煤矿矿井废水.doc

*煤矿矿井废水处理方案设计一、概 述煤矿开采过程中会产生一定量的矿井水，其主要污染物为SS、COD、石油类和部分金属、非金属元素，有些矿井水中还含有放射性污染物，这些矿井水排放到自然环境中，对农业、土地、森林等资源造成不同程度的破坏。另一方面，煤矿的开采造成大面积地下水位下降。因此，开展矿井水处理、资源化再利用工作具有非常大的环境、社会和经济效益。由此可见，*地区矿井废水治理已成当务之急，是环保工作的重点，也是水污染治理的重点，更是采煤业主不可推卸的义务。我公司根据业主要求对*煤矿矿井废水处理工程进行方案设计，在进行深入调查、多次与业主沟通基础上，提出了如下处理方案。利用技术先进、操作维护管理简单、运行稳定的处理系统消除污染，使矿井水能够全部达标排放或回用。同时恭请各级领导和专家审查并提出宝贵意见。二、设计依据 甲方提供的水量相关资料（业主提供日废水量为300m3） 煤炭工业污染物排放标准(GB20426-2006) 给水排水设计规范（GBJ15-88）； 建设项目环境保护管理条理（1998年） （87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”； 室外排水设计规范(GBJ14-87)及其他相关规范； 建筑给水排水设计规范 GBJ15-88 给水排水工程结构设计规范 GB50069-2002 采暖通风和空气调节设计规范 GBJ19-87 供配电系统设计规范 GB50052-95 低压配电设计规范 GB50054-95 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65-83 工业企业照明设计标准 GB50034-92 工业企业厂界噪声标准 GB12348-90三、设计原则1、工艺技术经济、实用、可靠，处理后水质能达到国家污水综合排放标准GB8978-1996一级标准。2、保证出水达标的同时，运行费用低。3、 本着技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则选择污水处理工艺，使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来；4、平面布置和工程设计时，结合现状，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，节省占地。四、设计范围1、污水治理设计；2、构筑物设计；3、加药装置设计；五、设计技术指标1、设计参数：（1）、日污水量：Q =300m3/d（2）、平均小时污水量：q平均=12.5 m3/h（3）、最大小时水量：qmax=15 m3/h（4）、变化系数：k=1.22、设计负荷：污染物原水浓度（mg/l）排放浓度（mg/l）GB8978-1996PH2-66-96-9SS4807070CODcr2787070总镉0.20.10.1总砷0.70.50.5总铅1.81.01.0硫化物2.01.01.0氟化物201010石油类2555挥发酚1.50.50.5六、工艺设计1、工艺流程的选择煤矿矿井水中的主要污染物为悬浮物（SS），构成这些SS的主要是煤屑、岩粉、粘土等细小颗粒物，尤其是煤粉，其含量为几十到几百毫克/升。而且煤粉能被重铬酸钾等强氧化剂氧化，显示有较高浓度的COD。由于受到煤、废机油、乳化油等污染，矿井水中还含有一定量的油类。煤矿矿井水的污染物特性可概括如下：F 矿井水的主要污染物为SS，而且SS中的煤粉是构成矿井水COD的主要成分；无论是去除污水中的COD还是SS，归根到底是能够有效去除废水中的SS。 F 矿井水中的SS含量非常不稳定，不仅同一矿区各矿的矿井水浓度差异较大，并且同一矿井不同时期排水浓度也有很大差异。这对于物化处理而言，在处理装置的稳定运行方面有较大的影响。F 矿井水中的SS悬浮稳定性好，不易脱稳沉降。F 矿井水的色度较高。根据煤矿矿井水的水质特点分析，目前国内外普遍采用混凝沉淀加过滤的工艺进行处理，但关键是在以下几个方面存在差别：F 具体的处理设施的选择上，如何保证运行稳定、容易操作管理如斜管沉降池容易堵塞，普通混凝沉淀池出水SS偏高，普通的混凝反应耗药量大且混合不均匀导致出水水质差等等。F 具体的设计参数选择上，更好的解决好排泥、合理的加药问题、合理的混凝反应问题等在来水水质水量有变化的时候，常规的混凝沉淀工艺缓冲能力不够，使出水水质波动较大，需要改进。F 水处理药剂方面 目前国内外的技术差别主要体现在国外的药剂比较先进，有专门的高分子有机絮凝剂。我公司经过大量的工程实践、探索和改进，以形成了针对酸性矿井水、高含盐矿井水、高浊度矿井水处理的系列专用药剂，对保证废水的处理效果和处理成本的降低，发挥了重要作用；根据我公司的工程实践和实验研究，推荐采用以下工艺来处理煤矿矿井水。2、矿井水处理工艺流程矿井废水在流入调节池之前先在井底水仓进行沉淀，沉淀后的水悬浮颗粒较小，单靠自然沉淀无法满足排放水水质标准，所以采用混凝、沉淀的方法。混凝沉淀工艺不但投资少、处理效果好、而且占地面积小。本设计方案的核心设备采用我公司自行研制开发的专有技术设备“旋流混凝反应器+高效沉淀澄清池”进行废水治理。矿井水由井下水仓提升至调节池内，经过一级提升泵提升，进入“旋流混凝反应器+高效沉淀澄清池”装置内，在此设备内混凝、沉淀后达标排放。污泥干化处置，干煤泥资源化利用。具体工艺流程见下图。提升泵混凝剂废水石灰水调节池沉淀澄清池达标排放污泥干化池滤液旋流反应器器3、工艺流程说明:矿井中产生的废水在进入调节池，调节池设两座，投加石灰乳调节水质，泵回流混合搅拌。PH值由控制系统根据水质情况自动运行，它能根据管理人员所设定的PH范围自动投加或停止，这样既方便可靠，又易于管理，也节省了药剂费。出水通过提升泵提升进入旋流反应器，在旋流反应器加入混凝剂，在湍流状态下，药剂与废水发生分步混合反应。而且在旋流状态下，药剂与废水的混合非常完全，形成的矾花基本处在理想状态，保证了混凝沉淀的高效运行。在中和池内通过泵回流水力混合搅拌作用加速水中重金属离子与OH-充分接触反应，经一定的停留时间后达到去除重金属的目的。在反应器内，细煤粉在药剂的作用下形成了容易沉淀的絮体，从废水中分离出来。石油类则吸附在煤粉絮体上，从废水分离出来，进入污泥处置系统。上述反应保证了废水的稳定达标排放。废水经旋流反应器后，进入沉淀池，出水达标排放。中和池、沉淀池产生的污泥排入污泥干化池，进行自然干化处理，滤液经泵泵入调节池，煤泥可以资源化利用。（1）调节池：有效地对废水的水质、水量进行调节，并沉淀部分大颗粒悬浮物。参数： 数 量： 2座（分池并连）容 积： V = 72 m3/座 有 效 容 积： V =60 m3 水力停留时间： HRT=8 h（单池4h）（2）石灰水投加系统：石灰按一定比例通过水力搅拌成石灰乳用泵加入废水处理系统。自动控制，管理操作十分方便。（3）旋流反应器：用于混凝反应。参数：数 量： 1台尺 寸： 6001750mm 结 构：钢结构，防腐（4）沉淀澄清池：池内设置导流板，对水流起到缓冲作用。通过泥水分离，去除COD、SS、重金属和硫化物等，达标水外排或回用。污泥通过污泥泵排出；若遇水质波动大，有大量污泥产生时，依靠人工清掏的方式排出。参数：数 量： 1座尺 寸：9000400030 00mm容 积： V = 108 m3 有 效 容 积： V = 90m3 水力停留时间： HRT= 6.0 h池 型： 平流沉淀池（5）污泥干化池：采用地上式砖混结构，将调节池、初沉池、二沉池产生的污泥用污泥泵排入，经重力浓缩干化处理，干化后的污泥滤液回流入调节池。参数： 容 积： V = 36m3七、投资估算1、主要土建构筑物序号名称规格（LBH）（m3）数量容积（m3）备注1调节池6.04.03.02座72砖混2沉淀澄清池9.04.03.01座108砖混3污泥干化池6.03.02.01座64砖混4引水渠1座将废水从井口引入处理池5石灰池0.80.80.52座操作间4.03.03.01间12平方米砖混设备基础1个2.02、主要设备、材料序号名 称单 位数 量型号单价（万元）总价（万元）备 注1手动格栅套1公司自制2中和回流池搅拌泵台1一用一备3旋流反应器套14提升泵台2一用一备液位控制器台25污泥泵（排沙泵 ） 套26混凝剂投加系统套17搅拌机套18药箱套19配电控制系统台110电缆、管阀、防腐批111合计3、工程总投资序号名称总价(万元)备注1设备费2安装费及运输费3设计调试及管理费4工程税金合计八、操作管理1、本工艺流程为有能耗废水处理设施，占地面积较小。需配备兼职管理人员（1人）。九、运行费用概算1、药剂费: