铁锰煤矿污水处理工程设计方案.docx

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铁锰煤矿污水处理工程设计方案

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铁锰煤矿污水处理工程设计方案

煤矿污水处理工程

设计方案

山东省诸城市创新华一环保科技有限公司

地址：

山东省诸城市龙都经济开发区9号

网址：

电话：

联系人：

冷杨

第一章　设计单位基本情况

一、设计单位概况

公司位于知名的全国百强县—山东诸城市。

公司拥有一支学术领先、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，公司坚持以高新技术服务于客户，以卓越的产品质量赢得用户的信赖。

在公司快速发展的同时，受到业界和客户的广泛尊重和好评。

公司专业生产污水处理环保设备五十多个系列，200多个规格的产品。

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、周边传动刮吸泥机、行车式刮泥机，曝气机、生物填料等。

我公司还可为用户提供技术咨询、设计工艺、场区平面布置、工艺改造、设备安装和调试等完善的服务。

公司现已形成国际先进水平的环保工艺、技术、设备的供应和成套中心，以城市和工业污水处理、污水回用、污泥处理为专长的设备制造中心，以及相配套的工程运行管理和售后服务体系，我公司将以此为平台，为广大客户提供高质量的一步到位的全方位服务。

面对竞争激烈的市场，我公司秉持“品质、信誉、创新、服务”的经营理念，不断加强新产品的开发与创新，使公司有了更广阔的市场。

现产品行销全国26个省级行政区划，并出口到非洲、南亚、中亚、东南亚的二十多个国家和地区。

展望未来，公司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，谋求和谐、持续、快速发展，为保卫全球人类的碧水蓝天做出新的贡献。

第二章煤矿矿井废水处理设计

一、概述

我国的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造成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含有大量的悬浮物、铁锰、酸性物质等，在与地表水的混合后，煤矿废水中可溶性的铁锰物质被氧化沉淀析出，使整个地表水成为黄褐色，严重影响了周边环境，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锰酸性矿井废水，我公司开发研制出一套高效废水处理工艺，适合酸性含铁含锰废水处理。

该技术和设备有利于保护环境和宝贵的水资源，尤其有利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。

由于煤矿水含有高浓度的Fe、Mn、SS等污染物，按照相关法律法规及环保要求，煤矿污水必须经处理达标后方可排放。

为了节约水资源，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，可大大缓解矿区的用水紧张状况，节约部分自来水费用。

二、设计依据

1、设计水量

根据要求设计能力按照200m3/h设计。

2、进水水质

根据调查，一般煤矿为酸性水，水质参照相关的矿井井下水质，有关的污染物指标如下：

PH：

SS≤300mg/L硫化物≤3mg/L

COD≤200mg/LMn2+≤LFe2+≤58mg/L

3、排放标准

处理废水达到《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006，标准要求，达到一级标准要求主要指标如下：

项目

指标（mg/l）

PH值

6--9

SS

≤50

CDOcr

≤50

总Fe

≤

总Mn

≤

F-

≤10

石油类

≤

4、回用水质

矿井废水经处理后，回用水达到《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006），主要指标如下：

项目

处理后指标

SS

30mg/L

PH

6--9

浊度

20度

色度

15度

臭

无不快感

CODCr

20mg/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保法律法规和技术政策，废水经处理后达到《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状，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，结合实际情况，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，最大限度地降低污水和污泥的处理成本，以保证运行费用低，自动化程度高，便于维护管理和操作；

（5）最大限度地降低二次污染。

6、设计依据

（1）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

（2）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月20日）

（3）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

（4）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）

（5）《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006

三、工艺流程的确定

针对煤矿污水主要污染因子含SS、CODcr、铁、锰等污染源的特征，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

排放

矿井废水

外运

四、处理工艺说明

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，

含铁锰综合废水汇集通过人工格栅去除大颗粒物后进入曝气池，投加石灰乳充分搅拌混合反应调PH到以上。

在曝气搅拌作用下，与废水充分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，污水进入调节池均质均量，后用污水泵提升到一体化除铁锰净水器处理，出水可达到污水排放标准或回用。

调节池及平流沉淀池的污泥进入污泥浓缩池，一体化除铁锰净水器反冲水、排泥水排入污泥池，用污泥泵抽至压滤设备处理后的污泥外运，上清液回流到调节池进行再处理。

去除机理：

二价铁的去除：

二价铁在PH值大于时，在水中溶解氧的作用下，氧化成三价铁，三价铁水解生成氢氧化铁絮体，通过沉淀得以去除；

锰的去除：

锰的去除机理与铁相似，只是铁对于锰具有优先性，即先氧化铁，再氧化锰，通过沉淀得以去除；

COD的去除：

矿井水中COD主要表现为无机还原性离子的化学耗氧量，将还原性铁、锰、硫化物等无机还原性离子去除，COD自然降低,通过絮凝后的吸附、拥挤沉降等机理去除。

硫化物的去除：

硫化物为较强还原性物质，在弱碱性的PH值条件下，同时有锰盐存在的条件下，硫化物极易被氧化成单质硫去除。

吸附去除：

在沉淀处理工艺中，COD、铁、锰、硫化物等的去除并不是单一的途径或机理，除以上说明外，还有一种较综合的去除途径——吸附去除。

在混凝剂的作用下，水中悬浮物、胶体等通过电荷的中和，同时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，这就是很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

格栅井的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：

L×B×H=××；结构：

砖混结构。

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分，同时提高水中溶解氧的含量。

曝气采用离心式潜水曝气机曝气。

尺寸：

L×B×H=××；结构：

钢混结构。

3、调节池

由于矿井水排放的不均匀性，水质也有较大波动。

调节池调节水质和水量。

配2台提升泵，一用一备。

其沉淀物定期用污泥泵排放至污泥池。

尺寸：

L×B×H=12×6×；结构：

钢筋混凝土结构。

4、石灰乳池

尺寸：

L×B×H=4×4×；分两格。

结构：

砖混结构。

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。

L×B×H=××；结构：

钢混结构。

6、除铁除锰净水器

本设计方案设计采用一体化自动除铁除锰净水器1套，处理能力为2003/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，把水提升到除铁除锰装置作反冲水源。

尺寸：

L×B×H=6×6×5m；结构：

钢筋混凝土结构。

9、污泥池

污泥浓缩池用于收集沉淀池、调节池产生的污泥,上清液回流至调节池重新处理。

尺寸：

L×B×H=8×8×；结构：

钢筋混凝土结构。

六、主要构筑物

1）、石乳池：

××，分两格。

2）、曝气池：

××

3）、沉淀池：

××

4）、调节池：

××

6）、污泥浓缩池：

××

7）、清水池：

××

8）、设备操作间：

36m2，砖混结构，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结构。

10）、绿化：

草坪、树苗等。

七、主要设备

1、主要设备

1）、一体化脱铁锰净水设备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）、提升泵3台

型号：

N=Q=100m3/hH=15m考虑前期水量少时用一台泵工作，后期达到设计水量时，两台泵同时工作，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Q=200m3/h，N=15KW，1台

7）、污泥泵2台

型号：

N=Q=30m3/hH=10m

8）、蜂窝PVC斜管选用ф50聚丙烯材质斜管，75m3

9）压滤机

CXSW-500,带宽500mm，功率。

2、污水处理站安全防护设计

污水处理站设米高围墙，调节池、污泥池、清水池等设有不锈钢防护栏，池内设检修梯。

八、电器控制设计说明

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组成，自动控制经可编程程序控制，程序设定后，系统将稳定按设定的工作程序进行工作，当污水处理系统情况发生变化，可重新进行编程控制适应新的控制要求。

自动程序运行时，系统可实现无人职守，手动控制在非正常情况或自动控制有异常的情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，减少人为因素影响，并减轻操作人员劳动强度。

2、主要自动控制对象操作说明

污水提升泵设置一备一用，在自动控制状态时，由安装在调节池内的液位控制器自动启动和停止（高水位开启和低水位停止）污水泵的工作状态，当调节池中水位处于高位时,自动启动污水提升泵、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时排泥系统，当排泥时间周期到时，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（高水位开启和低水位停止）污水泵的工作状态，当池中水位处于高位时,启动自动控系统,污泥用泵提升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，使系统的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，方便系统调试和非正常状态下运行，同时方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

主要设备一栏表

编号

名称

规格型号

单位

数量

单价

（万元）

合计

（万元）

备注

1

一体化脱铁锰成套设备

Q=200m3/h

套

1

28

28

2

投药装置

GM0100

套

2

米顿罗

3

搅拌系统

非标

套

2

4

电气控制系统

套

1

上海

5

提升泵

台

6

上海

6

污泥泵

台

2

上海

7

曝气机

QXB15

台

1

8

石灰投加系统

CX500-A

套

1

9

PVC斜管

ф50聚丙烯

M3

75m3

10

压滤机

CXWS500

台

1

合计

3、工程投资

本工程除土建部分总投资为：

陆拾玖万整（￥：

69万元）

十、成本核算

1、成本核算

1）、人员工资：

污水处理站设制2名操作人员,工资按照1200元/月，即运行成本为1200×2÷30/（200×24）=元/吨·（污水）

2）、药剂费用：

矿井废水混凝剂选用高效聚氯化铝（PAC）,投加量按20g/m3计算，则药剂费用为:

20g/m3×3200元/T=元/（吨·水）

3）石灰

投加量按m3计算：

m3×元/Kg=元/（吨·水）

4）、电费：

本系统装机总容量为,每天每小时运行功率，

运行费:

×元/KW/200=元/（吨·污水）

5）、吨水运行总成本:

废水处理成本：

+++=元/（吨·污水）

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