新臨江煤礦1000t∕d廢水處理工程方案
來源：成都碧水科技有限公司 閱讀：3406 更新時間：2014-11-17 23:31
1.1工程簡述
煤炭在我國能源結構中占70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經處理直接排放，勢必對環境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現循環的目標。因此，開發、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭可持續發展具有重要意義。
煤礦排放的廢水有兩種，一種是深井排水，另一種為洗煤廢水，污染物為COD、BOD5、SS等。
煤炭是渠縣的優勢礦種，也是優勢資源。采煤過程產生礦井廢水、煤場和矸石場淋溶廢水及生活廢水都屬于煤礦廢水，這些廢水不經治理排放，將會造成嚴重的地表水污染和地下水污染。
境內地形以山地為主，最高海拔2460米，最低海拔1485米。立體氣候明顯，年平均氣溫11～14oC；年降雨量1100～1500毫米。
礦產資源豐富，素有“八寶之鄉”的美譽。具有開采價值的主要有無煙煤、瑩石、銻礦、硫鐵礦等。現已探明無煙煤儲量38.9億噸，瑩石礦1.5億噸，銻礦1.77億噸，硫鐵礦3.26億噸。
新臨江煤礦是一家從事煤炭開采的現代化企業，根據該廠發展規化，將生產過程中將產生的深井生產廢水1000噸，在設計中按每小時60噸設計。
根據國家環境保護的政策和要求，保護水資源，保護居民和工人的身體健康，決定對此礦井綜合廢水進行治理，為此我公司技術人員對該煤礦廢水進行了實地勘測，編制本工程技術方案。
我公司全力推行環保工程項目經理負責制，從方案開始實施全過程的質量管理，從而確保每一個項目都是精品工程、樣板工程。使成都碧水科技精湛的環保技術在全國得以推廣應用。
在本項目建設中希望我們能夠與貴廠合作，以先進的技術、實力和真誠態度為煤礦環保事業貢獻力量，同時打造花草溝煤礦廢水處理的新樣板工程。
1.2 工程環境
渠縣地處四川盆地東部，渠縣位于西南部，與、、山水相連，幅員2173平方公里，轄60余個鄉（鎮），人口146萬。縣城老城區建成面積2.1平方公里，人口115.7余萬（常住），正在開發的西區3.4平方公里、東區5平方公里。享有中國漢闕之鄉、中國竹編藝術之鄉、中國黃花之鄉的稱譽。耕地39.12萬畝，平均海拔600米。縣轄10鎮10鄉，194個，21個社區居委會、1512個村民組，總人口58萬，其中8.7萬，占16%。居民以漢族為主，居住著藏、滿、回、土家等14個。為縣城所在地，縣城城區面積8平方公里。境內共發現礦種16個，主要有能源礦產煤、天然氣，其次為非金屬原材料礦產石灰巖、砂巖、頁巖、河砂石、石膏，黑色金屬有菱鐵礦，非金屬礦產有磷灰石、鹽、土硝、耐火粘土、泡砂石，水汽礦產有地熱礦泉水。能源礦產資源總量豐富，全縣已查明煤、天然氣儲量占礦藏總量的90%以上。境內建筑用的灰巖、砂巖、頁巖、石膏等非金屬建筑材料，分布廣，但研究程度低，開采規模小，零星分布于境內各鄉鎮。金屬礦產中的菱鐵礦，是和煤相伴而生，規模小，品位低。天然氣 主要分布在地表向斜構造軸部，即，騎龍鄉至梅家鄉和任市鎮至寶石鄉等地的丘陵區，由騎龍鄉的沙罐坪氣田和寶石鄉的五百梯氣田，是川東天然氣的重要組成部分。氣田分布多位于北東向逆斷層下盤，呈串珠狀分布的隱伏構造上。儲量464.68億立方米。 煤 集中分布在境內的溫泉背斜、涼風埡背斜和南門場背斜，已探明儲量464.68億立方米。分布形成了位于永興鎮境內的翰田壩井田、天師鎮的開豐井田、長田鄉長田村的長田井田、任市鎮龍王溝村的河井溝井田和廣福鎮蘭草溝村的蘭草溝煤礦區。主要煤層煤質為低硫、低磷、中灰優質煤。已探明基礎儲量1761.14萬噸。
菱鐵礦 境內菱鐵礦為煤礦的伴生礦，與煤層分布一致，主要產于天師鎮、長田鄉、回龍鎮、永興鎮、靈巖鄉、靖安鄉、廣福鎮、長嶺鎮等鄉鎮的一些地區。探明資源量375.60萬噸。
石灰巖 石灰巖分布于境內各個背斜的軸部和側翼。現探明甘棠鎮白楊坪村的白楊坪一帶基礎儲量326.07萬立方米。雷口坡組灰巖，礦層厚一般為20～30米，為灰色中一厚層狀微粒灰巖，偶夾薄層狀白云質灰巖。大安寨段灰巖，礦層厚一般10～30米左右，為灰色-淺灰色厚層狀粗粒結晶灰巖，層位穩定。儲量約6500萬噸。
石英砂 境內的石英砂分為灰白色、青灰色厚層塊狀長石石英砂巖。在任市鎮涼風埡村的涼風埡有風化后形成的質地疏松、粒度均勻的泡砂石。
耐火粘土 位于回龍鎮陳家溝村和保和寨村的大石包。A礦層，產于珍珠沖組中上部，呈層狀、似層狀，礦層比較穩定，平均厚2.50米，礦石類型為水云母粘土，遇水能較快垮散，吸水性和粘結性較強。耐火度達1580～1610℃。B礦層，位于珍珠沖組中部，可分兩小層，兩層總厚度1.10～1.20米，呈似層狀，礦石類型為含粉砂質水云母粘土，質量變化較大。
土硝 分硐硝和地硝兩種。硐硝產于新寧鎮八里橋村和甘棠鎮鹽井溝村，面積約282平方米；地硝取自古屋基表土1～2寸，分布全縣各地。 一、縣城泥炭礦區。位于縣城以北，東起新寧鎮的接龍橋村，西至該鎮的新橋村，北到真武宮村的利田壩，南抵縣城邊界，大體呈長方形分布，面積5.52平方公里。泥炭從上而下共分三層：第一層埋藏深度在5.85～9.60米，面積0.02平方公里，主要夾于細砂層中，由樹干及小團塊狀的木塊組成，炭化及分解程度低，含少量泥沙，厚度0.06～0.84米，向北東方向變薄。第二層是該區最主要的泥炭礦層，面積0.17平方公里，以不規則的團塊狀產出，常夾于粘土層中，其厚度與穩定程度和粘土層有密切關系，一般埋藏在地表以下7.24～10.89米。第三層埋藏在地表以下13.53～14.09米，夾于粘土層中，面積極小，炭化及分解程度低，能見植物根莖。 二、拔妙鄉泥炭礦區。東北起于拔妙鄉保全寨村的保全寨，西南止于長嶺鎮采石橋村的張家壩，成長條狀分布，面積4平方公里。該礦區位于明月峽背斜與南門場背斜中間的向斜之北西翼的低地帶內，礦區內第四紀堆積變化程度較大，堆積一般厚度為15米，最大厚度為29.90米。該區泥炭為高級植物組成，炭化及分解程度較低者，保持著較清晰的木質結構，分解及炭化程度較好者，呈松軟的纖維狀結構。該區泥炭成因類型屬丘陵洼地堆積類型。
第二章 設計原則和依據
2.1設計原則
1) 嚴格執行國家環境保護的各項規定，確保經處理后廢水的排放水質達到國家及當地有關排放標準；
2) 本著技術先進合理，運行可靠，操作管理簡單的原則選擇廢水處理工藝，使靈活性、先進性和可靠性有機地結合起來；
3) 用成熟的先進工藝技術，同時充分考慮廢水水質、水量的沖擊負荷對系統的影響,使處理系統的穩定性較好；
4) 強化除臭和噪音防治措施，避免二次污染；
5) 主要設備國產化，采用目前國內成熟先進技術裝備，盡量降低工程投資和運行費用；
6) 平面布置和工程設計時，結合地形，布局力求緊湊、簡潔，功能齊全、工藝流程合理通暢，盡可能縮短建、構筑物間的管路距離，建筑物與附屬物盡可能合建以節省占地，并保證綠化面積，留有適當的擴展余地；
7) 廢水處理系統設計盡量考慮操作運行穩定與維護管理簡單方便；
8) 嚴格執行國家有關設計規范、標準，特別是安全方面的強制性規定。
2.2設計依據
1．《地表水環境質量標準》GB3838-2002
2.《地下水質量標準》GB／T14848-93
3.《廢水綜合排放標準》GB8978-1996
4.《室外排水設計規范》GB50014-2006
5.《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003
6．《工業企業噪聲控制設計規范》GBJ87-85
7．《建筑設計防火規范》GBJ16-87
8．《防洪標準》GB50201-94
9．《建筑物防雷設計規范》GB50057-94，2000版
10．《工業企業總平面設計規范》GB50187-93
11．《廠礦道路設計規范》GBJ22-87
12．《建筑抗震設計規范》GB50011-2001
13．《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002
14．《給水排水工程構筑物結構設計規范》GB50069-2002
15．《混凝土結構設計規范》6B50010-2002
16．《砌體結構設計規范》GB50003—2001
17．《供配電系統設計規范》GB50052-95
18．《低壓配電設計規范》GB50054-95
19．《通用用電設備配電設計規范》GB50055-93
2.3設計范圍
本廢水處理工程建設，擬在規劃用地范圍內進行，廢水經管道收集后輸送至廢水處理站進行處理。本技術方案的設計范圍包括站區內的廢水處理系統的工藝設計，設備選型，及配電、自控、儀表、動力、給排水、采暖通風等公用工程的設計，以及施工組織設計、構筑物施工、系統安裝調試、系統驗收、操作培訓、調試運行及售后服務等工程內容。
本技術方案未考慮收集和輸送系統的工程設計及相關費用；基礎處理費用不在投資估算之內，另進行預決算；廢水處理站的圍墻、綠化及征地費等不投資估算之內。
3.1 設計規模
根據業主提供技術參數，
設計廢水量為Qd=1000m3/d，按照每天工作17小時計
設計時流量60噸/小時（考慮一定的余量）
3.2 進水水質
由于業主未提供水質檢測報告，根據本工程特點、參考同類廢水水質參數、我公司經驗以及現場實驗，擬定本工程設計廢水處理站進水水質主要指標。
礦井廢水的產生及特點，煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下的涌滲水到巷道為安全生產而排出的地下水，井下采煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井下水文地質條件及充水因
素對于礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的。
表3-1 渠縣新臨江煤礦廢水進水水質 單位：mg/l
|
污染物名稱 |
懸浮物（SS） |
化學需氧量（COD） |
|
原水濃度 |
320-350 mg/L |
160-175 mg/L |
3.3出水水質
根據業主要求，按《煤炭工業廢水排放標準》（GB20426-2006）排放標準執行，其主要指標見表3-2。
表3-2 出水水質 單位：mg/l
|
序號 |
項目 |
選煤廢水排放限值 |
|
1 |
CODcr |
≤100 mg/L |
|
2 |
SS |
≤100mg/L |
|
3 |
PH值 |
6～9 |
3.4 要求去除率
根據進入廢水處理站的廢水水質指標及出水質指標要求，則選擇采用處理工藝主要污染物最低去除率達到下表的要求：
表3-3主要污染物最低去除率表
|
項目 |
PH |
CODCr |
SS |
|
進水水質 |
6～9 |
160-170mg/L |
320-350mg/L |
|
標準指標 |
6～9 |
100mg/L |
100mg/L |
|
去除率(%) |
/ |
37.5% |
71% |
第四章 工藝流程簡述
4.1工程分析
4.1.1 水量分析
煤礦排放以及洗煤廢水水量有一個突出的特點，就是廢水排放不均勻性。廢水排放量與生產情況、井下的地質結構有很大的關系，正確估算廢水處理量，對煤礦廢水處理系統的設計和設備選型都是十分重要的。
本工程處理規模比較大，處理規模為1000m3/d，因時變化性較大，水質水量具有不穩定性。需設置調節池進行水量水質調節均衡，同時需選用抗沖擊負荷的強的工藝，以保證后續處理設施正常運行。
4.1.2水質分析
煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水，井下采煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對于礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。
本工程廢水水質特性主要表現為，懸浮物高SS為3200-3500mg/l，同時懸浮顆粒基本是煤粉細小顆粒，沉淀性比較差，必須投加混凝劑和助凝劑，才能達到標準要求；有機污染物含量已達排放標準，色度很深顯黑色，色度引起原因主要是廢水中的煤粉細小顆粒懸浮物，因此除去懸浮物同時也去除了色度；廢水中含有一部分重金屬離子，如鐵離子也會引起色度超標。
4.2工藝流程
本工程處理工藝擬定工藝流程，如下圖：
 |
|||||||||||
 |
|||||||||||
|
|||||||||||
 |
|||||||||||
|
|||||||||||
工程廢水處理工藝流程簡圖
4.3工藝說明
煤礦洗煤廢水處理工藝流程，采用調節、混凝沉淀等處理工藝，處理效率SS達到85.5%以上。
4.3.1調節池
調節池主要起水量均衡和水質均衡作用，同時能沉淀去除部分泥砂和懸浮顆粒物，保證后續處理工段的正常運行。
4.3.2混合反應池
煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要采用混凝沉淀法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式采用混合反應渠。使廢水和混凝劑藥液的反應在反應池中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區后開始形成混凝狀物質，混凝劑、助凝劑與廢水充分混合反應，保證后續輻射沉淀池的效果。
4.3.3豎流沉淀池
豎流沉淀池主要進行固液分離，通過投加混凝劑和助凝劑,加強沉淀效果,同時也能去除部分色度，保證出水效果穩定。
4.3.4煤泥處理
本工程煤泥主要來自調節池的沉渣和豎流沉淀池的沉淀的煤泥兩大部分，采用污泥濃縮處理和板框污泥脫水機處理。污餅外賣處理，濾液和設備清冼水回流至調節池。
第五章 工程設計
5.1工藝設計
⑴ 格柵井
設計參數
柵前流速為0.4～0.9m/s，過柵流速為0.6～1.0m/s，格柵傾角a=90o
按最大時流量計算：
Qhmax=50m3/h；水深取0.2m，有效柵寬為0.486m；
柵條間距為10mm，柵條直徑為10mm，則柵寬為1.0m；
產生的柵渣同廠區的垃圾外運處理。
格柵井 1座
結構尺寸 L×B×H＝2.0×0.5×1.8m
結構形式 磚砌結構
格柵 1臺
型號 GS—1000
柵條間距 10mm
柵前水深 0.2m
設備材質 鋼
由于未提供進水水位標高，本設計水位標高為假定。
設計說明：
格柵井1座
⑵ 調節池
設計參數
根據廢水排放特點，本工程取HRT=2h；有效容積為120m3；
超度取0.5m，有效深度取4.0m；
液位控制儀1套；控制提升泵運行工作。
調節池 1座
停留時間 2h
有效容積 120m3
總容積 135m3
結構尺寸 L×B×H＝5×6×4.5m
有效水深 4.0m
結構形式 鋼筋混凝土
提升泵 2臺（一備一用）
設計說明：
⑷ 混合反應池
設計參數
本工程取HRT=0.2h；
混合反應池 1座
攪拌機 1臺
型號 QB0.55-1400
加藥裝置 一套
型號 BSJY-200
⑸ 豎流沉淀池
設計參數
本工程取水力表面負荷取1.0m3/m2.h，則有效表面積總共為64m2；按4座沉淀池進行設計，每座16m2
HRT=1.0h；有效高度為4.0m，超度取0.5m，總池邊高為4.5m；
豎流沉淀池 4座
單座參數
停留時間 1h
總有效面積 64m2
每座面積 16m2
總容積 288m3
結構尺寸 L×L×H＝4×4×4.5m×4座
有效水深 4.0m
超高 0.5m
結構形式 鋼筋混凝土
污泥泵 8 臺
型號 WQ20-12-1.5型
布水系統 4套
中心導流器 4套
⑸ 排放水池
排放水池 1座
結構尺寸 L×B×H＝3.0×1.5×2.0m
結構形式 磚混結構
多普勒流量計(LDZ型) 1臺
⑹ 污泥濃縮及脫水系統
設計參數
本工程污泥包括調節池和豎流沉淀池排出的沉淀污泥，排出污泥量為330kg/d；排出的污泥含水率以93%計，則污泥體積為4.71m3/d；污泥濃縮有效容積取60m3；
污泥脫水裝置選用板框壓濾機，經脫水處理后泥餅含水率達75%，泥餅體積為7.0m3/d；泥餅外賣處理。
污泥濃縮池 1座
結構尺寸 L×B×H＝2.5×2.5×3.5m
有效容積 18.75m3
有效水深 3.0m
結構形式 鋼筋混凝土
板框污泥脫水機 1套
規格 30 m2
電機功率 4.0KW
氣源壓力 0.7MPa
絮凝器 1臺
型號 HXN0.32
功率 0.37KW
空壓機 1臺
利用廠部空壓機
電控箱 1臺
設計說明
污泥脫水機附屬設備包含高分子藥劑速溶機，集中控制柜，加藥泵，氣動隔膜泵，管道靜態混合器。
⑺ 設備綜合房（污泥脫水間、值班室）
總面積 48m2
結構尺寸 L×B＝6.0×8.0m
結構形式 磚混
