煤矿矿井水处理工程.doc

某煤矿200m3/h矿井水处理工程设计方案编制单位：徐州某环保节能设备有限公司二OO八年1、 项目概况1.1、 项目简介某煤矿井下有5台280m3/h水泵，正常启动1台，每天总运行4小时，间隔8小时，每次2小时。为满足生产要求及环保需求，需要建设矿井水处理站一座，设计处理能力200m3/h。处理后的矿井水用做洗煤生产补充用水及井下消防洒水，处理后水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准，多余的矿井水达标外排。我公司根据多年的工程实践经验，结合该煤矿的实际情况，本着投资少，见效快，实用可靠，节省占地面积，运行费用低，耗能少，自动化程度高，处理效果好的原则。我们针对该矿的矿井水水质特性，设计了一套较先进的深度处理工艺方案，最终外排水均应达到排放要求，同时我们认为该矿的矿井水处理特别适合我公司生产的矿井水处理设备，因此设计了此套矿井水处理工艺方案。1.2、设计编制原则1.2.1 严格执行环境保护的有关各项标准、规范，确保处理后的矿井水达标。1.2.2 采用国内先进技术和成熟工艺及设备，处理设施高效节能处理效果好。1.2.3 工艺流程尽量简单，操作简便，便于管理和维护，投资小，运行成本低。1.2.4 设计力求美观、大方，构筑物布置时尽量紧凑、合理，设施及管线布置流畅、整齐，减少占地面积和管道费用。布局尽量与整个工业场地布置相匹配。1.2.5 按照当地总体规划、污水专业规划和环境影响评价的要求，遵守国家、和当地的有关法律法规、标准规范，编制本工程可行性研究报告。1.2.6 根据近来当地社会和经济的不断发展，企业规模和数量的不断扩大导致污水量不断增长的现状，论述项目建设规模的必要性、迫切性和可行性。1.2.7 结合污水处理厂用地的特殊性，将污水处理厂的建筑风格与当地环境融合一体。1.2.8 采取相应措施使污水处理厂的污泥、噪声、废气等对周围的环境降至最低。1.3、编制依据1.3.1中华人民共和国环境保护法（89.12）1.3.2建设项目环境保护管理条例（98.11）1.3.3煤炭工业污染物排放标准（GB204262006）1.3.4地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准1.3.5室外排水设计规范（GBJ14-87）1.3.6给排水工程结构设计规范（GBJ69-84）1.3.7水处理设备制造技术条件（JB2932-86）1.3.8给水排水设计手册（1-4册）1.3.10建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）1.3.11低压配电设计规范(GB50054-95)1.3.12建筑电气通用图集（92DQ）1.3.13当地环保部门的指示精神1.4、编制范围根据用户的要求，编制范围为：针对该矿的发展需要，综合考虑污水水质水量现状，分析研究本工程建设200m3/h规模污水处理厂的客观必要性和技术经济管理上的可行性。本工程主要包括以下内容：1.4.1矿井水处理厂建设用地选址的确定。1.4.2新建矿井水处理设备考虑相应的出水水质达标及排放出路、矿井污水达标排放和相应的污泥处置。1.4.3 按照200m3/h的的设计要求布置矿井水处理设备。2、工程建设条件论述2.1、纳污范围本工程纳污范围为大兴矿所有排放的井下污水。2.2、设计处理能力根据用户提供的设计要求，该套矿井水处理站设计处理能力Q=200m3/h。处理后的矿井水水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准，用做洗煤生产补充用水及井下消防洒水，剩余达标外排。2.3、厂址厂址已由用户指定。2.4、矿井水处理进、出水水质的确定2.4.1、设计进水水质 设计进水水质（因无资料，参考同类矿井数据） 表2-1序号污染物pH浊度CODcr1单位NTUmg/L2浓度8.03006001002.4.2、出水水质经高密度迷宫斜板净水器及无阀过滤器处理后的矿井水出水地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准： 表2-2序号污染物pH浊度CODcr1单位NTUmg/L2浓度693203、矿井水处理厂工艺方案3.1、 污水处理方案的比选3.1.1 、工艺方案比选的原则矿井水处理厂的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中工艺方案的选择对处理厂运行的可靠性、稳定性、能耗和占地面积有直接的影响。因此，有必要根据确定的水质和一般原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择可靠稳定且经济合理的处理工艺方案，进行全面的技术经济分析后，确定最佳的工艺方案。根据矿井水的水质特性，和处理后的水质要求，处理的重点是水中的悬浮物（SS）、COD、乳化油等。某矿井水处理后要求回用率为100%,一部分用作井下防尘洒水，一部分达标排放。矿井水中主要污染物为SS、COD、乳化油等，宜采用物化方法去除比较经济可行。混凝反应过程向混凝反应池中投加混凝剂（PAC），使水中难以沉降的颗粒相互聚集增大，形成粗絮凝体（硐花）下沉，以去除矿井水中的SS、COD等，再把水中的乳化油破乳后分离去除。故本设计采用高效反应沉淀后再经无阀过滤器，次氯酸钠发生器消毒的工艺，处理效果完全可以达到国家相关要求标准，达到沉淀效率高、节省基建投资、占地面积小、运行费用少的目的。高密度迷宫斜板比传统普通斜板沉淀效率高，节省占地面积，是处理矿井污水的比较理想的沉淀设备，并且拥有国内多家工程实例的检验。3.2、矿井水处理工艺方案3.2.1、简介鉴于该项目原水水质状况，对出水的要求以及对处理设备占地面积的有关要求，应采纳高强度、高效率的新型水处理工艺技术，才能更好地满足业主的使用要求。综合考虑以上因素，及业主方面低运行消耗、高自动化操作的要求，建议采用我公司的“矿井水涡旋混凝低脉动处理技术”及“高密度迷宫斜板处理技术”。由于理论上的重大突破，“涡旋混凝低脉动和高密度迷宫斜板沉淀”技术实现了高效率的混合、反应、沉淀，从而保证了高效率的除浊与高质量的供水。目前，该套技术已广泛应用于煤矿矿井水的处理和中国南北方的江、河、湖泊水的处理。对于矿井水处理来讲，矿井水处理工艺系统出水水质高于煤炭工业污染物排放标准（GB20426-2006），其中浊度小于5NTU，满足工业场区内地面消防洒水除尘、地面绿化等需要。3.2.2、工作原理3.2.2.1絮凝反应机理絮凝是给水处理的最重要的工艺环节，滤池出水水质主要是由絮凝效果决定的。传统廊道反应、回转孔室反应以及回转组合式隔板反应的絮凝工艺，水在设备中停留20-30min，水中尚有很多絮凝不完善的小颗粒。近年来，国内出现了普通网格反应；国外推出了折板式、波形板以及机械搅拌反应设备，使絮凝效果有了比较明显地改善。但由于人们对絮凝的动力学本质认识不清楚，也就妨碍了絮凝效果的进一步提高。絮凝成长过程是微小颗粒接触与碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决于下面两个因素：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的联结能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒碰撞的几率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件所决定的。导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是什么，人们一直未认识清楚。水处理工程学科认为速度梯度是水中微小颗粒碰撞的动力学致因。按照这一理论，要想增加碰撞几率就必须增加速度梯度，增加速度梯度就必须增加单位水体的能耗，也就是增加絮凝池的流速。但是絮凝过程是速度受限过程，随着矾花的长大，水流速度应不断减少。絮凝的动力学致因是惯性效应。因为水是连续介质，水中的速度分布是连续的，没有任何跳跃，水中两个质点相距越近其速度差越小，当两个质点相距为无穷小时，其速度差亦为无穷小，即无速度差。水中的颗粒尺度非常小，比重又与水相近，故此在水流中的跟随性很好。如果这些颗粒随水流同步运动，由于没有速度差就不会发生碰撞。由此可见要想使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好的办法是改变水流的速度。因为水的惯性（密度）与颗粒的惯性（密度）不同，当水流速度变化时它们的速度变化（加速度）也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动。为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件。这就是惯性效应的基本理论。改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。水力脉冲澄清池、波形板反应池、孔室反应池以及滤池的微絮凝主要就是利用水流时平均速度变化形成惯性效应来进行絮凝；二是改变水流方向。因为湍流中充满着大大小小的涡旋，因此水流质点在运动时不断地在改变自己的运动方向。当水流作涡旋运动时在离心惯性力作用下固体颗粒沿径向与水流产生相对运动，为不同尺度颗粒沿湍流涡旋的径向碰撞提供了条件。不同尺度颗粒在湍流涡旋中单位质量所受离心惯性力是不同的，这个作用将增加不同尺度颗粒在湍流涡旋径向碰撞的几率。涡旋越小，其惯性力越强，惯性效应越强絮凝作用就越好。由此可以看出，如果能在絮凝池中大幅度地增加湍流微涡旋的比例，就可以大幅度地增加颗粒碰撞次数，有效地改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设多层小孔眼格网的办法来实现。由于过网水流的惯性作用，使过网水流的大涡旋变成小涡旋，小涡旋变成更小的涡旋。不设网格的絮凝池湍流的最大涡旋尺度与絮凝池通道尺度同一数量级。当增设格网之后，最大涡旋尺度与网眼尺度同一数量级。增设小孔眼格网之后有如下作用：(1)水流通过格网的区段是速度激烈变化的区段，也是惯性效应最强、颗粒碰撞几率最高的区段；(2)小孔眼格网之后湍流的涡旋尺度大幅度减少，微涡旋比例增强，涡旋的离心惯性效应增加，有效地增加了颗粒碰撞次数；(3)由于过网水流的惯性作用，矾花产生强烈的变形，使矾花中处于吸附能级低的部分，由于其变形揉动作用达到高吸能级的部位，这样就使得通过网格之后矾花变得更密实。要达到好的絮凝效果除了要有颗粒大量碰撞之外，还需要控制颗粒合理的有效碰撞。使颗粒凝聚起来的碰撞称之为有效碰撞。一方面，如果在絮凝中颗粒凝聚长大得过快会出现两个问题：(1)矾花长得过快其强度则减弱，在流动过程中遇到强的剪切就会使吸附架桥被剪断，被剪断的吸附架桥很难再连续起来，这种现象称之为过反应现象，应该被绝对禁止；(2)一些矾花过快的长大会使水中矾花比表面积急剧减少，一些反应不完善的小颗粒失去了反应条件，这些小颗粒与大颗粒碰撞几率急剧减小，很难再长大起来。这些颗粒不仅不能为沉淀池所分离，也很难为滤池截留。另一方面，絮凝池中矾花颗粒也不能长得过慢，矾花长得过慢虽然密实，但当其达到沉淀池时，还有很多颗粒没有长到沉淀所需的尺度，出水水质也不会好。由此看到在絮凝池设计中应控制矾花颗粒的合理长大。矾花的颗粒尺度与其密实度取决两方面因素：其一是混凝水解产物形成的吸附架桥的联结能力；其二是湍流剪切力。正是这两个力的对比关系决定了矾花颗粒尺度与其密实度。吸附架桥的联结能力是由混凝剂性质决定的，而湍流的剪切力是由构筑物创造的流动条件所决定的。如果在絮凝池的设计中能有效的控制湍流剪切力，就能很好的保证絮凝效果。多相流动物系反应控制理论的提出，真正建立起水处理工艺中的动力相似准则。使我们认识到湍流剪切力是絮凝过程中的控制动力学因素，如果在大小两个不同的絮凝工艺中，其湍流剪切力相等，那么具有同样联结强度的矾花颗粒可以在两个不同尺度的絮凝过程中同时存在，这在某种意义上也就实现了两个絮凝过程絮凝效果的相似。弗罗德数可以作为相似准则数，可以表明湍流剪切力的大小，两个尺度不同的絮凝过程当其弗罗德数相等时，其湍流剪切力就近似相等，絮凝效果就基本相似。但只控制湍流剪切力相等并不能完全控制絮凝效果的相似，因为湍流剪切力相等时两个不同的絮凝过程的矾花联结强度相等，但矾花的密实度与沉淀性能却不一定相同。矾花的密实程度可用湍动度来控制，湍动度值越大表明在固定时间内流过固定空间点的涡旋数量越多，涡旋强度越大，矾花也越密实。因而我们也可以通过科学地布设多层网格，通过弗罗德数这个相似准则，来控制絮凝过程中水流的剪切力和湍动度，形成易于沉淀的密实矾花。3.2.2.2、反应工艺的优势分析根据对反应工艺机理的分析我们可以看出，该工艺和其它形式的反应工艺相比具备以下的优点：（1）对不同水体的适应性高由于采取了亚微观尺度的混凝效果控制，较之其它工艺来讲，更容易克服亚微观传质的阻力，在该工艺应用于一些特殊水体，比如大家公认较难处理的北方低温低浊和低温高浊水的处理过程中，获得了更好的效果。（2）水头损失小，运行成本低该反应工艺从机理上认识到增加颗粒碰撞的动力学致因是惯性效应，而小尺度的涡旋能很好利用了颗粒的惯性效应，在空间上增加颗粒的碰撞几率，从而在最小的能耗下，达到最好的反应效果。和机械反应工艺相比，该工艺的无动力消耗的优点是明显的。3.2.2.3沉淀工艺的优势分析为了更直观地分析，这里依然将高密度迷宫斜板沉淀池与斜管沉淀池相比较地来看。斜管沉淀池是一种传统沉淀工艺形式，该池型是利用浅池理论的一种曾被广泛应用的设计，斜板长1m，倾斜角60，间距35mm，运行参数通常为：上升流速=1.5-1.8mm/s。其主要问题在于处理效率低，沉泥面积大于排泥面积，在夏季高浊期容易出现阻塞。为提高沉淀池空间效率，以达到大幅度提高水量的目的，沉淀工艺采用采用高密度迷宫斜板沉淀池技术。该技术是浅池技术的发展，由于间距小，矾花可快速沉淀分离。使沉淀池清水区上升流速可达到3.0-3.5mm/s，沉淀后出水浊度小于5NTU。3.3、高密度迷宫斜板沉淀器与斜板（管）沉淀器的比较比较项目斜板（管）沉淀池高密度迷宫斜板沉淀池运行费用药剂投加量较大，运行费用高。可节省重力式无阀过滤器相关设备运行费用，节省药剂投加量30%，大大降低了运行费用和制水成本。投资费用投资费用较高。由于处理效率高、占地面积小，主体工艺构筑物可节省投资1520%。处理效率与平流式沉淀池相比有显著提高，但仍未达到理想的效率。高密度迷宫斜板较常规设备大大缩小了板间距，缩至15mm，从而大幅提高了沉淀池空间利用效率，根据浅池理论，按照投影面积计算，沉淀池斜板布设区的单位空间水处理能力理论上为平流池的23倍，斜管沉淀池的2.5倍。出水效果出水浊度30NTU。出水浊度小于5NTU。占地面积占地面积较大。由于混合迅速，反应时间短，沉淀池上升流速高，因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间，大幅度提高处理效率，因而也就节省了构筑物的基建投资。占地面积与平流沉淀池比较可节省70%，与斜管沉淀池比较可节省40%。适应水质能力对原水浊度适应性较差。抗冲击能力强，适应水质广泛。高密度迷宫斜板抗冲击的能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是，这项工艺的沉淀池上升流速按3.5mm/s设计时尚有很大潜力。运行实践表明，高密度迷宫斜板对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。布水布水不均匀。高密度迷宫斜板间距小，阻力大，因此比斜管更具有布水均匀不短流的优点。排泥排泥面积小于沉泥面积，在夏季高浊期容易出现阻塞。斜板（管）倾斜角一般采用60。高密度迷宫斜板沉泥面积与排泥面积相等，排泥面积是普通斜管的4倍多，大幅度提高了沉淀排泥负荷，更利于排泥。高密度迷宫斜板采用优质聚合物材质，具有很高的表面光洁度，且该种材料有疏水性质，不利于矾花附着，利于排泥。高密度迷宫斜板较普通斜管提高了倾斜角，达到66，进一步提高了其排泥效果。由于结构上的优化，高密度迷宫斜板无侧向约束不积泥，从而保证小的矾花絮凝体亦可有效去除。使用寿命 斜板（管）结构较脆弱，不耐重负荷，易变形，一般使用23年需更换。由于高密度迷宫斜板的结构特征，以及其所采用的规格较厚的聚合物板材和支撑型材，使其具有普通斜管和斜板无法比拟的刚度，耐重负荷，不易变形，一般15年更换一次，保质8年。4、推荐工艺方案设计4.1、工艺设计4.1.1、 工艺流程矿井水进入曝气调节池进行水量水质的调节，再经管道混合器加主凝剂PAC后进入高密度迷宫斜板净水器的混凝反应区，再加入助凝剂PAM ，经混凝反应后的SS颗粒形成大的稳定的矾花进入沉淀段，矿井水中的悬浮物（SS）等在高密度迷宫斜板的作用下，沉淀在斜板上，慢慢滑入沉淀区污泥斗中，经泥斗下方的自动排泥机，排入污泥浓缩池，进入原有污泥处理系统。污泥浓缩池中的上清液进入集水池，经集水泵自动回流到调节池进入下一处理循环。经过高密度迷宫斜板净水器反应、沉淀后的矿井水进入重力无阀过滤器，经次氯酸钠发生器消毒后，达到煤炭工业污染物排放标准（GB204262006），其中浊度小于5 NTU，可回用于井下防尘洒水、地面绿化、洗煤厂用水等；另一部分经过预处理后的井下水，水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准。 工艺流程图如下： 4.1.2、矿井水处理站总平面布置4.1.2.1布置原则1） 尽量符合进水、出水的总体方向2） 有利于工艺流程水流的顺畅、简捷。3） 按不同功能，分区布置。4） 考虑近期工程与远期工程的协调、合理衔接。5） 考虑与周边道路的衔接。6） 考虑整个厂区的水流、人流、物流、信息流的顺畅进行，便于运行、管理和维护。7） 考虑整个厂区的安全要求。8） 考虑厂区主导风向和建筑物的朝阳性。9） 考虑矿井水处理厂防洪要求。4.1.2.2总平面布置依照以上布置原则，矿井水处理厂主要构筑物按进出水方向布置。考虑利用现有附属设施和进出道路，整个处理站用环状道路连通。4.1.3、污水厂高程设计4.1.3.1 结合业主最大限度降低矿井水处理厂的运行能耗，因此进水不经泵房提升直接进入后续构筑物进行处理。确定本矿井水处理厂设计地面相对标高为0.00m。4.1.3.2 处理构筑物设计高程1）高程确定遵循如下原则：对比构筑物标高相应的开挖土方量，抗浮处理费用及运行费用，采用综合费用相对合理的高程线。2）处理构筑物设计高程确定：估算矿井水处理厂各构筑物水头损失，并综合考虑上述原则，初步确定矿井水处理厂各处理构筑物设计高程。4.1.4 、矿井水处理主要建（构）筑物及设备设计A、建筑物：4.1.4.1曝气调节池功 能：调节进水流量，平衡峰值水量和峰谷水量，同时满足初沉需要去除水中直径较大的煤泥颗粒。规 格：400m3，10m10m4m，（长宽高），半地下式；结 构：钢筋混凝土；数 量：1座。4.1.4.2集水池结构尺寸：60m3，3m5m4m（长宽高），半地下式；结 构：钢筋混凝土；数 量：2座。4.1.4.3污泥池功 能：对处理站内沉淀排出的所有污泥进行重力浓缩，上清液进行集中处理，回流至调节水池，避免上清液外排造成二次污染。污泥池规格：160m3，8m5m4m。结 构：钢筋混凝土；数 量：1座。4.1.4.4清水池功 能：储存处理后的清水以备回用，对清水进行消毒处理。结构尺寸：200m3，10m5m4m（长宽高），半地下式；结 构：钢筋混凝土；数 量：1座。4.1.4.5加药间结构尺寸：5m7.5m4.0m；结 构：砖混结构；数量：1间。4.1.4.6压滤间功 能：对处理站内沉淀排出的所有污泥进行压滤脱水，避免煤泥二次污染。数 量：一间。 结构尺寸：6.9m12m4.2m，结构形式：砖混结构。4.1.4.7值班室值 班 室：3m5m4.0m，砖混结构结构形式：砖混结构。数 量：1座4.1.4.8控制室规 格： 5m3.9m4.0m，砖混结构。数 量：1座4.1.4.9消毒间 结构尺寸：3.5m6.9m4.0m，砖混； 数 量：一间。B、设备：4.1.4.1高密度迷宫斜板净水器功 能：采用网格形式，用来增强加药絮凝反应效果，增加矿井水中颗粒污染物碰撞机会，有利于进一步沉淀。高密度迷宫斜板装置是在常规斜板沉淀池的理论基础上改进而来的，是国内外近几年来水处理中的一种新型、高效的沉淀工艺。分侧向流和上向流两种形式。采用高密度斜板沉淀池形式，用以大量沉淀去除进水悬浮物，同时部分去除水中COD，起到泥水有效分离的作用。型 号：GMB-100，处理量Q=100m3/h数 量：2台。生产厂家：中煤环保4.1.4.2管道混合器型 号：GD-150，数 量：2个。生产厂家：中煤环保4.1.4.3自动加药系统功 能：对净水器进水口进行加药絮凝。主要设备：自动加药机JY-1，2台，加药箱4只，爬梯两套，搅拌机2台，精密加药计量泵GM0170，4台，搅拌捅2只。数 量：2套。 生产厂家：中煤环保4.1.4.4计量泵规格型号：GMO330，数 量: 4台。选用美国进口米顿罗计量泵，精确计量，误差小，寿命长。生产厂家：美国米顿罗4.1.4.5全自动排泥机型 号：PZ-6 数 量：14台。组 成：由DN150电动阀、压力变送器、日产欧姆龙PLC控制中心组成。生产厂家：中煤环保4.1.4.6次氯酸钠发生器设计参数：最大发生量Q=400g/h，功率N=0.4Kw型 号：SC-400数 量：2台。生产厂家：中煤环保4.1.4.7自动控制系统型 号：KGZ-1数 量：1台。 选用日本欧姆龙公司PLC可控制编程元件，液位控制器2套，各种接触器、断路器、指示灯,控制设备都设有手动和自动单独控制开关，转换开关等部件。留有对外接口，可参与调度联网。生产厂家：中煤环保4.1.4.8带式压滤机规格型号：DY-1500数 量：一套，配套设备：自动加药设备JY-2，1台，空气压缩机V-0.6/12.5，1台，反冲洗泵1台。生产厂家：中煤环保4.1.4.9无阀过滤器滤器规格型号：DLB-100-1700 出 水 量：100m3/h材 质：钢制 数 量：2台厂 家：中煤环保 4.1.4.10潜污泵规格型号: 100WQ100-15-7.5，设计参数：Q=100m3/h，H=15m，N=7.5Kw数 量：3台，二用一备。厂 家：上海川源4.1.4.11回流泵：规格型号：50WQ23-15-2.2；性能参数：Q=23m3/h，H=15m，P=2.2Kw；数 量：1台；厂 家：上海川源。4.1.4.12加泥泵：规格型号：50WQ26-33-5.5；性能参数：Q=26m3/h，H=33m，P=5.5Kw；数 量：2台；厂 家：上海川源。4.1.4.13水下射流机规 格 型 号: QSP3 空气量：Q=50m3/h最大潜水深度：H=4m 功 率：N=3Kw数 量：2台 厂 家：布鲁克林 4.2、 建筑设计4.2.1、 总平面布置及竖向设计 根据工艺设计要求以及节约用地的原则，依据我国现行有关强制性规范、行业标准进行设计。在满足工艺流程要求的前提下，建筑设计应力求简洁明快 ，合理组织设计站内建、构筑物，并充分考虑周围环境，使其与周围环境相协调。厂内总平面设计是整个设计的重要内容，本设计在原有工艺流程布置的基础上，进行合理布置，满足原有处理系统运输、消防 、日照、通风及排水等要求。4.3、电气设计4.3.1、设计依据和设计范围本设计执行国家、部委颁发的有关电气设计规范、规程，以工艺对生产设备的要求为依据，同时贯彻节能方针，以节能降耗的原则选择电气设备。其设计的范围为矿井水处理厂内的动力控制系统、室内外照明系统。4.3.2、设计准则4.3.2.1供电照明的能力应满足污水处理厂内所有用电设备及备用电量的要求。并且所选设备保证供电的可靠性。4.3.2.2供电的设计和电气设备的选型是技术先进、运行安全可靠、经济合理、电能损耗低，且便于维修。4.3.2.3供电线路所采用电缆及电线都为铜芯。4.3.5、保护与控制在高压开关柜内设置相应的微机型继电保护装置，如变压器柜、进线柜、出线柜、电动机等的速断、过电流、差动保护等。低压设备的保护利用断路器、接触器、热继电器等自备的过负荷、断相等功能进行保护。高压开关设备分就地和远距离控制两种方式，断路器的操作机构电压为直流220V。处理站内380V的异步电动机的控制分两种，直接启动和软启动。大于30kW的电动机采用软启动，小于30kW的电动机采用直接启动，同时设有就地、远距离控制的转换功能（远控分为手动和自动控制）。部分电气设备配备具有通讯功能的元件，可将有关电气数据通过工业现场总线远传至中控室的上微机系统。4.3.6、照明及防雷接地系统本工程照明分三种，室内工作照明、室内事故照明、厂区路灯照明，在变配电所、中控室除工作照明外增设事故照明。在变配电室以及高度大于30米的构筑物屋顶设置避雷带，防止雷电侵入。4.3.7、线路敷设处理站室外配电线路以原有线路铺设为主，直埋为辅的敷设方式，室内采用桥架明敷设与穿管暗敷设相结合的方式。5、本含矿井水处理工艺特点5.1 本系统从加药、反应、絮凝、沉淀、集泥、排泥、排污等一系列运行程序，达到了自动运行。5.2 采用高效絮凝反应器和自动加药机加药，反应池能控制合理碰撞效果，加药机能精确计量加药量，可使絮凝剂和污水能充分混合反应，絮凝效果好，可减少25%的絮凝剂使用量。同时，节省动力机械搅拌的能耗和设备投资。5.3净水器采用高密度迷宫斜板，与普通斜管沉淀池相比，具有较高的沉淀分离效果，且占地面积小。5.4 操作简便，维修量小，能连续运行，保证水质稳定，达标高效。5.5 出水效果较好：浊度可控制在小于5NTU。煤矿水处理工艺发展了几十年，到目前，使用的工艺主要是斜板技术、斜管技术，斜管技术也逐渐被淘汰，直接能达到这样的出水标准，我们公司是第一家实现的。主要体现以下四个方面：A、可直接广泛应用到矿区生产、防尘、绿化、生活用水等方面。B、出水效果较好可以对液压支柱、防尘设备等起到很好保护作用，水质较差长时间会堵塞防尘设备，对设备损害大，增加维护量。井下生产用水直接用自来水，会造成浪费，成本太高，而且现在矿区水资源比较紧张。如果使用我们这套处理工艺，就完全可以避免这些问题。C、减少后期投资，无须增加过滤设备。工艺省去了无阀过滤器，我们这套工艺直接在预处理阶段实现了小于5NTU的处理效果，何必再增加设备投资来实现同一效果呢？D、将会广泛应用到煤矿生活饮用水工程中去，煤矿水资源日益缺乏，现有的地表水、地下水越来越难满足矿区生活需要，我们将另辟其径，把矿井水处理成生活用水（国内工程：玉舍矿、比德矿）。这也是我们公司技术开发研究的一个新课题。煤矿可能现在不缺乏生活饮用水，今后难保不缺水。因此，我们这套工艺实际上是煤矿水处理以后的一个铺垫。既能满足目前矿区生产需要和国家环保要求，又能为今后矿区生活用水做好扎实的铺垫。5.6无二次污染：浓缩池上清夜回流，加药间废液外排去向问题都能够得到很好解决。6、主要构筑物及设备清单6.1主要构筑物清单6.1土建部分序号名称数量单位单价（元）金额（万元）备注1曝气调节池400m355022钢砼结构2集水池60m35503.3钢砼结构3污泥池160m35508.8钢砼结构4清水池200m355011钢砼结构584m35504.51钢砼结构643m35502.31钢砼结构7风机设备间84m35504.51钢砼结构8设备基础150m22003.0钢砼结构9不可预见费2.31小计36序号名称规格数量单位备注1调节水池10m15m4m600m3钢砼结构2中间水池5m10m4m200m3钢砼结构3集水池2.5m2.5m4m2个50m3钢砼结构4浓缩池6.5m5.5m183m3钢砼结构5清水池5m10m4m200m3钢砼结构6污泥池2.5m5m4m50m3钢砼结构7净水器基础4m7m2个56m2钢砼结构8提升泵房4m8m3.6m32m2砖混结构9加药间5m6.9m4.0m34.5m2砖混结构10控制室5m3.9m4.0m19.5m2砖混结构11压滤间6.9m12m4.2m82.8m2砖混结构12消毒间3.5m6.9m4.0m24m2砖混结构13值班室3m5m4.0m15m2砖混结构6.2、主要设备清单7.3、设备估算表序号名称型号单位数量单价（万元）总价（万元）一主要设备部分1管道混合器GD-150台22.4 4.8 2高密度迷宫斜板净水器GMB-100台276.00 152.00 3全自动加药机JY-1套22.25 4.50 4计量泵GMO330台30.70 2.10 5转子流量计LZB-25F只30.10 0.30 6提升泵65WQ30-30-5.5台30.35 1.05 7回流泵50WQC242-1.5/2台10.240.248控制系统KGZ-1套15.60 5.60 9二氧化氯发生器SXD-100套11.95 1.95 10小计76.24 二辅助主要材料部分10电线及电缆套13.60 3.60 11系统管道阀门套19.50 9.50 12管道4寸500m121.00 21.00 13保温防腐材料套112.50 12.50 14小计46.60 三煤泥压滤部分15厢式压滤机XAZ100/1000-UB套123.5323.53 16加泥泵ZW65-20-30台20.46 0.92 17小计24.4218合计147.26序号名称型号单位数量厂家备注1高密度迷宫斜板净水器GMB-100台2中煤环保Q=100m3/h2管道混合器GD-150台2中煤环保DN150，不锈钢材料，最大工作压力P=1.0Mpa3计量泵GM0330台4美国米顿罗流量Q=330L/h，功率N=0.75Kw，碳钢材质，美国进口计量泵4机械过滤器GJX-100台2中煤环保流量100 m3/h5活性炭过滤器GHT-100台2中煤环保流量100 m3/h6自动加药机JY-1套2中煤环保含日产欧姆龙控制中心1套，搅拌桶2台，功率N=0.75Kw，搅拌机2台，溶液箱100010001000mm，数量：2台，梯子扶手2套7二氧化氯发生器SXD-400台2中煤环保最大发生量：Q=400g/h，工作压力：0.2-0.4Mpa，每台含安全报警系统一套，精密计量泵功率N=0.75Kw，2台,密封溶液箱2台，钛刚反应罐1台，支架一套。8带式压滤机DY-1500套1中煤环保带宽B=1500mm，功N=2.2Kw，生产能力流量Q=12m3/h,转速v=10-40m/min,含滤布，电滚筒9带压机反冲洗泵SLS50-160（I）台1上海连成技术参数：流量Q=40m3/h，扬程H=32m,功率 N=4Kw10空气压缩机V-0.6/12.5台1上海捷豹流量Q=0.6m3/min，功率N =4Kw，最大工作压力P=0.6Mpa11带压机加药装置JYB-套1中煤环保搅拌机1台,溶液箱1台,加药泵1台，功率N=1.5Kw,机架1套，钢制12螺杆泵G25-1台2南京铭玮Q=2m3/h,H=60mN=1.5Kw13加泥泵ZW65-30-18台2上海连成Q=30m3/h，N=4Kw，H=18m14全自动排泥机PZ-6套14中煤环保欧姆龙控制中心一套，DN150电动阀12只，DN150手动阀12只，最大工作压力P=1.0Mpa15潜污泵150WQ150-15-11台3上海连成Q=100m3/h，H=18m，N=11Kw，两用一备16回流泵80WQ50-25-7.5台2上海连成Q=15 m3/h，H=22m，N=2.2 Kw17反冲洗水泵50WQ15-22-2.2台2上海连成Q=80m3/h，H=40m，N=22Kw，一用一备18清水泵80WQ50-15-4台4上海连成Q=75m3/h，H=10m，N=4Kw，三用一备19自动控制系统KGZ-1套1中煤环保控制加药机自动开停、切换、报警;PLC控制。20管道阀门套1外购21电线电缆套1外购22防腐材料套1