王堰煤礦酸性廢水處理工程方案設計
湖南泰景環保科技有限公司
二○○九年四月
目 錄
1 概況 1
2 設計依據 2
3 廢水水質、水量及治理要求 2
3.1 廢水水量、水質 2
3.2 設計水質水量及出水水質要求 3
4 設計原則 4
5 設計范圍 4
6 廢水處理工藝流程設計 4
7 工藝參數設計 6
8 工程投資概算 9
9 相關專業設計 10
10 運行管理與費用 14
11 售后服務承諾及培訓 15
附：1、工藝流程圖 2、平面布置圖
1 概況
石門王堰煤礦位于湖南省石門縣，該煤礦煤炭礦藏在地下含水層之下，在煤炭開采過程中，地下水流向井筒和采掘巷道匯集于礦井集水池，形成礦井排水。礦井污水即具有地下水特征，又受到生產過程污染，通常呈黃褐色，SS(懸浮物)、Fe、Mn、CODCr等出現不同程度的超標，還可能含有氟化物及其他重金屬。相當部分礦井污水由于與煤層中含硫化合物接觸氧化形成H2SO4而使廢水呈酸性。
該酸性廢水懸浮物濃度高，外觀呈黃色，礦井污水直接排放將對農田及流域造成嚴重污染。為了保護環境，消除污染，避免工農糾紛，該公司決定對王堰煤礦外排廢水進行治理。我公司受王堰煤礦委托特此編制本方案。
2 設計依據
2.1《建設項目環境保護管理條例》;
2.2《給水排水標準規范實施手冊》;
2.3《室外排水設計規范》(GBJ 14-87);
2.4《煤炭工業污染物排放標準》(GB20426-2006);
2.5《給排水工程結構設計規范》(GBJ69-84)
2.6《低壓配電裝置及線路設計規范》(GB5004-92)
2.7 業主提供的其它相關技術資料。
3 廢水水質、水量及治理要求
3.1 廢水水量、水質
1)水量：據業主提供資料及要求和我司現場考察情況，該煤礦酸性廢水水量大，懸浮物濃度高，pH值較低(2~5左右)，污染嚴重，礦井礦下排水采用D型多級泵，目前每天抽水時間為8h，水泵正常排水量為155m3/h。
考慮到煤礦發展要求，每天流量按2000m3/d計，時設計流量按200m3/h計。
2)水質：由于業主未提供具體水質情況，本方案參照類似煤礦廢水水質，具體指標如下表所示：
4 設計原則
4.1充分考慮該廢水處理的實際情況，采用實用、可靠、先進的工藝技術，并確保廢水處理系統投產后運行穩定，易于操作、管理和維護。
4.2 處理設施操作維護方便、工人勞動強度低、處理效果穩定。
4.3在確保治理效果的前提下，優化設計工藝，降低工程投資和運行成本。
4.4處理設施適應廢水水量的季節性變化(充分考慮豐水期水量)。
4.5優化總體布局、采用低噪設備，避免二次污染。
5 設計范圍
5.1本設計處理范圍為王堰煤礦酸性采煤廢水;
5.2本設計包括工藝、總圖、土建以及電氣專業設計，充分利用王堰煤礦原有污水池;
5.3本設計從污水處理站的進水口開始到處理設備排放口為止;
5.5主電源到污水處理站配電控制柜的動力配線由業主負責，本設計負責配電控制柜至各電器使用點的配電和控制。
6 廢水處理工藝流程設計
根據上述水量水質情況，對于煤礦污水的處理，重點在于以下幾個方面：1)降低懸浮物含量;2)中和污水酸度，去除SO42-;3)去除污水中鐵、錳等金屬離子。
針對該酸性采礦廢水排水量大、懸浮物濃度較高、PH值較低等特點，本方案設計采用化學中和、混凝沉淀工藝對該廢水進行綜合治理，污泥采用機械加速澄清濃縮后壓濾脫水工藝處理。
工藝說明：廢水經礦井內提升泵一次提升后，沿現有排水溝進入調節曝氣池，通過風機鼓風曝氣一方面吹脫廢水中的H2S等酸性物質，另一方面也起到攪拌均勻水質的目的，確保后續處理單元連續穩定進行，在調節池后段設置中和反應區，在中和反應區投加石灰乳進行中和反應，石灰乳量根據廢水pH值采用pH自控裝置自動投加，由于石灰乳也有助凝作用，同時投石灰乳本身有少量石灰渣產生，本工藝設初沉池可去除一部分較易沉淀的中和反應生成物和泥沙等, 這樣減少后序單元負荷，初沉池出水再進入混凝反應池，同時向混凝反應池投加混凝劑與助凝劑，廢水在混凝反應池充分反應后，使廢水微小懸浮物顆粒生成礬花絮體進入斜管沉淀池，混凝池反應生成的硫酸鈣、氫氧化鐵等沉淀物以及廢水中原有的懸浮物得到沉淀分離，沉淀池出水達標外排。
沉淀池分離出的污泥含水率高，須進一步脫水固化才能裝車外運。沉淀池分離出的污泥含水率高，泥量大，若直接進行脫水，則要求脫水設備處理能力大，運行費用高。本方案設污泥濃縮池，斜管沉淀池分離出的污泥經污泥泵輸送至污泥濃縮池，污泥在濃縮池內濃縮、減量，然后進行機械脫水。脫水設備采用帶式壓濾機。濃縮池上層清液與帶式壓濾機濾液回流至調節池，脫水后的污泥不含有毒、危險物質，可經軌道輸送與礦渣一并處理，或運入廢礦坑中。
7 工藝參數設計
1、調節曝氣池
設計流量：200m3/h
停留時間：2h
有效容積：V=400m3
規格： 10.0×10.0×4.5m
結構：新建，鋼筋砼，內襯玻璃鋼防腐
數量：1座
設置穿孔管鼓風攪拌，均勻水質同時防止沉淀
攪拌風量：5m3/m2.h
配置設備：
PH控制儀 1臺
石灰乳投加裝置 1套
加藥裝置含：計量泵，溶藥桶，攪拌裝置等
鼓風攪拌，攪拌風量5m3/m2.h
2、初沉池
設計流量：200m3/h
停留時間：1h
有效容積：V=200m3
規格： 10.0×5.0×4.5m
結構：新建，鋼筋砼，內襯玻璃鋼防腐
數量：1座
配置排泥閥2個
3、混凝反應池
設計流量：200m3/h
反應時間：40min
有效容積：V=133m3
規格： 10.0×3.5×4.5m
結構：新建，鋼筋砼
數量：1座
配置設備：
分流控制流量計 2臺，防腐蝕
流量范圍：150~250m3/h
混凝劑投加裝置 1套
絮凝劑投加裝置 1套
加藥裝置含：計量泵，溶藥桶，攪拌裝置等
鼓風攪拌，攪拌風量3m3/m2.h
4、一段斜管沉淀池
設計流量：200m3/h
表面負荷：2.0m3/m2.h
有效沉淀面積：A=100m2
規格：10.0×11.0×4.5m，分兩座
結構：新建，鋼筋砼
配置設備：
斜管填料100m3
排泥閥4個
5、二段斜管沉淀池
設計流量：200m3/h
表面負荷：2.5m3/m2.h
有效沉淀面積：A=80m2
規格：20.0×4.0×4.5m，分兩座
結構：原有池改造加高
配置設備：
斜管填料80m3
排泥閥4個
6、清水池
規格： 4. 0×2.0×3.5m
結構：利用原有池改造
數量：1座
7、污泥濃縮池
規格： Φ4. 0×3.5m
結構：利用原有池改造
數量：3座
配置污泥泵3臺。
8、污泥脫水機
選用帶式壓濾機
帶寬：1m
數量：1臺
配套設備
絮凝劑投加裝置 1套
管道混合器 1臺
清洗裝置 1套
調理槽 1套
9、設備間
規格： 3. 0×10.0×3.5m
結構：磚砌，地上式
內置羅茨鼓風機，用于曝氣和攪拌用
風 量：7.71m3/min
出口風壓：49kPa
功 率：11kw
數量：2臺(一用一備)
其他設備：混凝劑加藥裝置、絮凝劑加藥裝置、石灰乳溶藥投加裝置
8 相關專業設計
8.1 平面布置及高程
8.1.1 建設用地
廢水處理站水池及機房占地面積約550m2;
8.1.2.廢水處理站平面布置
調節池、混凝池與一段斜管沉淀池為新建，其他處理設施則利用現有水池改造，污泥脫水部分設置在原有池上方、出廠道路旁邊，便于污泥運輸。
8.1.3.廢水處理站高程設計
廢水均采用重力流經各處理構筑物。污泥排放亦采用重力排泥，污泥壓濾脫水利用污泥泵提升。
8.2廢水處理站建筑設計
8.2.1.總體布置綜述
總體布置以充分滿足工藝生產的需要為前提，根據工藝流程對站內各種建(構)筑物及相關設施進行了合理的布置。將性質相同、功能相近、聯系密切的不同建筑物以及輔助設施進行了組合，做到了功能分區明確，建筑相對集中，便于生產管理，節約用地和投資。同時，有利于工程管線的設置。
8.2.2.建筑標準
在總平面布置、構造處理和承重結構上考慮了安全生產的因素，如防腐、防噪音、潔凈、抗震設防;各建筑物注意了朝向和組織自然通風。
8.3廢水處理站供電設計
8.3.1供電設計依據
(1)《工業與民用供電系統設計規范》GBJ-52-83
(2)《低壓配電裝置及線路設計規范》GBJ54-83
(3)《建筑物防雷設計規范》GB50057-94
(4)《工業與民用電力裝置的接地設計規范》GBJ65-83
(5)《工業與民用電力裝置的繼電保護和自動裝置的設計規范》GBJ62-83
8.3.2供電設計范圍
廢水處理站供電設計由以下內容組成：
(1)廢水處理站用電設備供電及控制設計;
(2)廢水處理站電纜設計;
(3)廢水處理站供電系統接地設計;
(4)廢水處理站防雷設計;
(5)廢水處理站各構筑物及現場照明設計。
8.4供電系統
全廠設備安裝容量：總裝機容量33.5kw，運行容量：15.5kw。
8.4.1.低壓配電及電氣啟動方式
廢水處理工藝系統所采用的動力設備都為380v/220v低壓電機，故一般均采用直接啟動。大于、等于15kw均采用自耦降壓或軟啟動方式。
開關控制箱：一部分為隨工藝設備配套的電氣設備;其余系非標設備，需按設計要求控制。
8.4.2功率因素補償
低壓配電裝置集中裝設自動無功率補償裝置，補償后功率因素≥0.96。
8.4.3保護裝置
1、繼電保護
低壓電機：短路保護，過電流保護，過熱保護，電機自身要求的保護;
工藝配套電機：短路保護，過電流保護。過熱保護，電機自身要求的保護;
2、接地保護
廢水處理站采用PEN制，設集中接地裝置，其接地電阻應小于4Ω，低壓饋線距離超過50m時，設重復接地裝置，其接地電阻不大于10Ω。
3、防雷保護
廢水站內主要構筑物設防雷保護，防雷接地裝置的沖擊接地電阻不大于10Ω。
4、電纜敷設
廠區設置必要的室外電纜溝，以滿足數量多的電纜敷設，部分動力控制電纜直埋地敷設。
8.5.1毒理影響
廢水站內投加藥物，使用過程中必須遵守操作規程，主要藥劑為石灰、混凝劑、助凝劑，該藥劑基本無毒，在調制使用過程中對環境無不良影響。
8.5.2噪聲問題
廢水站內廢水泵運行時雖有噪聲產生，但設計時首先選用低噪聲設備，并根據需要減震、消音設施，可使廠界噪聲下降到65分貝以下，因此噪聲對廠外都不會產生很大影響。
8.5.3廢渣
根據池地地形和當地政策對脫水后的污泥有計劃地轉運到指定地點，切記到處亂放，一面引起對環境造成二次污染。
8.6安全與衛生
為了貫徹“安全第一，預防為主”的方針，確保本工程在建設過程中及投產運行后均符合職業安全衛生要求，保障勞動者在勞動過程中的健康，在本設計中嚴格遵循：《工業企業設計衛生標準》：《建筑設計防火規范》;
與本工程內容有關的設計規范及標準
平面布置：該廢水處理站平面布置按功能分區布置，全廠分生產區、辦公區，互不干擾、有利生產與管理。
建(構)筑物檢舉除滿足工藝流程要求外，同時還滿足防火、通光、采光、日照等距離的需要。
電氣安全措施：嚴格遵照國家有關規定進行防雷接地設計，供配電設備采用封閉式結構以提高安全性。
本工程通過以上措施可保證工程在建設中及投產后安全生產，保證職工在勞動過程中的安全與健康。
9 運行管理與費用
9.2操作管理內容
由于污水處理廠設備技術要求嚴格，為保證污水處理廠的正常運行和效益目標的實現，必須在污水處理廠的操作和維修管理方面采取有效的措施，主要有：
對操作人員進行專門培訓，經考核后才能上崗。
加強對進廠污水水質的監測，控制廢水中污染物的任意排放，以保障工藝的安全運行。
及時整理、定期匯總分析運行記錄，建立、健全技術檔案，為生產運行提供技術參數和設備工況資料，并在此基礎桑總結改善，不斷提高運行技術水平。
建立檢修、保養制度。根據設備的性能要求，進行經常的維護和定期的檢修工作，以提高設備的完好率，延長使用壽命。
9.3運行費用
1、工程裝機容量：總裝機容量33.5kw，運行容量：15.5kw。
2、人員編制：1人，工資9600元/人·年
3、運行費用主要包括：電費、人工費、藥劑費等。
10 售后服務承諾及培訓
工程竣工后我方提供詳細操作規程，并免費培訓廢水站管理及操作人員。
廢水處理工程竣工后我方為設備正常運行提供意念免費保修期，免費保修期內將及時排除各種設備鼓掌。免費保修期后，承諾長期維修。在保修期內，在廢水處理站操作管理人員不能排除鼓掌情況下，應及時通知我方，我方將在接到通知24小時內到達現場進行處理。
在有償維修期內，我方將向廠方提供設備及零部件供應商的聯系地址，屬于正常維修工作僅收取人工費。
11 工程投資概算
11.1 土建工程投資估算
說明：1、本報價有限期三個月;
2、本報價不包括環保驗收監測費用等環保相關費用;
3、本報價不包括廠區綠化工程及“三通一平”費用;
本工程設備部分總造價(大寫)：玖拾捌萬柒仟陸佰元整。
湖南泰景環保科技有限公司
2009年4月
