煤矿废水处理专业方案.doc

沈阳煤业（集团）鸡西盛隆矿业青山煤矿矿井水节水改造工程工艺设计方案工程编号：某二零一十二个月 九月项 目 名 称：沈阳煤业（集团）鸡西盛隆矿业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 设 计 单 位： 某目 录第 1 章 总 论11.1 设计依据11.2 设计标准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 排水工程计划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 工艺步骤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196.3 环境效益分析19第 7 章 补充说明20附图1 平面部署图第 1 章 总 论工程名称：沈焦煤业（集团）鸡西盛隆矿业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1.1 设计依据1) 建设单位提供相关技术资料和设计要求；2) 室外排水设计规范GB50014；3) 建筑给水排水设计规范GB50015；4) 沈阳煤业鸡西盛隆矿业矿井水节水改造工程可行性研究汇报5) 沈阳煤业鸡西盛隆矿业矿井水节水改造工程环境影响汇报书批 复6) 青山煤矿提供相关资料7) 中国环境保护法8) 中国水污染防治法实施细则9) 给水排水及相关专业规范、要求1.2 设计标准10) 严格遵守国家对环境保护，服从矿区总体计划，实施多种相关标准和要求。11) 因地制宜选择污水处理工艺，做到技术实用、安全可靠、处理效果稳定，经处理后水质达标，并降低占地面积。12) 污水处理步骤及构筑物充足利用地形，尽可能采取重力流，降低提升次数。同时努力争取工艺管路简练、采取设备效率高，以达成节能要求。13) 合适地考虑自动化操作，以简化操作管理和减轻工人劳动强度，并易于维护保养。14) 污水处理设施均采取防腐蚀、防冻、防渗漏等方法，并充足考虑产生污泥、恶臭、噪声等污染处理方法，以降低二次污染。1.3 设计范围设计范围包含：各工艺单元工艺尺寸计算，运行参数确实定，工艺配管设计，工艺设备选型，和工程投资估算和运行费用分析。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合理开采，维护沈阳煤业集团鸡西盛隆矿业连续稳定发展，经集团企业研究决定对青山煤矿进行改扩建，将设计能力由30万吨年提升到90万吨年。该改扩建工程环境影响汇报书于5月经过了黑龙江省环境保护厅审批，批复中要求青山煤矿对矿井水进行治理，并加以充足利用，剩下矿井水要确保达标排放。现在该项目主体工程已近结束，但因为种种原因环境保护“三同时”工程进度相对落后，其中最关键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，形成一个守着水，没水用怪圈。经过节水改造工程，污水不仅得四处理，而且处理了生产用水，厂区工人生活用水，节省了大量水资源，使环境效益、社会效益、经济效益均得到较大提升。2.2 排水工程计划污水量估计：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和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 进水水质依据对矿井水水质组成分析，确定拟建矿井水污水处理厂进水水质以下表3-1所表示：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成煤炭工业污染物排放标准(GB20426-)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-要求。设计出水水质如表3-3所表示。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 处理方法依据拟建污水处理厂进水性质，确定本工程采取机械絮凝加斜板沉淀处理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。机械絮凝特点机械絮凝是经过叶片搅拌完成絮凝过程。叶片能够作旋转运动，也能够作上、下往复运动，现在中国多采取旋转方法。机械搅拌絮凝式分为水平轴式及立轴式两种。叶片多采取条形浆板，也有网浆形式。通常可采取多级串联方法，大型水厂则采取分级搅拌方法。絮凝时间通常采取1520min，内设34挡搅拌机。机械搅拌絮凝池优点是，絮凝效果良好，不受水量改变影响，可适适用于多种型式沉淀池絮凝沉淀池絮凝反应池内经过污泥排放管内污泥量。污泥浓缩关键在下层进行，浓缩污泥浓度大约为100克/升。絮凝沉淀池结构絮凝沉淀池为三个单元综合体：反应、浓缩和斜管分离。1、反应区该反应池是本工艺根本特色。池内装有导流墙将反应池分为内、外两部分，每部分絮凝能量有显著差异。导流墙内部絮凝速度快。反应区独特设计结果，即能够形成较大块、密实、均匀矾花，这些矾花以比现今其它正在使用沉淀系统快得多速度进入预沉区。2、浓缩池当进入面积较大预沉区时矾花移动速度放缓。这么能够避免造成矾花破裂及避免涡流形成，也使绝大部分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下矾花。斜管区配水十分均匀，水流不会短路，使得沉淀在最好状态下完成。沉淀水由一个搜集槽系统搜集。矾花堆积在沉淀池下部，形成污泥也在这部分区域浓缩。絮凝沉淀池优点有：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改变，从而确保合格出水水质；2）对大部分污染物有效去除确保下游滤池系统仅做精处理功效；3）结构紧凑，节省宝贵土地资源和降低土建造价，尤其适适用于大城市和用地担心项目；4）污泥浓缩同时完成(排泥浓度大约10干固含量)， 5）因为回流污泥中会含有部分药剂成份，回流至絮凝区后，延长了泥渣和水絮凝接触时间，使其能够再次得到利用，从而降低药剂投加，节省运行成本；。4.3 工艺步骤机械絮凝池罐异向斜板沉淀调整池排放进水污泥回流储泥池脱水机房污泥外运运滤液外排图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设计规模为： Q4000 m3/d（170.0m3/h）4.4.1 旋流絮凝沉淀池4.4.1.1 调整池池废水由井下水泵直接打入调整池内，调整池为矩形结构，用于调整废水水量和水质，池内设有搅拌机，定时开启，预防沉淀物沉淀。l 基础参数： 数量：1座 池体尺寸：长宽高=12.5m6.0m4.5m 总容积：337m3 有效容积：300m3 有效水深：4.0m关键设备：l 污水提升泵 设备数量：2台 流量：170m3/h 扬程：15m 功率：11KW 运行方法：1用1备l 潜水搅拌机 设备数量：1台 规格：D=300mm 功率：2.2KW 运行方法：间歇运行4.4.1.2 絮凝沉淀池废水经过混凝剂和助凝剂混合，在絮凝沉淀池内进行沉淀，池内设有斜管填料，增加了布水均匀性，同时加速了悬浮物沉淀。l 基础参数： 数量：2座 池体尺寸：长宽高=7.0m7.0m5.5m 单套设计流量：m3/d 有效水深：5.1m关键设备：l 斜管填料 设备数量：1套 总面积：98m2 长度：1000mm 倾斜度：60度4.4.1.3 污泥池污泥池在室外调整池边，和调整池合建，。l 关键技术参数： 数量：1座 尺寸：4.0m6.0m4.5m 有效容积：96m3关键设备l 污泥泵 数量：2台 型式：螺杆泵 流量调整：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：5.44.8m关键设备l 污泥脱水机 数量：1台 型式：过滤面积10m2 流量：10m3/h 电机功率：1.5kwl 加药系统 数量：1台 规格：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槽、加药槽、搅拌机、加药泵等，为絮凝沉淀池加入药剂。加药间尺寸：5.44.5ml 加药装置 数量：2套 规格：1500m 电机功率：3.0kwl 加药泵 数量：6台 规格：Q=150h，7bar 电机功率：0.45kw 加药形式：计量加药4.5 工艺设备本工程关键工艺设备见表4-1。表4-1 关键工艺设备表序号设备名称数量关键规格性能备注A1调整池电磁流量计1DN200截止阀3DN200污水提升泵2单台Q170m3/h，扬程H15m，P11kw潜水搅拌机1D=300mm N=2.2KWA2斜板沉淀池斜管填料3总面积96m2截止阀4DN150截止阀2DN250截止阀1DN100电磁流量计1DN200斜板支撑架工艺管道及附件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投药泵2台单台Q1.1m3/h，扬程H20m，P1.1kw污泥泵2台单台Q10m3/h，扬程H60m，P5.5kw脱水自动控制系统1台脱水机厂家配套轴流风机2套工艺管道及附件1套A4加药间投加泵12台Q=170Lh，6bar，0.37kw投加泵22台Q=130Lh，6bar，0.37kw自动投药装置1台加药计量泵2台Q=100Lh，2bar，0.37kw加药计量泵2台Q=150h，2bar，0.45kw4.5.1 管材及阀门4.5.1.1 管 材本项目污水、污泥管线均采取无缝钢管，焊接或法兰连接；消毒剂加药管线采取U-PVC管线，粘接或法兰连接。4.5.1.2 阀 门本项目污水、污泥系统阀门采取截止阀，止回阀采取对夹式消声止回阀；加药管线阀门采取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22.74KW。4.5.2.2 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 总平面部署1) 调整池、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 实施规范和标准1) 混凝土结构设计规范GB50010；2) 建筑抗震设计规范GB50011；3) 给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069；4) 构筑物抗震设计规范GB5019193；5) 混凝土结构工程施工及验收规范GB50204；6) 给水排水构筑物施工及验收规范GBJ141904.6.2 材 料1) 材 料砼：水处理构筑物池体采取C30、S6防水砼；垫层、池内找坡采取C15，基础C30；泵，鼓风机等基础采取素混凝土。钢材：HPB235，HRB335，HRB400；钢板及型钢均采取Q235-B；钢材化学成份和机械性能均应符合国家标准。石料：采取MU30以上非风化岩石料。2) 地下钢筋砼构筑物地下部分内、外墙均为12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 关键构筑物一览表4-3 关键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调整池12.56.04.5m座1钢筋砼2污泥池6.04.04.5m座1钢筋砼3斜管沉淀池7.07.05.5m座2钢筋砼4综合厂房2418.0m座1砖混54.7 电气设计4.7.1 实施规范和标准1) 供配电系统设计规范GB5005295；2) 低压配电系统设计规范GB5005495；3) 通用用电设备配电设计规范GB5005593；4) 工业企业照明设计标准GB50034924.7.2 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赔偿装置。4.7.3 电气设备选型本着技术成熟、运行可靠、指标优异、经济合理标准，又充足考虑到中国外电气设备制造水平及现实状况，关键电气设备及元器件采取国外引进技术生产或引进关键部件制造产品。低压配电柜采取GGD型固定式配电柜，共2面。4.7.4 供配电线路全部低压动力电缆及控制电缆均采取铜芯电缆。站内电缆采取电缆沟及电缆桥架相结合方法，尽可能采取电缆桥架方法。4.8 自控及仪表设计4.8.1 自动控制方案1) 污水提升泵和调整池水位联锁，即：低液位停泵，并报警；高液位启泵，并报警。2) 污水提升泵可依据流量进行手动变频控制。4.8.2 关键仪表设备一览表4-4 关键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0100m3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含工程设计、设备用材料采购加工、工程质量监控、调试、技术人员培训、完工验收。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调整池12.56.04.5m钢筋砼座12污泥池6.04.04.5m钢筋砼座13斜管沉淀池7.07.05.5m钢筋砼座24综合厂房2418.0m砖混座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=170m3/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投药泵单台Q1.1m3/h，扬程H20m，P1.1kw台29污泥泵单台Q15m3/h，扬程H60m，P7.5kw台210轴流风机套411PAC加药装置含搅拌机、加药泵、溶药装置套112PAM加药装置含搅拌机、加药泵、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 计万元(人民币)5.2.4 工程其它费用投资估算表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）4%2调试费（5-1）+（5-2）+（5-3）5%3税 金（5-1）+（5-2）+（5-3）+（5-4）+利润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/t污水。6.1.2 物 耗氯酸钠： 3.28t/a 4200元/t盐 酸： 6.56t/a 800元/tPAC: 13.68t/a 元/tPAM: 2.73 t/a 0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，每人每十二个月平均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估计处理成本为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 环境效益分析本工程建成投产后，估计年去除：SS： 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) 本方案设计未包含化验室建设和化验器材购置。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) 工程调试时所使用各类药剂，提前采购到位。