王堰煤矿酸性废水处理工程方案设计
湖南泰景环保科技有限公司
二○○九年四月
目 录
1 概况 1
2 设计依据 2
3 废水水质、水量及治理要求 2
3.1 废水水量、水质 2
3.2 设计水质水量及出水水质要求 3
4 设计原则 4
5 设计范围 4
6 废水处理工艺流程设计 4
7 工艺参数设计 6
8 工程投资概算 9
9 相关专业设计 10
10 运行管理与费用 14
11 售后服务承诺及培训 15
附：1、工艺流程图 2、平面布置图
1 概况
石门王堰煤矿位于湖南省石门县，该煤矿煤炭矿藏在地下含水层之下，在煤炭开采过程中，地下水流向井筒和采掘巷道汇集于矿井集水池，形成矿井排水。矿井污水即具有地下水特征，又受到生产过程污染，通常呈黄褐色，SS(悬浮物)、Fe、Mn、CODCr等出现不同程度的超标，还可能含有氟化物及其他重金属。相当部分矿井污水由于与煤层中含硫化合物接触氧化形成H2SO4而使废水呈酸性。
该酸性废水悬浮物浓度高，外观呈黄色，矿井污水直接排放将对农田及流域造成严重污染。为了保护环境，消除污染，避免工农纠纷，该公司决定对王堰煤矿外排废水进行治理。我公司受王堰煤矿委托特此编制本方案。
2 设计依据
2.1《建设项目环境保护管理条例》;
2.2《给水排水标准规范实施手册》;
2.3《室外排水设计规范》(GBJ 14-87);
2.4《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006);
2.5《给排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)
2.6《低压配电装置及线路设计规范》(GB5004-92)
2.7 业主提供的其它相关技术资料。
3 废水水质、水量及治理要求
3.1 废水水量、水质
1)水量：据业主提供资料及要求和我司现场考察情况，该煤矿酸性废水水量大，悬浮物浓度高，pH值较低(2~5左右)，污染严重，矿井矿下排水采用D型多级泵，目前每天抽水时间为8h，水泵正常排水量为155m3/h。
考虑到煤矿发展要求，每天流量按2000m3/d计，时设计流量按200m3/h计。
2)水质：由于业主未提供具体水质情况，本方案参照类似煤矿废水水质，具体指标如下表所示：
4 设计原则
4.1充分考虑该废水处理的实际情况，采用实用、可靠、先进的工艺技术，并确保废水处理系统投产后运行稳定，易于操作、管理和维护。
4.2 处理设施操作维护方便、工人劳动强度低、处理效果稳定。
4.3在确保治理效果的前提下，优化设计工艺，降低工程投资和运行成本。
4.4处理设施适应废水水量的季节性变化(充分考虑丰水期水量)。
4.5优化总体布局、采用低噪设备，避免二次污染。
5 设计范围
5.1本设计处理范围为王堰煤矿酸性采煤废水;
5.2本设计包括工艺、总图、土建以及电气专业设计，充分利用王堰煤矿原有污水池;
5.3本设计从污水处理站的进水口开始到处理设备排放口为止;
5.5主电源到污水处理站配电控制柜的动力配线由业主负责，本设计负责配电控制柜至各电器使用点的配电和控制。
6 废水处理工艺流程设计
根据上述水量水质情况，对于煤矿污水的处理，重点在于以下几个方面：1)降低悬浮物含量;2)中和污水酸度，去除SO42-;3)去除污水中铁、锰等金属离子。
针对该酸性采矿废水排水量大、悬浮物浓度较高、PH值较低等特点，本方案设计采用化学中和、混凝沉淀工艺对该废水进行综合治理，污泥采用机械加速澄清浓缩后压滤脱水工艺处理。
工艺说明：废水经矿井内提升泵一次提升后，沿现有排水沟进入调节曝气池，通过风机鼓风曝气一方面吹脱废水中的H2S等酸性物质，另一方面也起到搅拌均匀水质的目的，确保后续处理单元连续稳定进行，在调节池后段设置中和反应区，在中和反应区投加石灰乳进行中和反应，石灰乳量根据废水pH值采用pH自控装置自动投加，由于石灰乳也有助凝作用，同时投石灰乳本身有少量石灰渣产生，本工艺设初沉池可去除一部分较易沉淀的中和反应生成物和泥沙等, 这样减少后序单元负荷，初沉池出水再进入混凝反应池，同时向混凝反应池投加混凝剂与助凝剂，废水在混凝反应池充分反应后，使废水微小悬浮物颗粒生成矾花絮体进入斜管沉淀池，混凝池反应生成的硫酸钙、氢氧化铁等沉淀物以及废水中原有的悬浮物得到沉淀分离，沉淀池出水达标外排。
沉淀池分离出的污泥含水率高，须进一步脱水固化才能装车外运。沉淀池分离出的污泥含水率高，泥量大，若直接进行脱水，则要求脱水设备处理能力大，运行费用高。本方案设污泥浓缩池，斜管沉淀池分离出的污泥经污泥泵输送至污泥浓缩池，污泥在浓缩池内浓缩、减量，然后进行机械脱水。脱水设备采用带式压滤机。浓缩池上层清液与带式压滤机滤液回流至调节池，脱水后的污泥不含有毒、危险物质，可经轨道输送与矿渣一并处理，或运入废矿坑中。
7 工艺参数设计
1、调节曝气池
设计流量：200m3/h
停留时间：2h
有效容积：V=400m3
规格： 10.0×10.0×4.5m
结构：新建，钢筋砼，内衬玻璃钢防腐
数量：1座
设置穿孔管鼓风搅拌，均匀水质同时防止沉淀
搅拌风量：5m3/m2.h
配置设备：
PH控制仪 1台
石灰乳投加装置 1套
加药装置含：计量泵，溶药桶，搅拌装置等
鼓风搅拌，搅拌风量5m3/m2.h
2、初沉池
设计流量：200m3/h
停留时间：1h
有效容积：V=200m3
规格： 10.0×5.0×4.5m
结构：新建，钢筋砼，内衬玻璃钢防腐
数量：1座
配置排泥阀2个
3、混凝反应池
设计流量：200m3/h
反应时间：40min
有效容积：V=133m3
规格： 10.0×3.5×4.5m
结构：新建，钢筋砼
数量：1座
配置设备：
分流控制流量计 2台，防腐蚀
流量范围：150~250m3/h
混凝剂投加装置 1套
絮凝剂投加装置 1套
加药装置含：计量泵，溶药桶，搅拌装置等
鼓风搅拌，搅拌风量3m3/m2.h
4、一段斜管沉淀池
设计流量：200m3/h
表面负荷：2.0m3/m2.h
有效沉淀面积：A=100m2
规格：10.0×11.0×4.5m，分两座
结构：新建，钢筋砼
配置设备：
斜管填料100m3
排泥阀4个
5、二段斜管沉淀池
设计流量：200m3/h
表面负荷：2.5m3/m2.h
有效沉淀面积：A=80m2
规格：20.0×4.0×4.5m，分两座
结构：原有池改造加高
配置设备：
斜管填料80m3
排泥阀4个
6、清水池
规格： 4. 0×2.0×3.5m
结构：利用原有池改造
数量：1座
7、污泥浓缩池
规格： Φ4. 0×3.5m
结构：利用原有池改造
数量：3座
配置污泥泵3台。
8、污泥脱水机
选用带式压滤机
带宽：1m
数量：1台
配套设备
絮凝剂投加装置 1套
管道混合器 1台
清洗装置 1套
调理槽 1套
9、设备间
规格： 3. 0×10.0×3.5m
结构：砖砌，地上式
内置罗茨鼓风机，用于曝气和搅拌用
风 量：7.71m3/min
出口风压：49kPa
功 率：11kw
数量：2台(一用一备)
其他设备：混凝剂加药装置、絮凝剂加药装置、石灰乳溶药投加装置
8 相关专业设计
8.1 平面布置及高程
8.1.1 建设用地
废水处理站水池及机房占地面积约550m2;
8.1.2.废水处理站平面布置
调节池、混凝池与一段斜管沉淀池为新建，其他处理设施则利用现有水池改造，污泥脱水部分设置在原有池上方、出厂道路旁边，便于污泥运输。
8.1.3.废水处理站高程设计
废水均采用重力流经各处理构筑物。污泥排放亦采用重力排泥，污泥压滤脱水利用污泥泵提升。
8.2废水处理站建筑设计
8.2.1.总体布置综述
总体布置以充分满足工艺生产的需要为前提，根据工艺流程对站内各种建(构)筑物及相关设施进行了合理的布置。将性质相同、功能相近、联系密切的不同建筑物以及辅助设施进行了组合，做到了功能分区明确，建筑相对集中，便于生产管理，节约用地和投资。同时，有利于工程管线的设置。
8.2.2.建筑标准
在总平面布置、构造处理和承重结构上考虑了安全生产的因素，如防腐、防噪音、洁净、抗震设防;各建筑物注意了朝向和组织自然通风。
8.3废水处理站供电设计
8.3.1供电设计依据
(1)《工业与民用供电系统设计规范》GBJ-52-83
(2)《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54-83
(3)《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
(4)《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83
(5)《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》GBJ62-83
8.3.2供电设计范围
废水处理站供电设计由以下内容组成：
(1)废水处理站用电设备供电及控制设计;
(2)废水处理站电缆设计;
(3)废水处理站供电系统接地设计;
(4)废水处理站防雷设计;
(5)废水处理站各构筑物及现场照明设计。
8.4供电系统
全厂设备安装容量：总装机容量33.5kw，运行容量：15.5kw。
8.4.1.低压配电及电气启动方式
废水处理工艺系统所采用的动力设备都为380v/220v低压电机，故一般均采用直接启动。大于、等于15kw均采用自耦降压或软启动方式。
开关控制箱：一部分为随工艺设备配套的电气设备;其余系非标设备，需按设计要求控制。
8.4.2功率因素补偿
低压配电装置集中装设自动无功率补偿装置，补偿后功率因素≥0.96。
8.4.3保护装置
1、继电保护
低压电机：短路保护，过电流保护，过热保护，电机自身要求的保护;
工艺配套电机：短路保护，过电流保护。过热保护，电机自身要求的保护;
2、接地保护
废水处理站采用PEN制，设集中接地装置，其接地电阻应小于4Ω，低压馈线距离超过50m时，设重复接地装置，其接地电阻不大于10Ω。
3、防雷保护
废水站内主要构筑物设防雷保护，防雷接地装置的冲击接地电阻不大于10Ω。
4、电缆敷设
厂区设置必要的室外电缆沟，以满足数量多的电缆敷设，部分动力控制电缆直埋地敷设。
8.5.1毒理影响
废水站内投加药物，使用过程中必须遵守操作规程，主要药剂为石灰、混凝剂、助凝剂，该药剂基本无毒，在调制使用过程中对环境无不良影响。
8.5.2噪声问题
废水站内废水泵运行时虽有噪声产生，但设计时首先选用低噪声设备，并根据需要减震、消音设施，可使厂界噪声下降到65分贝以下，因此噪声对厂外都不会产生很大影响。
8.5.3废渣
根据池地地形和当地政策对脱水后的污泥有计划地转运到指定地点，切记到处乱放，一面引起对环境造成二次污染。
8.6安全与卫生
为了贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保本工程在建设过程中及投产运行后均符合职业安全卫生要求，保障劳动者在劳动过程中的健康，在本设计中严格遵循：《工业企业设计卫生标准》：《建筑设计防火规范》;
与本工程内容有关的设计规范及标准
平面布置：该废水处理站平面布置按功能分区布置，全厂分生产区、办公区，互不干扰、有利生产与管理。
建(构)筑物检举除满足工艺流程要求外，同时还满足防火、通光、采光、日照等距离的需要。
电气安全措施：严格遵照国家有关规定进行防雷接地设计，供配电设备采用封闭式结构以提高安全性。
本工程通过以上措施可保证工程在建设中及投产后安全生产，保证职工在劳动过程中的安全与健康。
9 运行管理与费用
9.2操作管理内容
由于污水处理厂设备技术要求严格，为保证污水处理厂的正常运行和效益目标的实现，必须在污水处理厂的操作和维修管理方面采取有效的措施，主要有：
对操作人员进行专门培训，经考核后才能上岗。
加强对进厂污水水质的监测，控制废水中污染物的任意排放，以保障工艺的安全运行。
及时整理、定期汇总分析运行记录，建立、健全技术档案，为生产运行提供技术参数和设备工况资料，并在此基础桑总结改善，不断提高运行技术水平。
建立检修、保养制度。根据设备的性能要求，进行经常的维护和定期的检修工作，以提高设备的完好率，延长使用寿命。
9.3运行费用
1、工程装机容量：总装机容量33.5kw，运行容量：15.5kw。
2、人员编制：1人，工资9600元/人·年
3、运行费用主要包括：电费、人工费、药剂费等。
10 售后服务承诺及培训
工程竣工后我方提供详细操作规程，并免费培训废水站管理及操作人员。
废水处理工程竣工后我方为设备正常运行提供意念免费保修期，免费保修期内将及时排除各种设备鼓掌。免费保修期后，承诺长期维修。在保修期内，在废水处理站操作管理人员不能排除鼓掌情况下，应及时通知我方，我方将在接到通知24小时内到达现场进行处理。
在有偿维修期内，我方将向厂方提供设备及零部件供应商的联系地址，属于正常维修工作仅收取人工费。
11 工程投资概算
11.1 土建工程投资估算
说明：1、本报价有限期三个月;
2、本报价不包括环保验收监测费用等环保相关费用;
3、本报价不包括厂区绿化工程及“三通一平”费用;
本工程设备部分总造价(大写)：玖拾捌万柒仟陆佰元整。
湖南泰景环保科技有限公司
2009年4月
