-1主要工藝設備表數量 主要規格性能 備注1DN2003DN200單臺Q＝170m3/h，揚程H＝15m，P＝11kw1 D=300mmN=2.2KW3總面積96m24DN1502DN2501DN1001DN200某有限公司 11沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程序號 設備名稱 數量 主要規格性能 備注工藝管道及附件A3A4

污泥脫水污泥濃縮&脫水機自動制藥投藥裝置投藥泵污泥泵脫水自動控制系統軸流風機工藝管道及附件加藥間投加泵1投加泵2

1臺自動廂式壓濾機過濾面積10m21套單臺Q=1.1kgPAM/h單臺Q＝1.1m3/h，揚2臺 程H＝20m，P＝1.1kw單臺Q＝10m3/h，揚2臺 程H＝60m，P＝5.5kw1臺 脫水機廠家配套套套臺Q=170L／h，6bar，0.37kw臺Q=130L／h，6bar，0.37kw某有限公司 12沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程序號設備名稱數量主要規格性能備注自動投藥裝1臺置加藥計量泵2臺Q=100L／h，2bar，0.37kw加藥計量泵2臺Q=150／h，2bar，0.45kw管材及閥門 管 材本項目污水、污泥管線均采用無縫鋼管，焊接或法蘭連接；消毒劑加藥管線采用U-PVC管線，粘接或法蘭連接。 閥 門本項目污水、污泥系統閥門采用截止閥，止回閥采用對夾式消聲止回閥；加藥管線閥門采用 ABS球閥。公用工程消耗指標 電 耗本項目工藝設備運行電耗總裝機容量42.92KW,運行容量為22.74KW。 物 耗本項目工藝裝置運行物耗見表 4-2。表4-2 污水處理系統物耗分析表序名稱單消耗備號位量注1PACt/a14.6某有限公司 13沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程2 PAM t/a 2.9234總平面布置調節池、污泥池等構筑物建在室外半地下。脫水機，加藥裝置，等設備設在室內。4.6結構設計執行的規范和標準《混凝土結構設計規范》GB50010－2002；《建筑抗震設計規范》GB50011－2001；《給水排水工程構筑物結構設計規范》GB50069－2002；《構筑物抗震設計規范》GB50191－93；《混凝土結構工程施工及驗收規范》GB50204－2002；《給水排水構筑物施工及驗收規范》GBJ141－90材 料材料砼：水處理構筑物池體采用 C30、S6防水砼；墊層、池內找坡采用C15，基礎C30；泵，鼓風機等的基礎采用素混凝土。鋼材：HPB235，HRB335，HRB400；鋼板及型鋼均采用Q235-B；鋼材的化學成份和機械性能均應符合國家標準。石料：采用MU30以上的非風化巖石料。地下鋼筋砼構筑物地下部分內、外墻均為1∶2水泥砂漿抹面20mm厚，然后外墻有5#石油瀝青兩道防腐。主要構筑物一覽表4-3 主要工藝構筑物一覽表某有限公司 14沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程序構筑物規格單位數結構備號名稱尺寸量形式注1調節池12.5×6.0座1鋼筋×4.5m砼2污泥池6.0×4.0座1鋼筋×4.5m砼3斜管沉淀7.0×7.0座2鋼筋池×5.5m砼4綜合廠房24×座1磚混18.0m54.7電氣設計執行的規范和標準《供配電系統設計規范》GB50052－95；《低壓配電系統設計規范》GB50054－95；《通用用電設備配電設計規范》GB50055－93；《工業企業照明設計標準》GB50034－92用電負荷總裝機容量約42.95kW，運行容量為22.74kW。在各電力室內，設低壓功率因數自動補償裝置。電氣設備選型本著技術成熟、運行可靠、指標先進、經濟合理的原則，又充分考慮到國內外電氣設備的制造水平及現狀，主要電氣設備及元器件采用國外引進技術生產或引進關鍵部件制造的產品。低壓配電柜采用 GGD型固定式配電柜，共 2面。某有限公司 15沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程供配電線路所有低壓動力電纜及控制電纜均采用銅芯電纜。站內電纜采用電纜溝及電纜橋架相結合的方式，盡可能采用電纜橋架方式。4.8自控及儀表設計自動控制方案污水提升泵和調節池水位聯鎖，即：低液位停泵，并報警；高液位啟泵，并報警。污水提升泵可根據流量進行手動變頻控制。主要儀表設備一覽表4-4 主要控制儀表一覽表序 設 備 型 號 及 規 材 單 數 備號名稱格質位量注1超聲波個2液位計2壓力表Y-100枚43電磁流0~100m3臺1量計某有限公司 16沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程第5章 工程投資估算5.1編制范圍本工程報價范圍包括工程設計、設備用材料采購加工、工程質量監控、調試、技術人員培訓、竣工驗收。5.2工程直接費用投資估算土建投資估算表5-1 土建投資估算序名 稱號調節池污泥池斜管沉3淀池綜合廠4房5合計

規 格12.5×6.04.5m6.0×4.04.5m7.0×7.05.5m×18.0m

單位：萬元(人民幣)單 數 單 總 備結構位 量 價 價 注鋼筋座 1砼鋼筋 座 1砼鋼筋 座 2砼磚座1混某有限公司 17沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程工藝設備及材料投資估算表5-2 工藝設備及材料投資估算序設備名稱號污水提升1泵潛水攪拌2機斜管填料斜板支架出水堰

型號規格Q=170m3/hH=15mD=300mmN=1.5KW60總面積96m2

位：萬元(人民幣)單數單總備位量價價注臺2臺1套1套1套1自動廂式6脫水機

過濾面積30m2 臺 1自動制藥7

單臺

套 1投藥裝置8投藥泵9污泥泵

Q=1.1kgPAM/h單臺Q＝1.1m3/h，揚程H臺2＝20m，P＝1.1kw單臺Q＝15m3/h，揚程H臺2＝60m，P＝7.5kw某有限公司 18沈焦煤業（集團）雞西盛隆礦業有限公司青山煤礦礦井水改造工程1軸流風機套401PAC加藥含攪拌機、加藥套11裝置泵、溶藥裝置1PAM加含攪拌機、加藥套12藥裝置泵、溶藥裝置1絮凝反應φ臺23罐3000x3500mm1反應攪拌框式臺24機D=1000mm1管道閥門5設備安裝6 費防腐合萬元(人民幣)計5.2.