污水处理方案设计：针对铁锰煤矿的解决方案

煤矿污水处理工程

设计方案

山东省诸都市创新华一环境保护科技有限企业

地址：山东省诸都市龙都经济开发区9号

.net

联络人：冷杨

第一章设计单位基本状况

一、设计单位概况

企业位于著名的全国百强县一山东诸都市。企业拥有一支学术领

先、经验丰富和高度敬、业的研发和工程技术人员队伍。长期以来为各地客

户提供从环境评价、工艺设计/设备供应等一系列专业服务，企业坚持以高

新技术服务于客户，以卓越的产品质量赢得顾客的信赖。在企业迅速发展

的同步，受到业界和客户的广泛尊重和好评。

企业专业生产污水处理环境保护设备五十多种系列，20()多种规格

的产品。污水处理系列：气浮机，刮泥机，格栅除污机，带式压滤机，医疗垃圾

焚烧炉，生活污水处理设备，地埋式污水处理设备，涡凹气浮机、溶气气浮机,

地埋式一体化生活污水处理设备，旋转式格栅、微滤机、机械过滤器、污

泥脱水机、中心传动、周围传动刮吸泥机、行车式刮泥机，曝气机、生物

填料等。我企业还可为顾客提供技术征询、设计工艺、场区平面布置、工

艺改造、设备安装和调试等完善H勺服务。

企业现已形成国际先进水平日勺环境保护工艺、技术、设备的供应和成

套中心，以都市和工业污水处理、污水回用、污泥处理为专长日勺设备制造

中心，以及相配套的工程运行管理和售后服务体系，我企业将以此为平台,

为广大客户提供高质量的一步到位的全方位服务。

面对竞争剧烈H勺市场，我企业秉持“品质、信誉、创新、服务”的经营

理念，不停加强新产品的开发与创新，使企业有了更广阔日勺市场。现产品

行销全国26个省级行政区划，并出口到非洲I、南亚、中亚、东南亚的二十

多种国家和地区。

展望未来，企业将继续依托诸城机械工业优势，跟踪国内外高新技术,

对产品质量和服务精益求精，与客户共赢，寻求友好、持续、迅速发展，为

保卫全球人类的碧水蓝天做出新日勺奉献。

第二章煤矿矿井废水处理设计

一、概述

我国日勺水污染状况愈来愈严重，水资源非常宝贵，保护环境已成为我

国的基本国策。山西省煤炭储量位居全国第一位，保有储量有上百亿吨，

煤炭工业为省内支柱产业之一。但煤炭行业每年仅乡镇工业煤矿采选废水

排放量就达近几亿吨。每年因矿井废水污染而导致的锈水田就达一百多万

亩，带来的经济损失约数亿元。

在煤矿的开采过程中要排除许多煤矿废水，排出的煤矿废水由于具有

大量的悬浮物、铁锦、酸性物质等，在与地表水时混合后，煤矿废水中可

溶性的铁镒物质被氧化沉淀析出，使整个地表水成为黄褐色，严重影响了

周围环境，因此，煤矿废水的治理任务迫在眉睫。针对山西煤矿和煤窑排

出的高含悬浮物和含铁含镒酸性矿井废水，我企业开发研制出一套高效废

水处理工艺，适合酸性含铁含镒废水处理。该技术和设备有助于保护环境

和宝贵的水资源，尤其有助于消除对生态和农业的严重影响，使经济得到

可持续性发展。

由于煤矿水具有高浓度日勺Fe、Mn、SS等污染物，按照有关法律法规

及环境保护规定，煤矿污水必须经处理达标后方可排放。

为了节省水资源，将矿井废水经处理后可用于井下防尘回用和地表

冲洗，或冲厕所用水，可大大缓和矿区日勺用水紧张状况，节省部分自来水

费用。

二、设计根据

1、设计水量

根据规定设计能力按照200m3/h设计。

2、进水水质

根据调查，一般煤矿为酸性水，水质参照有关的矿井井下水质，有关的

污染物指标如下：

PH：3.5SSW300mg/L硫化物W3mg/L

CODW20()mg/LMn2+W5.4mg/LFe2+<58mg/L

3、排放原则

处理废水到达《煤炭工业污染物排放原则》GB20426-2023,原则规定,

到达一级原则规定重要指标如下:

项目指标(mg/1)

PH值6—9

SSW50

CDOcrW50

总FeW1.0

总MnW2.0

F〈10

石汩类W5.0

4、回用水质

矿井废水经处理后，回用水到达《煤矿井下消防、洒水设计规范》

(GB50383—2023),重要指标如下:

项目处理后指标

SS30mg/L

PH6-9

浊度20度

色度15度

臭无不快感

CODcr20mg/L

大肠菌群3个/L

5、设计原则

(1)严格遵守国家及地方有关环境保护法律法规和技术政策，废水经

处理后到达《煤矿井下消防、洒水设计规范》，并符合当地环境保

护有关规定；

(2)考虑站内排水系统现实状况，总体设计布局合理，并与绿化和美

化环境有机结合；

(3)在总体规划指导下，结合实际状况，发挥工艺优势，做到技术先

进、工艺合理，尽量减少投资和占地；

(4)在污水处理站的设计中贯彻节能的原则，最大程度地减少污水和

污泥日勺处理成本，以保证运行费用低，自动化程度高，便于维护

管理和操作；

(5)最大程度地减少二次污染。

6、设计根据

(1)《地表水环境质量原则》(GB3838.2023)

(2)《中华人民共和国水污染防治法实行细则》(2023年3月2()日)

(3)《污水综合排放原则》(GB8978-1996)

(4)《室外排水设计规范》(GBJ14-87)

(5)《煤炭工业污染物排放原则》GB20426-2023

三、工艺流程确实定

针对煤矿污水重要污染因子含SS、CODcr,铁、镒等污染源的特性,

处理工艺选择“两级曝气+沉淀+过滤”工艺处理。

工艺流程如下：

絮凝剂

外运

四、处理工艺阐明

由于石灰的投加量大，污泥量极大，为了便于污泥排除，保证系统正

常运行，采用平流沉淀池对悬浮物进行分离，为了保证沉淀效果，

含铁锦综合废水汇集通过人工格栅清除大颗粒物后进入曝气池，投加

石灰乳充足搅拌混合反应调PH到6.5以上。在曝气搅拌作用下，与废水充

足混合反应后进入平流沉淀池进行泥水分离出去沉淀污泥物，污水进入调

整池均质均量，后用污水泵提高到一体化除铁镒净水机处理，出水可到达

污水排放原则或回用。调整池及平流沉淀池内污泥进入污泥浓缩池，一体

化除铁锦净水机反冲水、排泥水排入污泥池，用污泥泵抽至压滤设备处理

后日勺污泥外运，上清液回流到调整池进行再处理。

清除机理：

二价铁的清除：二价铁在PH值不小于6.5时，在水中溶解氧日勺作用下,

氧化成三价铁，三价铁水解生成氢氧化铁絮体，通过沉淀得以清除；

锦出J清除：镒日勺清除机理与铁相似，只是铁对于镒具有优先性，即先氧

化铁，再氧化镒，通过沉淀得以清除；

COD日勺清除:矿井水中COD重要体现为无机还原性离子口勺化学耗氧量,

将还原性铁、镒、硫化物等无机还原性离子清除，COD自然减少，通过絮凝

后的吸附、拥挤沉降等机理清除。

硫化物的清除：硫化物为较强还原性物质，在弱碱性口勺PH值条件下,

同步有镒盐存在日勺条件下，硫化物极易被氧化成单质硫清除。

吸附清除：在沉淀处理工艺中，COD、铁、锦、硫化物等日勺清除并不是

单一的途径或机理，除以上阐明外，尚有一种较综合日勺清除途径一一吸附清

除。在混凝剂H勺作用下，水中悬浮物、胶体等通过电荷的中和，同步在一定

的水力学条件下，形成一层比表面积大，吸附能力强的污泥悬浮层，通过吸

附、拥挤沉降等机理得以沉淀在泥渣内，随泥渣一起排除，这就是诸多矿井

水仅通过沉淀也能达标的原因。

五、各单体原理

1、格栅井

格栅井日勺作用是拦截漂浮物和大颗粒物进入系统，损坏后续处理设

备，设计采用手动格栅，人工除渣。尺寸：LXBXH=2.0x1.5x1.5m；构造：

砖混构造。

2、曝气池

曝气池调PH到6-9,通过风机搅拌，保证石灰乳与酸性水反应混合充

足，同步提高水中溶解氧W、J含量。曝气采用离心式潜水曝气机曝气。尺寸：

LXBXH=6.0x6.0x5.0m；构造：钢7昆构造。

3、调整池

由于矿井水排放的不均匀性，水质也有较大波动。调整池调整水质和

水量。配2台提高泵，一用一备。其沉淀物定期用污泥泵排放至污泥池。

尺寸:LXBXH=12x6x5.0m；构造：钢筋混凝土构造。

4、石灰乳池

尺寸：LXBXH=4x4x3.0m；分两格。构造：砖混构造。

5、沉淀池

池底设置泥斗，便于积泥排出，积泥通过排泥泵排至污泥浓缩池。

LXBXH=11.0x11.0x5.0m；构造：钢混构造。

6、除铁除钵净水机

本设计方案设计采用一体化自动除铁除镒净水机1套，处理能力为

2023/h.

7、清水池

清水池水可作反冲用水和回用。清水池配反冲泵1台，把水提高到除

铁除镒装置作反冲水源。尺寸：LXBXH=6x6x5m；构造：钢筋混凝土构

造。

9、污泥池

污泥浓缩池用于搜集沉淀池、调整池产生的污泥，上清液回流至调整池

重新处理。尺寸：LXBXH=8x8x3.5m；构造：钢筋混凝土构造。

六、重要构筑物

1）、石乳池：4.0mX4.0mX3.0m,分两格。

2）、曝气池:6.0mX6.0mX5.0m

3）、沉淀池：11.0X11.0111X5.0m

4）、调整池：12.0X6.0mX5.0m

6）、污泥浓缩池：8.0mX8.0mX3.5m

7）、清水池：6.0mX6.0mX5.0m

8）、设备操作间：36m2,砖混构造，含电器控制系统、药剂控制系统、消

毒系统、值班室、库房，设为3格。

9）、设备基础地面钢筋混凝土构造。

10）、绿化：草坪、树苗等。

七、重要设备

1、重要设备

1）、一体化脱铁盆净水设备1台

处理水量；Q=200m3/h

2）、投药装置

设计选用进口型号为GM0100投药成套装置，含计量泵,两套。

3）、电气控制系统含自动控制设施1套

4）、搅拌系统：

PAC投药桶容量：500L,2个。石灰搅拌投加系统2套。

5）、提高泵3台

型号：WQ100-100-15-7.5N=7.5KWQ=100m3/hH=15m考虑

前期水量少时用一台泵工作，后期到达设计水量时，两台泵同步工作，两用

一备。

6）、离心式潜水曝气机

选用QXB15型离心式潜水曝气机，进气量量QYOOm'/h,N=15KW,1台

7）、污泥泵2台

型号：WQ30-10-4.5N=4.5KWQ=30m3/hH=10m

8）、蜂窝PVC斜管选用d）50聚丙烯材质斜管，75m3

9）压滤机

CXSW-500,带宽500mm,功率1.5Kw。

2、污水处理站安全防护设计

污水处理站设2.2米高围墙，调整池、污泥池、清水池等设有不锈钢

防护栏，池内设检修梯。

八、电器控制设计阐明

1、电气自动控制

电控柜低压电器动力设备系统均设有缺相、过流、过载、过热保护功能。

自动控制系统由自动和手动构成，自动控制经可编程程序控制,程序设定后,

系统将稳定按设定日勺工作程序进行工作，当污水处理系统状况发生变化，可

重新进行编程控制适应新口勺控制规定。自动程序运行时，系统可实现无人职

守，手动控制在非正常状况或自动控制有异常日勺状况下可切换成人工控制，

保证污水处理系统正常工作，系统自动运行可节省人力并保证系统控制和运

行的稳定性，减少人为原因影响，并减轻操作人员劳动强度。

2、重要自动控制对象操作阐明

污水提高泵设置一备一用，在自动控制状态时，由安装在调整池内的

液位控制器自动启动和停止（高水位启动和低水位停止）污水泵日勺工作状

态，当调整池中水位处在高位时，自动启动污水提高泵、一体化净水设备、

投药装置等，低水位时自动停止运行；

在一体化净水设备中设计有自动定期排泥系统，当排泥时间周期届时，

一体化净水设备自动启动排泥系统，污泥排自污泥浓缩池；在一体化净水设

备装置中设计有自动反冲和强制反冲系统，当一体化净水设备装置中清水箱

中水质悬浮物多时由设备自动反冲或强制反冲，反冲洗排水进入污泥浓缩池,

污泥浓缩池中池内安装有液位控制器自动启动和停止（高水位启动和低水位

停止）污水泵的工作状态，当池中水位处在高位时，启动自动控系统,污泥用

泵提高至污泥干化池自然过滤或压滤设备作脱水处理。

3、设备设置自动和手动转换

系统通过切换开关，使系统日勺工作状态可在自动和手动控制模式之间转

换，自动控制实现无人职守，手动控制状态下可对每台设备单独控制，以便

系统调试和非正常状态下运行，同步以便电控系统检修和维护。

4、设计中对设备有防雷接地措施。

九、投资概算

1、土建部分

土建部分由乙方提供设计，甲方负责施工。

2、设备部分

重要设备一栏表

数单价合计

编号名称规格型号单位备注

（万元）（万元）

1一体化脱铁锦成套设备Q=200m3/h套12828

米顿

2投药装置GMO100套21.53.0

罗

3搅拌系统非标套20.51.0

4电气控制系统套12.52.5上海

5提高泵WQ100-100-15-7.5台60.301.8上海

6污泥泵WQ30-10-4.5台20.450.9上海

7曝气机QXB15台19.69.6

8石灰投加系统CX500-A套18.08.0