煤矿井下废水达标排放处理方案

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1、1.工程概况工程名称为煤矿井下废水达标排放处理设计，工程规模为600m3/d。本次编制的内容为该污水处理工程的施工设计方案，处理能力600m3/d的污水处理站一座。污水处理采用预处理加混凝沉淀工艺，污泥处理采用直接机械浓缩脱水处理工艺，污水处理站占地1500m2。2设计依据和设计资料室外排水设计规范(GBJl4-2006)给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84)建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)污水综合排放标准(GB8978-1996) 给水排水标准规范实施手册3设计原则1）、满足环境保护的各项国家有关法规、规范及标准，污水处理达标后达到国家污水综合排放标准中的一级排放标准；

2、2）、选择技术先进、处理效果好、运行稳定、可靠、操作管理简单、节能、占地面积小、工程投资省和运行费用低的工艺；3）、充分考虑二次污染防治，噪声低，基本无异味，以免影响周围环境；4）、污水处理系统自动化程度高运行，经常性运行费用低，总投资省；5）、污水处理系统使用寿命长，设备运行可靠；6）、污泥产生量少，并能保证污泥有可靠的出路。4污水水量、水质和排放标准根据建设单位提供的资料，该煤矿的井下废水水源单一，有机物污染浓度较低，平均排水量为：25m3/h(600T/d)，出水水质要求达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级排放标准，污水的进水水质以及所要达到的排放水质标准如表3-1。表

3、3-1 污水进水水质和排放水质标准 CODcr（mg/l）SS（mg/l）PH污水进水水质1502706-9污水综合排放标准100706-95工艺 5.1设计规模煤矿井下废水达标排放处理工程简称处理站，根据煤矿现状确定处理站的设计规模为600m3/d。平均流量：Q平=600 m/d=25 m/h总变化系数：KZ=2.24 最大流量： Qmax =Q平KZ=56 m/h5.2污水处理工艺的选择本设计工艺主要是处理矿坑废水，其水质特点是色度较深，COD 较低，如果采用预处理加混凝沉淀和过滤处理法，不仅可以去除色度，还可以去除一定量的COD，处理后的水能够达到污水综合排放标准(GB8978-1996

4、)规定的一级排放标准。所以，不用再采用生物处理方法。混凝沉淀的基本原理是在废水中投加混凝剂，在废水中形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中细小的悬浮物，而且可以去除色度、油份、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属及有机物等。5.3 污水处理流程 根据所选的污水处理方案，确定出污水处理流程如图5-1所示：PAC PAM细格栅粗提格升栅泵及站砂滤器调节池达标排放混凝沉淀废水PAM污脱泥水浓间缩 泥饼外运污泥池图5-1 污水处理流程图采用混凝沉淀法为核心构筑物的污水处理工艺流程，如图5-1所示，煤矿矿坑废水经原有排水管道汇集后，首先进入粗格栅，经粗格栅拦截水中

5、大块漂浮物后，由潜污泵提升至细格栅，进一步去除污水中细小悬浮物，经细格栅处理过的废水直接流入调节池进行水质水量的调节，以保证后续处理构筑物及处理设备的稳定运行，内设提升泵，由时间继电器控制启泵，用来将调节池里的水提到混凝池里，混凝沉淀池设一座，采用澄清池，澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体的设施，具有效率高，而尺寸小的优点。混凝沉淀池通过搅拌、加药、絮凝和沉淀过程可以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。经混凝沉淀池处理之后的水再经过砂滤器进行过滤，达到要求出水标准，可以直接就近排放到受纳水体。设置一个污泥池，经混凝沉淀产生的污泥含水率为99.2%，排到污泥池后，利用污泥

6、泵将污泥运输到污泥浓缩脱水间，经机械浓缩脱水机脱水后形成含水率小于80%的泥饼，用卡车外运，通过做农用肥料或填埋等方法将泥饼最终处置。5.4处理构筑物及设备的技术参数5.4.1 粗格栅及提升泵站来自煤矿井下的废水，先经粗格栅去除较大的漂浮物后，再进入提升泵站，经泵提升后去细格栅井。格栅井设置粗格栅两台，一用一备。采用回转式机械格栅，格栅前后安装启闭机，以便检修和清污。格栅为间断运行，其开停可由以下两种条件控制：格栅前后液位差、定时运行。栅渣排至螺旋输送机，经螺旋压榨机脱水后外运。为了减少泵站的占地面积和土建造价，设计中提升泵采用无堵塞潜污泵，选用三台，两用一备；潜污泵采用自动耦合机构以便安装、

7、检修和更换，提升泵可根据吸水井液位的变化自动开停。（1）构筑物 粗格栅设计流量：Qmax=56 m/hQ平=25 m/h功能：去除污水中较大的漂浮物，以保证污水提升系统的正常运行。类型：地下钢筋混凝土结构，直壁平行渠道。平面尺寸：LB=8.9m2.2m栅渠有效宽度：B=500mm栅渠数：2条 提升泵站 设计流量：Qmax=56 m/hQ平=25 m/h功能：提升污水，满足污水处理高程要求。类型：地下式钢筋混凝土结构数量：1座平面尺寸：LB=3.9m5.1m（提升泵站与粗格栅合建，污水提升后去细格栅间）（2）主要设备 粗格栅a.粗格栅设备类型：回转式设备数量：2台，一备一用主要设计参数：单台设计

8、流量 Qmax=56 m/hQ平=25 m/h栅条间隙 b=20mm格栅有效宽度 B=500mm栅前水深 h=1000mm栅前流速 过栅流速 格栅倾角 水头损失 控制方式：根据格栅前后液位差或定时由PLC自动控制格栅运行，同时可采用手动控制。主要材质：不锈钢 b.螺旋输送机设备类型：无轴螺旋输送机设备数量：1套设计能力：1 m3/h主要材质：螺旋叶片、输送机壳及盖板为不锈钢耐磨衬条（或盖板）为耐磨工程塑料控制方式：与格栅连接，由PLC自动控制，顺序开停。c.螺旋压榨机设备类型：螺旋压榨机设备数量：1套设计能力：1m3/h主要材质：不锈钢提升泵设备类型：200QW30225.5型潜污泵设备数量：

9、3台（两用一备）设备参数（单台）： 流量：Qmax=30m/hQ平=13.4 m/h 扬程：22m 电机功率：5.5kW控制方式：根据细格栅吸水池液位由PLC自动控制水泵开停，根据累计运行时间自动轮换，同时可采用手动控制。主要材质：灰铸铁5.4.2 细格栅来自煤矿井下的废水经粗格栅去除大的漂浮物，再经污水提升泵提升后，进入细格栅间进一步去除污水中细小漂浮物，在细格栅间配置两台回转式格栅除污机，栅渣经螺旋输送机送至格栅一侧，由螺旋压榨机脱水后与污泥一起运到垃圾填埋场。同样细格栅设计为两格，一用一备。（1）构筑物 细格栅渠设计流量：Qmax=56 m/hQ平=25 m/h功 能：进一步去除污水中细

10、小漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。类 型：地上钢筋混凝土结构，直壁平行渠道。平面尺寸：LB=9.2m4.05m 栅渠有效宽度：B=500mm栅 渠 数：2条（2）主要设备细格栅a.细格栅 设备类型：回转式设备数量：2台主要设计参数：单台设计流量 Qmax=56 m/hQ平=25 m/h栅条间隙 b=8mm格栅有效宽度 B=500mm栅前水深 h=900mm栅前流速 过栅流速 格栅倾角 水头损失 控制方式：根据格栅前后液位差或定时有PLC自动控制格栅运行，同时可采用手动控制。主要材质：不锈钢 b.螺旋输送机设备类型：无轴螺旋输送机设备数量：1套设计能力：1m3/h主要材质：螺旋叶片、输送机壳

11、及盖板为不锈钢耐磨衬条（或盖板）为耐磨工程塑料控制方式：与格栅连接，由PLC自动控制，顺序开停。c.螺旋压榨机设备类型：螺旋压榨机设备数量：1套设计能力：1 m3/h主要材质：不锈钢5.4.3 调节池 为了使后续处理稳定运行，针对间歇排放污水的特点，设置一个水质水量调节池，调节池的调节时间为10小时，池内设液位控制系统。安放潜水泵的调节池设有四道液位控制： 中位：启动两台泵 高位：报警，启动备用泵 中低位：关闭备用泵 低位：报警，关闭泵（1）构筑物 调节池设计流量：Q平=25 m/h 设备数量：3台（两用一备）功 能：调解水质水量类 型：钢筋混凝土结构。数 量：1座有效调节容积：220m3调节

12、池尺寸：LBH=10.3m6.5m4.5m阀门井功 能：检修阀门类 型：钢筋混凝土结构。数 量：1座平面尺寸：LB =1.5m3.4m（2）主要设备污水泵设备类型：100QW30225.5型潜污泵设备参数（单台）： 流量：Qmax=30m/hQ平=13.4 m/h 扬程：22m 电机功率：5.5kW控制方式：根据调节池里的液位由PLC自动控制水泵开停，根据累计运行时间自动轮换，同时可采用手动控制。主要材质：灰铸铁5.4.4 砂滤器设计流量：Qmax=56 m/hQ平=25 m/h功 能：进一步去除水中的污染物 型 号：CSF-50型外循环连续砂滤器数 量：1套 处理能力：46-57 m3/h安

13、装尺寸：2700mm6500 mm5.4.5 混凝沉淀池混凝沉淀池设置一座，采用澄清池，澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体的构筑物，具有效率高，而尺寸小的优点。在澄清池中，沉泥被提升起来并使之处于均匀分布的悬浮状态，在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层，该层悬浮物浓度约在310g/L。原水在澄清池中由下向上流动，泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。当原水通过活性污泥层时，利用接触絮凝原理，原水中的悬浮物便被活性污泥渣层阻留下来，使水获得澄清，清水在澄清池上部被收集。混凝沉淀池除了包括澄清沉淀分离部分外还包括投药、混合、反应几个部分。投药 投药分干法和湿法两种。

14、干法是把药剂直接投放到被处理的水中。其优点是占地少，缺点是对药剂的粒度要求较高，投配量较难控制，对机械设备的要求较高，同时劳动条件也差。用得较多的是湿法，即先把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理的水中，投药设备包括投加和计量两部分。通常采用的设备有：耐酸水泵、真空泵及空气压缩机等；常用的设备有：计量泵、浮杯式计量器、转子流量计、电磁流量计等。本工艺采用湿式计量泵投加方式，设备用耐酸型计量水泵。混合药剂投入废水中后发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物体接触，形成小的矾花，这一过程就是混合，大约在1030秒内完成，一般不超过2min。对混合的要求是快速而均匀，快速是因为混凝剂在水中

15、发生的反应速率很快，需要尽量造成急速搅动以生产大量的细小胶体，并不要求产生大的颗粒；均匀是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。常用的混合种类有水泵混合、管式混合和机械混合三类，本工艺采用管式混合。反应混合完全后，水中产生细小絮体，但还未达到能自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使细小的絮体逐渐成大的絮体。反应设备有一定的停留时间和适当的搅拌强度，让小絮体能相互碰撞，并防止产生大的絮体沉淀。但如搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎。所以沿着水流方向搅拌强度越来越小，反应时间一般为2030min。（1）构筑物 设计流量： Qmax=56 m/hQ平=25 m/h功 能： 利用絮凝沉淀的原理去除

16、污水中的污染物质，达到预期的水质净化目标。类 型： 钢筋混凝土结构 数 量： 1座尺 寸： 混凝沉淀池有效容积： V=61m3 混凝沉淀池直径： D=5.6m 混凝沉淀池直壁高度： H4=1.6m 混凝沉淀池圆台高度： H5=5.6m 混凝沉淀池圆台底部直径： DT=2.4m 混凝沉淀池球冠高度： H6=1.0m水力停留时间：1.5h（2）主要设备a.搅拌机设备型号： JJ-60 CJ/T32-91设备数量： 1台设计参数：处理水量： 60m3/h叶轮直径： 1.2m电动机功率： 0.75kW 控制方式： 由PLC控制调节电动机的转动 b.投药设备 计量泵 设备类型：JW-JM-60/0.4型

17、计量泵 设备数量：1台设计参数： 流 量： Qmax=56 m/hQ平=25 m/h最大压力： 0.4MPa进出管径： 10mm电机功率： 0.25kW控制方式：变频调节和手动调节主要材质：不锈钢 c.混合设备管式静态混合器设备类型： CDSL-100/200型管式静态混合器 设备数量： 1台 适用流量： 56-110m3/h公称直径： 200mm5.4.6 污泥池从沉淀池排出的污泥含水率为99.2%，设置污泥池的目的是接受混凝沉淀池的排泥，对后续污泥处理进行量和质的调节。污泥池设有液位控制系统。当液位达到高位时，系统关闭进泥管阀门，液位为低位时，污水泵自动停止运行。（1）构筑物 污泥池功 能

18、：收集混凝沉淀池的排泥类 型：钢筋混凝土结构。数 量：1座尺 寸：LBH=3.0m3.0m3.5m 阀 门 井功 能：检修阀门类 型：钢筋混凝土结构。数 量：1座平面尺寸：LB =1.2m3.0m（2）主要设备污泥泵设备类型：150QW1001511型潜污泵设备数量：2台（一用一备）控制方式：PLC自动控制水泵开停，同时可采用手动控制。主要材质：不锈钢设备参数（单台）： 流量：Qmax=100m/hQ平=45 m/h 扬程：15m 电机功率：11kW5.4.7 污泥浓缩脱水间由污泥池来的污泥含水率高达99.2%，每天15m3左右，为流体状。为了减小污泥的体积，便于污泥运输，本方案选用带式浓缩脱

19、水一体机进行污泥脱水。带式浓缩脱水机的优点是电耗低、噪音小、运行稳定。与带式浓缩脱水一体机配套的有絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)制备设备一套，为了使污泥能顺利脱水，必须投加絮凝剂。污泥与凝聚剂充分混合后，然后流入一体机进行浓缩脱水，脱水后的污泥含水率约为7580%，为饼状固体，装车外运填埋或作为农作物肥料处置。（1）建筑物 污泥浓缩脱水间 型 式： 砖混结构 数 量： 1座 平面尺寸： LBH=16m12m5.5m （2）主要设备 a.污泥一体机 设备类型： 带式污泥浓缩脱水一体机设备型号： QTE3-1000型带式污泥浓缩脱水一体机 设备数量： 1台 设计参数： 单台处理能力： 19-25 带

20、宽： 1000mm 功 率： 1.1 kW设计工作时间： 16h 进泥含水率： 99.2 出泥含水率： 62-80 控制方式： 控制系统由生产厂家配套提供。 配套设备： 絮凝搅拌机、皮带运输机、集控箱、污泥泵、移动式空压机、药液搅拌箱、药液定量泵、污泥变量泵、清洗水泵等。 外观尺寸： LBH=4.9m1.6m3.0m b.絮凝剂(PAM)制备系统 设备数量： 1套 设计参数： 配制能力：0.5kg干粉絮凝剂/h配制溶液量：3.25.4.8 配电室类 型：砖混结构。数 量：1座建筑面积：108m2调节池尺寸：LBH=12.0m9.0m5.0m6.投资估算6.1 估算依据本方案投资估算包括士建工程

21、费、安装工程费、设备购置费以及其它费用。估算依据的指标、定额和标准有：1）、山西省建筑安装工程概算定额(土建部分与安装部分)2003年；2）、山西省建设工程预算定额，2005年；3）、山西省市政工程预算定额，2005年；4）、山西省建设工程费用定额，2000年；5）、全国统一安装工程预算定额山西省价目表，2000年；6）、山西省建设工程其他费用标准，2002年；7）、工程勘察设计收费标准，2004年；8）、城市污水处理工程项目建设标准，2001年。6.2 估算方法1）、各处理构筑物按近年同类工程初步设计概算，结合投资估算指标确定其估算单价：2）、设备费按设备供应商询价加5运杂费计取。3）、其余

22、项的费用按山西省建设厅、省计委2002年颁发的山西省建设工程其它费用标准6.3 估算结果本工程估算投资为278.64万元。本方案投资中，工程投资为278.64万元，其中：第一部分工程费用为237.73万元，第二部分工程费用为30.79万元，预备费为10.12万元。工程投资估算结果汇总表，见附表。7. 运行成本7.1 人工费 操作人员共有4人(1人/班，三班四运转)，按800元/人月计，人工费为：8004/30=106元/天=0.18元/吨污水7.2 药剂费名称单价（元/吨）费用（元/吨废水）PAC23000.019PAM24000.020合计0.0397.3电费装机容量80kW，运行容量50kW。按0.5元/度电计，电费为： 0.550= 25元/小时=0.44元/吨废水。7.4 设备折旧费 设备按15年折旧计，费用为：300.2010000/15365=370.55元/天=0.60元/吨废水。7.5 处理成本 根据以上各项的运行费用计算得到，该煤矿井下废水达标排放处理项目的处理成本为1.25元/吨。