30吨每小时矿井水处理工程项目设计 精品毕业论文.docx
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30吨每小时矿井水处理工程项目设计精品毕业论文
30吨每小时矿井水处理工程
设计方案
目录
第一章总论1
1.1项目概况1
1.2设计时考虑的问题1
1.3编制依据1
1.4设计标准及规范1
1.5设计原则1
1.6工程规模和范围2
第二章矿井污水处理站的水量、水质3
2.1矿井污水原水水量的确定3
2.2矿井污水出水水质要求3
第三章处理工艺分析4
第四章处理设施说明及技术参数6
第五章主要建（构）筑物、设备一览表13
5.1矿井污水处理站建（构）筑物13
5.2矿井污水处理站构筑物14
5.3矿井污水处理站设备一览表14
第六章矿井污水投资概算16
6.1矿井污水概算说明16
6.2矿井污水设备投资预算16
6.3矿井污水总投资概算（不包括土建）16
第七章总图运输17
7.1总图布置17
7.2竖向设计17
7.3其它17
第八章建筑结构设计18
8.1建筑设计18
8.2结构设计18
第九章电气与控制系统19
9.1设计依据19
9.2设计范围19
9.3供电电源20
9.4计量方式20
9.5控制与保护20
9.6接地系统20
9.7系统自动化简述20
第十章管线与防腐处理21
10.1管道21
10.2阀门21
10.3电缆21
10.4油漆防腐21
第十一章售后服务22
11.1人员培训与要求22
11.2售后服务22
第一章总论
1.1项目概况
项目名称：
30m3/h矿井水处理工程
拟建地点：
业主方提供的空场地
1.2设计时考虑的问题
采用占地面积小的工艺和处理设备；
在澄清池设计上，用高度空间换取平面空间；
设备布置尽量紧凑。
设施建设顺应现有空地，最大限度利用可占用土地。
污水厂尽可能多采用地埋、半地埋方式。
1.3编制依据
★现场勘察资料
★业主单位提供的矿井水有关资料，现场取水样。
1.4设计标准及规范
★《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）
★《井下消防、洒水水质标准》（GB50215-2005）
★《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GB/T18920-2002
★《给水排水设计手册》
★《室外排水设计规范》（GB50014-2006）及其他相关规范
★《建筑给水排水设计规范》50015-2003
★《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002
★《供配电系统设计规范》GB50052-95
★《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
★《砌体结构设计规范》GB50003-2001
1.5设计原则
严格执行国家、省、市及地区政府对环境保护的各项规定、方针政策及污水治理的有关规范、标准和规定，精心设计，做到技术先进可靠，经济合理，安全适用，确保质量。
根据本项目的水质、水量特征，选择高效、可靠的污水处理工艺，优化工艺方案，充分考虑处理系统抗冲击负荷的能力，增强系统的稳定性和提高系统的处理效率。
工艺流程和平面布置合理，尽可能结合厂区建设情况，力求布局紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，缩短建、构筑物间的管线距离。
污水处理设备选用新材料、低能耗、高效率、易维护、性能价格比好的产品。
控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使污水处理站运行可靠、维护方便，提高污水处理站运行管理水平。
所选用的工艺应尽可能地减少运行费用、降低造价。
减少污水在收集、输送、处理、排放及污泥处理（处置）过程中对环境造成不良影响，避免二次污染。
1.6工程规模和范围
本项目矿井水水处理设施全部为新建工程，拟在甲方提供的场地实施，矿井水经提升送至矿井水处理站进行处理。
本技术方案包括矿井水处理站界区内治理工艺、设备安装工程、管道工程、电气工程、自控工程、站内给水排水工程。
第二章矿井污水处理站的水量、水质
2.1矿井污水原水水量的确定
根据业主单位提供的资料，结合本矿实际的井下涌水量现状，确定矿井污水处理站处理规模为30m3/h。
表2-1矿井污水水量表
序号
污水站
设计最大处理能力
m3/h
m3/d
1
矿井污水处理站
30m3/h
720
2.2矿井污水出水水质要求
处理后的矿井井下废水达到处理后排放水水质符合《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006，及《井下消防、洒水水质标准》（GB50215-2005）中规定的井下消防洒水水质标准。
表2-2矿井水处理后出水水质指标
序号
项目
标准
执行标准
1
悬浮物含量SS
不超过30mg/L
《井下消防、洒水水质标准》（GB50383-2006）
2
悬浮物粒度
不大于0.3mm
3
pH值
6～9
4
大肠菌群
不超过3个/L
5
CODcr
不超过50mg/L
《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006
第三章处理工艺分析
本项目为库尔勒塔什店煤矿污水处理项目，主要废水来源为矿井水和生活污水。
矿井水是在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或采掘工作面的任何水源。
煤矿矿井水的来源有地表水、含水层水、老窑水和断层水等，其中主要来源是地下水。
矿井水水质随矿井分布地区的不同其水质有较大差异，主要受地质条件、煤层特性、采煤工艺的影响。
一般矿井水的主要污染物有悬浮物、化学需氧量（COD）和石油类物质等。
其中，悬浮物超标可达100余倍，主要是微细煤粒和黏土类及胶体物质。
矿井水酸碱基本为中性、无有毒重金属物质，主要是CODcr和SS超标。
需要说明的是一般矿井水中均含有一定量的CODcr，但其主要是由煤粉引起的，由水中还原性碳元素所致，一般随着悬浮物的去除CODcr能随之去除。
所以，矿井水治理主要是治理SS，随着SS去除CODcr也能随之去除。
根据设计规模要求及参考同类水质资料，矿井水处理主要是去除水中的煤粉、岩粉、大肠菌群、胶体、有机物和较高的盐分。
采用常规物理化学方法，即混凝、沉淀的处理工艺。
在本设计中，采用以下工艺进行矿井污水的处理：
井下废水
具体工艺流程图见图3-1。
PAC药剂
预沉调节池
污泥滤液进入调节池
管道混合器A
PAM药剂
管道混合器B
污泥浓缩池
旋流澄清池
二氧化氯发生器
污泥泵
井下回用/排放
中间水池
污泥脱水机
深度处理
泥饼外运
纯水
图3-1工艺流程框图
第四章处理设施说明及技术参数
（1）预沉调节池
功能说明：
污水自流进入调节池，并在池中进行水质、水量调节，保证进入后级系统水质、水量稳定。
在调节沉淀池上装有桁架式刮泥机。
调节池由混凝土制作。
主要技术参数：
设计容积：
180m3
数量：
1座
设计停留时间：
6.0小时
材质：
钢砼结构
基本尺寸：
8000×5000×5500㎜
配套行车式刮泥机
行车式刮泥机，用于井下水处理站调节池，将沉降在池低上的污泥刮到污泥斗，通过泵吸，然后将污泥排出池外，再流入污泥浓缩池。
行走大梁横跨在调节池上，双边驱动，池两边均铺设钢轨，从池的一端运行到池子的另一端，边运行边吸泥，撞到行程控制返回到原地，撞行程开关，停车，停车时间可由时间继电器控制（1分钟—12小时），完成一个工作周期。
行车式吸泥机为成套装置。
配置有：
工作桥、刮泥板、驱动机构、电气控制箱等组成。
同时配备安全、有效及可靠运行所必须的附件。
主要技术数据
型号：
SHG-5
数量：
1台
池宽：
5000mm
轨距：
50250mm
车速：
1.2-1.6m/min
轮距：
1.5m
主要材质：
碳钢
驱动电机功率：
1.5KW×2、三相380V/50HZ
污泥泵
技术参数：
数量：
2台
型号：
50WQ10-10-0.75
型式：
潜水式排污泵
流量：
10m3/h
效率:
54%
扬程：
10m
密封型式：
机械密封
转速：
2900rpm
功率：
0.75kW
产地:
上海东方
原水提升泵
说明：
原水提升泵用于调节池内水的提升，以保证后续预处理系统所需的工作压力及进水流量。
技术参数:
数量：
2台（1用1备）
型号：
80WQ29-8-2.2
型式：
潜水式排污泵
流量：
30m3/h
效率:
45%
扬程：
8m
密封型式：
机械密封
转速：
2900rpm
功率：
2.2kW
产地:
上海东方
电磁流量计：
DN80，1台
液位开关：
3个
（2）混凝反应沉淀装置
功能：
调节池出水由原水泵提升进入澄清池混凝反应，澄清池出水汇集后进入中间水池，底泥通过重力排至污泥浓缩池。
混凝反应沉淀装置技术参数:
数量：
1台
型号：
XLCQ-5
材质：
钢砼
单台处理水量：
30m3/h
旋流澄清池内件：
1套
斜管填料:
斜管规格：
φ50
斜管厚度：
0.5mm
斜管材质：
PP
斜管安装高度：
866mm
斜管安装角度：
60°
斜管数量：
20m2
管式混合器:
功能作用：
混合器内设三道呈90°角交叉排列的混合叶片，通过叶片的剪切作用，使药液与原水混合均匀。
设备规范：
型号：
HYB-80
数量：
2台
型式：
三螺旋叶片式
规格：
DN80
混合水量：
30m3/h
工作压力：
0.1-0.3MPa
工作温度：
4-50C
混合级数：
三级
水头损失：
0.4-0.8米
材质：
玻璃钢/碳钢防腐
PAC加药装置
说明：
PAC采用聚合氯化铝,让煤泥水在它的作用下絮凝
技术参数:
型号：
YJB－PAC-10
数量：
1套
流量：
0-10L/h
扬程：
1.0MPa
电机：
1.5KW
PAM加药装置
说明：
PAM采用聚丙酰胺,让煤泥水在它的帮助下更好地絮凝,从而产生更多的沉淀。
技术参数:
型号：
YJB－PAM-10
数量：
1套
流量：
0-10L/h
扬程：
1.0MPa
电机：
1.5KW
（3）中间水池
功能说明：
储存混凝反应沉淀装置出水，回用水池内投入二氧化氯消毒剂，进行消毒灭菌，达到回用水对细菌的指标要求；并为后级深度处理提供足够的流量和压力
主要技术参数：
设计容积：
30m³
数量：
1座
设计停留时间：
1.0小时
材质：
钢砼结构
二氧化氯消毒装置:
消毒设备采用目前比较先进的化学法二氧化氯发生器，化学法二氧化氯发生器是目前国内消毒效果好，造价低廉的先进消毒设备。
化学法二氧化氯发生器所产的以ClO2为主，混有Cl2、O2、H2O2等多种强氧化剂，具有广泛的氧化和杀菌能力，能杀灭水中各种芽孢病毒。
化学法二氧化氯发生器主要以复配氯酸（NaClO3）与酸性活化物（HCL）等原料，由进口生产的隔膜式计量泵，按比例投加到特制的反应器中，经化学而制得二氧化氯为主的气液混合物，经管路系统投加到需消毒的介质中。
化学反应方程5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O
二氧化氯发生器由原料罐、反应系统、温控系统、投加计量系统、控制系统、安全系统及氯气投加系统等组成。
主要技术参数：
设备型号：
CLO2-200
数量:
1台
设备类型：
化学法
结构型式：
组合式结构
发生量:
200g/h
混合液ClO2含量：
40-70%
整机功率：
0.8KW/AC220V
主体材质：
UPVC等
计量泵型式：
机械隔膜式
数量：
2台
压力：
0.7MPa
配套盐酸计量箱、氯酸钠计量箱2台，材质PVC
回用水泵
数量：
2台（1用1备）
型号：
80WQ29-8-2.2
型式：
潜水式排污泵
流量：
30m3/h
效率:
45%
扬程：
8m
密封型式：
机械密封
转速：
2900rpm
功率：
2.2kW
产地:
上海东方
电磁流量计：
DN80，1台
液位开关：
3个
（4）污泥处理系统
功能说明：
预沉调节池和混凝反应沉淀池，沉淀下来的污泥进入污泥浓缩池，污泥浓缩池内绝大部分有机污泥可得到好氧消化，消化后的污泥定期由污泥输送泵抽送到带式压滤机，压滤后的泥饼外运，污泥池上清液回流至调节池。
污泥浓缩池主要技术参数：
数量：
1座
容积：
15m3
结构：
钢砼
污泥输送泵
数量：
2台
型号：
40WQ12-15-1.5
型式：
潜水式排污泵
流量：
12m3/h
效率:
48%
扬程：
15m
密封型式：
机械密封
转速：
2900rpm
功率：
1.5kW
产地:
上海东方
液位开关：
3个
管道混合器：
DN65，1台
板框压滤机
功能说明:
污泥进行充分混合反应之后流入浓缩段的进料分配器，将污泥均匀分布到倾斜式的浓缩段上，迅速脱去污泥的游离水。
重力脱水后浓缩污泥经反转机构将污泥输送到板框压滤机机械脱水，促使泥饼再一次脱水。
主要技术参数：
数量：
1台
型号：
XAY15/630
参数：
总过滤面积：
15m2电机功率：
N=2.2kw
污泥罐
参数：
1.0m3，0.8Mpa
数量：
1台
空压机
型号：
V-1.0/8
参数：
1.0m3/min，0.8MPa,7.5kw
数量：
1台
（5）综合设备间
功能：
包括主体反应器车间、加药间、配电间/控制室、污泥脱水间等。
总体尺寸：
120m2，材质：
彩钢结构，数量：
1间。
尺寸：
L×B=15.0×8.0×6.0m
第五章主要建（构）筑物、设备一览表
5.1矿井污水处理站建（构）筑物
5.1.1建筑物名称及建筑面积
表5-1建筑物一览表
建筑物包括主处理车间、加药间、配电控制室、污泥脱水间等。
具体情况及建筑面积见表5-1。
序号
名称
备注
结构形式
一
综合处理间
120m2
彩钢顶结构
1
主处理车间
放置矿井水处理设备
彩钢顶结构
2
配电控制室
变配电系统及操作系统
彩钢顶结构
3
加药消毒间
内置加药设备
彩钢顶结构
4
污泥脱水间
内置污泥脱水设备
彩钢顶结构
5.1.2建筑物详细说明：
综合处理间
综合处理间为彩钢结构建筑，是整个污水处理处理厂的核心部分。
同时进行功能划分。
主要包含以下功能车间：
★加药间
内置2套矿井水加药系统1套消毒系统。
★配电控制室
是整个污水处理厂的中央处理系统。
整体采用全自动控制，内置配电总盘、电器控制柜。
★主处理车间
内置1套旋流澄清净水装置。
★主处理车间
内置1套污泥脱水系统。
5.2矿井污水处理站构筑物
构筑物主要为预沉调节池、中间水池、污泥池和综合处理间。
调节池用于调节矿井废水的水量；污泥池用来收集处理系统产生的污泥。
规格如下：
表5-2构筑物一览表
序号
名称
尺寸
容积
数量
备注
1
预沉调节池
8.0m*5.0m*5.5m
180m3
1
钢砼结构
2
中间水池
3.0m*2.0m*5.5m
30m3
1
钢砼结构
3
污泥池
Φ2.5m*3.0m
15m3
1
钢砼结构
4
综合处理间
15.0×8.0×6.0m
120m2
1
彩钢结构
5.3矿井污水处理站设备一览表
表5-3设备明细表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1.
行车式刮泥机
SHG-5
台
1
2.
调节池排泥泵
50WQ10-10-0.75
台
2
3.
调节池提升泵
80WQ29-8-2.2
台
2
1用1备
4.
电磁流量计
DN80
台
2
5.
PAC加药系统
YJB－PAC
套
1
6.
PAM加药系统
YJB－PAM
套
1
7.
管道混合器
DN80
台
2
8.
管道混合器
DN65
台
1
9.
旋流澄清池排泥系统
PN-65
套
1
自动排泥
10.
旋流澄清池斜板
Φ=50
㎡
20
11.
旋流澄清池内部装置
型钢
套
1
12.
中间水池提升泵
80WQ29-8-2.2
台
2
1用1备
13.
二氧化氯发生器
有效氯产量200g/h
台
1
14.
液位计
0—5m
支
9
15.
污泥提升泵
40WQ12-15-1.5
台
2
1用1备
16.
板框压滤机
XAY15/630
台
1
17.
污泥罐
1.0m3，0.8Mpa
台
1
18.
空压机
V-1.0/8
台
1
19.
电源柜
PDG-1
台
1
20.
控制柜
PDG-2
台
1
21.
自控柜
PDG-3
台
1
22.
现场操作箱
台
3
23.
电缆、电线
套
1
24.
管道、管件
套
1
第六章矿井污水投资概算
6.1矿井污水概算说明
本概算没有包括地基处理、建构筑物、围墙道路、外网管线铺设、绿化等费用。
表6-1矿井污水设备投资表
6.2矿井污水设备投资预算
序号
名称
型号
数量
单价（万元）
总价（万元）
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
合计
6.3矿井污水总投资概算（不包括土建）
表6-2工程总投资表
序号
项目
金额（万元）
备注
1
设备价格
含税价
2
安装费
3
调试费
4
税金
工程总投资
第七章总图运输
7.1总图布置
在工艺设计计算的基础上，按工艺流程的特点以及各建（构）筑物的平面大小，对矿井水处理站的平面进行布置。
布置时进行合理的功能分区，在满足各构筑物的施工、设备安装和管道敷设及管理维护的前提下，处理构筑物的间距要紧凑，流程上相连的构筑物相邻布置，并尽量采用组合布置。
7.2竖向设计
为保证污水在各构筑物之间能顺利自流，必须准确计算出各构筑物之间的管线的水头损失，设计水力计算时以实际运行中可能发生的最大损失流程来确定竖向设计高程。
7.3其它
厂区给排水
工艺管线
主要工艺管线包括污水管线、污泥管线、排泥管线、放空管线、反冲洗管线等，各管线以工艺需求布置。
厂区给水
主要供厂区生活、生产辅助设施用水及厂区消防用水。
⑵厂区供电、通讯
厂区用电引自废水处理站内的变电站。
第八章建筑结构设计
8.1建筑设计
由于本污水处理站构筑物为全地下结构和地上结构，其建筑设计须考虑其周围绿化与总体设计协调。
8.2结构设计
工程材料
贮水构筑物均采用C30,抗渗标号S6；
非贮水构（建）物均采用C20；
垫层及填充料采用C10；
钢筋：
d≤10,Ⅰ级钢；d≥12,Ⅱ级钢；
水泥采用≥325普通硅酸盐水泥；
钢材采用Q235A。
抗震设计
本工程按抗震烈度6级进线设计。
第九章电气与控制系统
9.1设计依据
国家有关标准规范：
《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）；
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）；
《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）；
⑺《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2000）；
⑻工艺专业所提用电资料。
9.2设计范围
⑴全厂低压供电系统及变电站的设计；
⑵全厂建、构筑物动力及照明设计；
⑶全厂防雷接地系统设计；
⑷厂区电缆敷设及道路照明；
⑸通讯系统；
⑹《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》（HG20505-1992）；
⑺《控制室设计规定》（HGT20508-2000）；
⑻《仪表供电设计规定》（HGT20508-2000）；
⑼《信号报警、联锁系统设计规定》（HGT20511-2000）；
⑽《仪表配管、配线设计规定》（HGT20512-2000）；
⑾《仪表系统接地设计规定》（HGT20513-2000）；
⑿《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-1995）；
⒀《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）。
9.3供电电源
本污水处理站为三班制连续工作，由厂区内低压配电室直接提供380V电源两路。
9.4计量方式
采用低供低量。
动力和照明分别计量，计量装置分别设在进线柜和照明柜中。
9.5控制与保护
污水处理站现场采用集中控制和手动控制相结合的方式进行操作。
电机采用过流、过载、缺相保护。
9.6接地系统
采用接地系统。
要求站外设置接地桩，并与电源进线的接地线相连接，站内所有电气设备的金属外壳均应可靠接地。
接地电阻与厂区内接地系统保持一致。
9.7系统自动化简述
9.7.1控制方式
★系统采用集中控制和就地控制相结合的控制方式。
★系统可实现手动和自动的切换，在非常运行状态下，对设备及水泵、控制阀可以进行手动操作。
★电气仪表控制一体化，电气设备和工艺工程的控制由一个控制系统完成，提高系统的完整性和可靠性。
9.7.2控制功能
★设备程序自动控制及系统连锁运行
★设备运行操作，实现系统启动、运行、停止等操作
★设备自动保护及系统运行连锁保护
9.7.3水泵及电机保护
★所有电机使用过载保护器。
★通过控制中心与相关设备实现自动启停。
第十章管线与防腐处理
10.1管道
所有的污水管，污泥管应为焊接钢管。
所有户外埋地管道均为焊接钢管，外表涂刷防腐沥青漆。
所有加药管道均为UPVC管。
10.2阀门
所有排泥阀均为闸阀。
所有手动阀门均为闸阀或蝶阀。
10.3电缆
所有户内、外地下电缆均为普通电缆，并由PVC管保护敷设。
10.4油漆防腐
污水处理厂内所有建构筑物的外墙均涂刷企业颜色外墙涂料。
爬梯，扶手，安全护栏，钢制平台均刷防腐漆两道，面漆一道，面漆颜色采用企业颜色。
第十一章售后服务
11.1人员培训与要求
为了使建设方能够正确操作污水处理站内设备，保证整个系统正常运行，我公司免费为建设方进行人员培训两次，在工程调试过程中完成。
该污水处理系统涉及
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