小型矿井水及生活污水处理方案Word格式.docx
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第三章工程设计说明
3.1设计依据
1)根据业主提供技术资料同类煤矿矿井废水水质条件及回用水的情况等基础资料。
2)《中华人民共和国环境保护法》,1998年12月26日颁布;
3)《中华人民共和国水污染防治法》,1984年5月11日公布;
4)《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006;
)
5)《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005;
6)《污水综合排放标准》(GB8978-19966)
7)《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
8)《室外给水设计规范》(GB50013-2006)
9)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
10)《电气装置安装工程电气设备按试验标准》(GB50150-9)
3.2设计范围及原则:
1)净水处理设施具有较大的适应性,应急性,可以满足水质、水量的变化,并考虑在突发或事故状态下的各种应急用水。
2)采用工艺具有可靠性,运行稳定,运转费用低,管理维护量特别小。
3)本工程设计范围为接入进水处理设施起至进水排出为止的净水工艺、构筑物、设备、基础、电气等各专业设计。
4)根据现场情况进行最优化设计,力求以较低的投资获得最大的社会、环境、经济效益;
5)所选工艺成熟、可靠;
工艺流程力求简单合理,在满足排放标准的前提下,尽力降低建设投资费用和运行费用;
6)所选设备及其辅助材料要经久耐用,操作、管理方便;
7)所选工艺应最大可能地节约用地,利用现有的地理位置,合理布局;
8)处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化;
9)降低噪音,消除异味,注意处理站周围的环境保护。
3.3项目建设的必要性
由于煤炭的矿藏一般在地下含水层之下,在煤炭开采过程中,地下水流向井筒和采掘巷道汇集于水仓,形成矿井排水又称井下涌水。
井下涌水在流入井筒和巷道时未受到污染,此时为清洁水,但在开拓和采煤过程中,大量煤粉和岩石粉尘等悬浮杂质和微生物进入水中;
在排水过程中,部分水中溶解性杂质被氧化,有的物质被析出,化学性质有所改变。
水是一种不可替代的自然资源,我国又是一个水资源并不丰富的国家。
因此,将矿井水排水作为第二水资源开发,提高水的循环利用率,促进矿区井下排水资源化,是发展煤炭工业与保护矿区环境及排放水体的最佳选择。
同时作为煤矿生活区未经处理的生活污水,对于该区发展旅游和生态环境建设极为不利,并且给周围的人民的生活和生产造成危害,同时污水的直接排放对当地及下游人民群众身体健康和饮水卫生也造成极大威胁。
3.4设计水质水量
进出水水质一览表
污染物名称
SS(mg/L)
总大肠杆菌群、粪大肠菌群(个/100mL)
PH
进水水质
300~400
有
6~9
出水水质
30
无
6.5~8.5
第四章工艺设计
4.1矿井废水
4.1.1处理工艺确定
矿井水主要来源于地下水,地下水与煤、岩层接触发生一系列物理、化学和生化反应,伴随煤炭开采过程排出大量矿井水。
含悬浮物矿井水中主要包含煤粉、岩粉和粘土等,尤其是煤粉,粒径大小相差悬殊,比重一般只有1.5g/cm3,远远小于地表水系中泥砂颗粒物的比重。
因此含悬浮物矿井水具有悬浮物粒径差异大、比重轻、沉降速度慢等特点。
由于含悬浮物矿井水中煤粉的作用,尽管有时矿井水悬浮物不算很高,可黑色却十分明显,感观性状差。
含悬浮物矿井水中悬浮物的含量为几十至几百,少数超过1000mg/L。
不同的含悬浮物矿井水,由于悬浮物含量和煤屑占悬浮物的比例不同,使得CODcr差异较大,但CODcr是由于煤屑中碳分子的有机还原性所致,在水中十分稳定,它将随着悬浮物的去除而消失,故不需要进行生化处理。
针对上述水质特征,矿井废水处理的主要工艺采用一体化净水器处理工艺。
混凝是水处理工艺中十分重要的环节,选择混凝剂的原则是产生大、重、强的矾花,净水效果好,对水质没有不良影响,价格便宜,货源充足。
常用的混凝剂是铝盐和铁盐混凝剂。
过滤主要是针对水中的细小悬浮物进行去除的工艺流程,同时,在选配滤料得当的情况下,过滤还拥有去除铁锰等一些特殊功效。
介于矿井废水可生化性低,水中含悬浮物较高的特点本项目确定的处理思路为:
矿井水全部经过预处理、混凝、沉淀、过滤、消毒处理后,出水用于井下降、除尘洒水不外排。
4.1.2处理工艺简述
矿井废水通过原水提升泵从矿井下将矿井废水提升至调节沉淀池,在调节沉淀池内进行两方面的作用,一方面通过调节沉淀池的调节作用,对矿井废水的水质和水量进行调节,达到水质稳定,保证后续处理工艺对水质和水量的运行要求,另一方面通过调节沉淀池的沉淀作用,对矿井废水中含有的悬浮颗粒物进行沉淀处理,达到初步沉淀的要求。
调节沉淀池的废水经废水提升泵提升至一体化净水器,主要程序为:
a、凝聚反应区:
经加药混合后的原水进入一体化净水器,首先进入装置底部的配水区,净水器的进水为底部配水区进水,穿孔管布水,确保设备布水均匀,并且每个微孔处水流以一定的流速喷出,使絮状污泥与原水中的细小矾花充分接触,前级混合后的原水在污泥的吸附作用下,进行彻底的混凝反应,通过剩余污泥的循环回流,进行絮凝反应,使进水与污泥具有更大的接触面积,提高污泥的凝聚效率,使原水中的小矾花凝聚成较大的矾花,为斜管沉降创造有利条件。
b、斜管沉淀区:
沉降区分为上下两部分,通过改变上下两层的斜管的孔径,提高水力梯度值,依据浅层沉淀理论,设置了斜管加速沉降,下部反应区快速形成的大颗粒状絮体,在两层斜管之间水流方向发生改变,将会增加小颗粒絮体间的接触机会,在流经上层斜管时,进一步提高出水水质。
形成的絮状体悬浮物在一层斜管区进行整流,一层斜管起均匀布水及导流作用,经充分反应后絮状水体沿二层斜管倾斜方向往上流动,进入沉降区内进行固液分离,沉积下来的污泥在重力及水流推力的作用下,沿斜管倾斜方向往下滑落。
c、污泥区:
斜管沉淀区沉淀的污泥通过水力的推流及自然沉降,部分经水力推动进入污泥区,部分污泥回流进入高浓度混合反应区,为保证污泥区排泥的彻底性,每套净水器污泥区由隔板分为2个小室,每个室均设有电动排泥系统及辅助排泥装置。
d、排泥系统:
每套净水器排泥系统由2套电动排泥阀及2套辅助排泥电磁阀组成,排泥管采用穿孔管结构,辅助排泥系统采用穿孔管型式,沿污泥区底部设置,用于排泥时污泥区的搅动,以利于污泥的彻底排净。
系统排泥按设定的时间程序进行,每周期每格污泥区排泥1-3min(排泥时间可调),排泥从每套净水器的1室至3室逐个进行。
e、集水及滤池配水区:
在沉淀池的清水区采用可调式三角堰板集水,汇入集水槽,使系统集水均匀。
斜管区集水槽设有3套配水管,分别进入3个滤池内,每个滤池的进水配有进水手动调节阀,可对每个滤池进水流量进行手动调节及设定。
f、过滤系统:
经沉淀后的水体由配水槽通过配水管分配进入各个过滤室内,通过U形水封器配水,并由上而下通过滤料层,滤后水由滤池内的连通管在重力作用下至滤室顶部的清水室。
清水室出水通过重力自流进入后级净化水池。
g、滤池虹吸反冲洗系统:
每个滤室均配有1套虹吸反冲洗系统,过滤系统的反冲洗排水通过重力虹吸原理,通过设定的水头损失值形成虹吸,利用过滤室清水室内的洁净水及滤后水自动进行反冲洗,过滤层反冲洗水接至下水道进入厂区总排管网。
斜管沉淀区出水经滤料层过滤一定时间后,由于滤料层的运行阻力逐渐增大,虹吸上升管内水位逐渐升高,当水位上升至虹吸辅助管位置时,虹吸管内空气随着虹吸辅助管排水,形成负压,将虹吸管内空气不断带走,最终使虹吸上升管及虹吸下降管内的水位接通,即形成虹吸,过滤室上室清水在清水层的静压及真空吸引下迅速反冲洗,装置内清水按照正常运行路径反方向返回,当清水经过滤料层时即开始对滤料进行反冲洗,滤室的反洗强度通过排水管管口的锥形调节板来调整,设定反洗强度及反洗时间,每次反冲洗历时4~6分钟。
反洗强度为14-16L/m2.s。
h、在净水器进水母管上配有气水分离器,防止气水混合物进入净水器,在工艺中由于水中的微气泡将影响凝聚效果,水中溶解气体在压力下降的情况下将产生微气泡溢出水面,凝聚后的絮状体将在微气泡的作用下浮出沉淀区的水面,形成漂浮物,影响沉淀效果,使出水水质恶化,气水分离器设自动排气电磁阀,自动排气。
该净水器设备从反应、絮凝沉淀、集水、配水、过滤、体内反洗、排泥等一系列运行程序,均为全自动运行。
4.1.3工艺流程
本矿井废水处理工艺流程如下图所示:
4.2工艺流程说明
根据矿井水水质情况及回用水排放要求,采用以上工艺流程。
由于矿井水中含有部分悬浮物及部分轻质焦油,因此在考虑悬浮物去除的同时还需考虑轻质焦油的去除,经一体化净水器及过滤后方能达到出水标准。
矿井水处理系统由调节池、提升泵、管道混合器、PAC加药系统、PAM加药系统、一体化净水器、消毒装置、清水池,系统控制采用全自动控制,各动力设备设现场控制箱,可实现两地操作,控制柜设有手动/自动转换开关,必要时(如故障状态)可转入手动操作。
4.3主要构筑物及设备说明:
1)调节池:
由于矿井水排放量及排放浓度变化量较大,调节池用于矿井水的收集,在工艺中一则起缓冲及调节水量的功能,以保证进入后级净水系统水质的稳定性,设计参数为:
规格尺寸:
6.00×
2.00×
2.00m
结构形式:
钢砼
数量:
1座
总容积:
24m3
有效容积:
21m3
水力停留时间:
5.8h
单元介绍:
调节沉淀池兼有沉淀和调节水量的功能,平流式沉淀池是矿井废水从池的一端流入,从另一端流出,水流在池内作水平运动,池平面形状呈长方形。
调节沉淀有进水区、沉淀区、出水区和污泥区四部分组成。
a、进水区
进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上,尽可能减少扰动,调节沉淀池进水区布水通过导流墙进行均匀布水。
b.沉淀区
如前所述,矿井废水通过导流墙后,均匀进入沉淀区后通过重力作用,使悬浮物进行沉淀处理。
c.出水区
调节沉淀池出水区采用穿孔墙稳定出水效果,同时通过穿孔墙的设置高度保证排泥井静水压头,保证排泥系统能够稳定运行。
d.污泥区
污泥区内设置排泥斗,对矿井废水中的悬浮颗粒物进行收集处理,采用静水压力将污泥斗收集后的污泥压至污泥中转池,然后进入污泥浓缩池。
2)清水池
规格:
5.00×
2.00×
2.00m
结构:
20m3
18m3
4h
清水池用于贮存废水处理站处理后的废水,便于后续回用的处理。
3)污泥浓缩池
2.00×
3.00m
12m3
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。
污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。
经浓缩后的污泥近似糊状,仍保持流动性,减少水处理构筑物排出的污泥的含水量,以缩小其体积的一种污泥处理方法。
5)螺杆泵井
3.00×
2.00m
6)阀门井
1.50×
1.50m
砖混
7)值班室
3.0×
3.0×
3.5m
8)消毒间
3.00×
3.00×
3.50m
4.3.1主要设备参数及材料
1)废水提升泵(调节沉淀池)
2台(一用一备)
流量:
5m3/h
功率:
0.55KW
扬程:
10m
口径:
50mm
转速:
2860r/min
2)管道混合器
型号:
GH-250
1个
公称直径:
DN50
3.5~7T/h
3)PAC加药装置
1套
搅拌罐容积:
1m3
泵流量:
0-150L/h
泵压力:
1.0Mpa
电机功率:
出口管直径:
DN15
外形尺寸:
2000×
1500×
2000mm
4)PAM加药装置
0-100L/h
2500
5)消毒装置
1台
有效氯产量:
100g/h
管径(动力水):
压力(动力水):
≥0.25Mpa
6)螺杆泵
2台
2m3/h
1.5KW
60m
最大排出压力:
0.6Mpa
进口口径:
40mm
出口口径:
32mm
7)板框压滤机
过滤面积:
10m2
外框尺寸:
630×
630mm
滤室数量:
21Pcs
滤板厚:
30mm
滤室总容量:
160L
额定过滤压力:
≤0.5Mpa
3080×
1020×
1150mm
8)一体化净水器
设备台数:
单台处理水量:
50t/d
悬浮物进水水质:
≤2000mg/L
悬浮物出水水质:
≤5mg/L
沉淀区设计表面负荷:
7~8m3/m2•h
过滤池设计滤速:
8-10m/h
滤池平均反冲洗强度:
14-16L/s•m2
冲洗历时:
t=4-6min(可调)
总停留时间:
T总=40-45min
进水压力:
0.06-0.1Mpa
主要材质:
Q235-A
9)污泥提升泵
1.1KW
15m
10)刮泥机
跨度:
2.0m
水上材质:
不锈钢
水下材质:
碳钢防腐
10)浮球液位计
接点容量:
AC220V/1A;
DC24V/0.5A
工作压力:
≤4Mpa
浮球比重:
0.6
输出信号:
4~20mA
工作温度:
-30~200℃
第五章厂区总图设计
5.1厂区平面布置
1)各处理单元构筑物的平面布置
废水处理站和生活污水处理站在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求,结合地形和地质条件,确定它们在厂区内的平面位置。
对此,应考虑:
(1)贯通、连接各处构筑物之间的管、渠,使之便捷、直通,避免迂回曲折。
(2)土方量做到基本平衡,并避开劣质土壤地段。
(3)在处理构筑物之间,应保持一定距离,以保证敷设连接管、渠的要求。
(4)各处理构筑物在平面上布置,应考虑尽量紧凑。
(5)污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置,以方便管理,应布置在厂区夏季主导风向的下风向。
2)管、渠的平面布置
(1)在各处理构筑物之间,设有贯通、连接的管、渠。
此外,还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管、渠,当某一处构筑物因故停止工作时,其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。
(2)应设超越全部处理构筑物,直接排放水体的超越管。
(3)在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。
这些管线有的敷设在地下,但大都在地上,对它们的安装既要便于施工和维护管理,又要紧凑,少占用地。
5.2厂区高程布置
厂区高程布置时一方面应尽量降低各构筑物设计水位以降低废水提升费用,另一方面又要满足废水自流排放和防止内涝,同时还应尽量做到减少土方开挖、回填及外运,以减少基建投资。
建成后的废水处理站室外标高与整个厂区相同,因此整个厂区室外地坪标高不足处需采用地基开挖土方及厂外土方回填。
5.3、厂区绿化
矿井废水回用处理工程建设完成后,平面布置时应安排充分的绿化地带,改善卫生条件,为废水厂工作人员提供优美的环境
由于污水处理厂的生产工艺的特点,厂区环境较差,气味难闻,噪声不断。
污水处理厂作为城市基础设施对外的窗口,应该有一个优美、舒适的环境,通过对厂区进行美化、绿化,可以营造一个优美的工作环境,同时也起到降噪除臭的效果。
另外对单体的建筑物进行造型和色同设计,重点对厂前区进景观设计,设置喷泉、雕塑等,综合办公楼前布置艺术铺地,设置花坛、凉亭等设施供职工休闲。
厂区绿化以不影响生产运营为前提,尽量提高绿化率,厂区围墙设置为半透明式围墙,并进行垂直绿化,沿围墙四周种植乔木防护林。
厂区内其它地方要利用构建筑物之间的空地充分绿化,以灌木为主,适当的栽种草皮、花卉等,管线上方以低矮灌木、草皮为主,选择耐移植的品种。
道路两侧采用先灌木、行道树后植草皮的方式,以不遮挡汽车视线为原则进行绿化。
第六章工程设备投资分析
6.1工程投资估算
公司矿井污水处理项目投资费用主要包括土建投资、设备购置费、安装调试、人员培训用以及间接费等。
矿井废水处理工程土建投资费用估算表
(1)
编
号
项目
规格/m
工程量/m3
单价
(元)
总价
备注
1
调节沉淀池
17.5×
8.0×
5.0
125
每平米按市场价折合
钢砼
2
阀门井
2.0×
1.5×
1.5
4.5m2
砖混
3
污泥中转池
2.0
11.1
4
污泥浓缩池
4.5
12.7
5
螺杆泵井
2.5×
9.1
6
清水池
10.0×
79
7
消毒间
3.5
31.5m2
8
值班室
9
设备间
视场地而定
框架
合计
矿井废水处理工程设备投资费用估算表
(2)
序号
设备名称
构筑物名称
规格型号
单位
数量
调
节
池
废水提升泵
Q=5m3/h,扬程=10m,功率=0.55kw
台
5600
11200
南方泵业
浮球液位计
AC220V/1A;
DC24V/0.5A工作压力:
≤4Mpa
0.6
4~20mA工作温度:
个
1600
9600
天津佑富
污泥提升泵
Q=5m3/h,扬程=15m,功率=1.1kw
6000
12000
刮泥机
跨度:
2m
碳钢防腐
不锈钢
套
30000
山东诸城
操
作
间
管道混合器
DN50,材质:
PVC
某环保
PAC加药装置
加药量:
0-150L/h
21000
PAM加药装置
0-100L/h
一体化
净水器
单台处理量:
50m3/d,设计滤速:
8-10m/h,出水悬浮物:
≤5mg/h
230000
460000
板框压滤机
10m2,额定过滤压力:
0.5mpa,框内尺寸:
630×
48000
昆工机械
10
轴流风机
转速2900rpm
叶角:
15deg
风量:
3367m3/h
风压:
277pa
功率:
0.37kw
920
- 配套讲稿:
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