矿井水污水处理方案知识分享

***矿井水处理工程

技

术

方

案

***矿井水处理工程技术方案

一、概述

1、企业及工程概况

**矿开采河南省临汝煤田**矿区**寨井田煤层，下属三对生产矿井，均具有独立的生产系统。总的核定生产能力为1.20Mt/a。2008年生产原煤105万吨。**矿位于河南省**市南部，北距**市18km，南距**县25km，距***市60km。*。行政区划隶属于**市**镇、**乡管辖。**铁路、**国道、**省道均从矿区东部通过。有专用线与**铁路**站接轨，有矿区公路与**国道、**省道连接，交通十分方便。

**的矿井水正常涌水量为92m3/h，最大涌水量为184m3/h。矿井水若不经过有效处理直接外排，不仅浪费水资源，并且对周围水环境也会造成一定程度的影响。为了响应国家环保的要求，实现节能减排，创建环保型绿色企业，减少环境污染并合理利用废水，将矿井水经过有效处理再生后回用做地面生产、生活杂用水及井下防尘用水，既合理利用水资源，又能减少污染物排放，减少对周围环境的污染。因此，***矿决心对**矿井水进行有效治理并回用作为矿区生产和杂用消防用水。

2、回用用途

根据**设计研究院有限公司编制的《**股份有限公司**矿产业升级改造初步设计说明书》中矿区给排水的设计及要求，矿井水处理后供矿区生产、消防、杂用用水。**工业场地用水量表见表1.

二、工程设计依据及原则

1、设计依据、规范及标准

1）《中华人民共和国环境保护法》

2）《中华人民共和国环境污染防治法》

3）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

4）《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)

5）《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB18920-2002）

6）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）

7）《排水工程设计手册》

8）《室外排水设计规范》(GB50014-2006)

9）《室外给水设计规范》(GB50013-2006)

10）《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)

11）《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-2008)

12）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

13）《工业管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）

14）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）

15）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）16）《机械设备安装工程及验收通用规范》（GB50231-09）

17）**设计研究院有限公司编制的《**煤业股份有限公司**矿产业升级改造初步设计说明书》

18）甲方提供的相关资料

2、设计原则

1）认真执行国家和地方的有关环境保护的各项规定和标准；

2）采用目前成熟、实用的处理工艺稳定可靠地达到治理目标要求；

3）在上述原则下，达到投资省、运行费用低、占地面积小、处理效率高等良好的经济技术指标；

4）主要单元采用自动控制系统运行管理操作运行灵活简单，降低劳动强度，减少由于人为因素造成的运转不正常；

5）合理利用高程，减少提升环节，节能降耗；

6）矿井水处理过程中所产生的污泥及其它污染物进行有效处理，避免二次污染。

三、工程设计水质水量及处理要求

1、设计水质

根据甲方提供的***排水状况相关资料，结合该**矿其他矿井的矿井水水质，该矿矿井水水中含悬浮物较多，主要污染物以煤粉为主，有机污染物少，本工程矿井水各项进水水质指标如下：

表2 ***矿井水水质(mg/L)

2、设计水量

根据***煤业股份有限公司***产业升级改造初步设计说明书提供的矿井涌水量，**井下正常涌水量为92m3/h，最大涌水量为184m3/h。本工程按处理水量为100m3/h进行设计。

3、处理后水质标准

根据***用水量及对水质的要求，本工程选用一元化净水器进行处理。处理后的矿井水再经消毒后，供矿区生产、消防及杂用用水，多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。矿井水处理后的水质须达到杂用水水质标准。

表3 生产消防等杂用水水质标准(mg/L)

四、工程设计范围

1、厂区矿井水水质分析；

2、矿井水处理站的工艺流程设计和所有设施的平面布置；

3、矿井水处理站内的建（构）筑物设计；

4、矿井水处理站内设备选型及非标设备等的设计；

5、矿井水处理站界区内的所有工艺管道和线路设计；

6、矿井水处理站内动力设备的动力配线；

7、投资概算；

8、技术经济及运行费用分析。

五、矿井水处理方案的设计

1、矿井水水质分析

***矿井水中主要的污染物为煤尘，通常情况下矿井水中的SS近600mg/L，其中绝大部分为煤尘，废水中煤尘颗粒较小,煤尘的比重与水的比重又较接近，很难靠重力自然沉降，须采取合理的处理工艺进行处理。

2、矿井水处理工艺的选择分析

根据矿区的用水要求及环保要求，采用初沉调节+絮凝反应＋斜管沉淀+过滤处理工艺，为节约投资，减少占地面积，本工程采用我单位的专利产品——一元化净水器对矿井水处理，处理后绝大部分水供工业场地生产用水，多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。

六、矿井水处理工艺流程

本工程矿井水处理工艺流程为：矿井水收集后经提升泵进入初沉调节池，在初沉调节池内进行水质水量的调节，并初步去除废水中的大颗粒易沉降的悬浮物，经过初沉调节池调节水质水量后，提升进入一元化净水器，矿井水在管道内与絮凝剂进行混合，进入絮凝反应池进行充分的反应，再进入斜管沉淀池进行沉淀。本工艺投加的絮凝剂为PAC，絮凝剂投加量根据水质的变化进行调整。絮凝反应池为网格反应池；沉淀池采用斜管沉淀池，内置斜管，斗式集泥，静水压力排泥，为节省占地，采用一元化净水器进行处理，沉淀后的矿井水过滤后进行消毒处理，进入清水池，供工业场地生产用水。多余部分矿井水农灌季节用于周边村庄农田灌溉，非农灌季节外排至附近河沟。

本矿井水处理站工艺流程如下图所示：

井下排水

矿井水处理过程中产生的煤泥进入污泥浓缩池进行浓缩减容，上清液进入初沉调节池，浓缩后污泥通过螺杆泵提升至板框压滤机进行压滤，产生的煤泥回收。污泥处理系统工艺流程如下：

3）、矿井水处理站工艺分析

本矿井水处理工程选用的初沉调节+一元化净水工艺技术成熟可靠，去除效率高，工程投资少，完全满足矿井水的回用要求。

七、主要构筑物及设备

1、初沉调节水池

初沉调节池收集井下矿井水，进行水质水量调节，并进行初步沉淀，调节时间8.5h，有效容积800m3，1座，全地下式钢砼结构。初沉调节池尺寸为：L×B×H=14m×14m×4.5m，分两格，有效水深4.2m，超高0.3m。

初沉池配套设备：

1）提升泵：向一元化净水器的絮凝反应池提升矿井水，采用耦合潜污泵，150WQ120-10-7.5，二台，一用一备。主要技术参数：H＝10m，Q＝120m3/h，进水管为DN200焊接钢管。

2）潜污泵：提升初沉调节池沉淀的煤泥至污泥浓缩池，采用耦合污泥泵，两台，型号为100WQ65-15-5.5，一用一备。初沉池SS去除效率为15%，含水率为99%的污泥产量每天为21m3/d。

2、一元化净水设备及综合车间

本工程共设置两套处理能力为60t/h的一元化净水器。该设备集絮凝反应池、斜管沉淀池及过滤池于一体，具有处理能力好，抗冲击负荷强，占地面积小，操作管理简单等特点。

1）一元化净水器：尺寸为8m×3.5m×4.5m，为成套钢制设备，一元化净水器布置在净水车间内。一元化净水器砂滤池配套反冲泵：砂滤

池采用冲洗水泵进行反冲洗，反冲洗水泵采用潜水耦合泵，型号200WQ350-25-37，安装于清水池内，共计2台，一用一备；主要技术参数：H＝25m，Q＝350m3/h，功率37KW。

2）综合车间采用轻型钢结构，为联合建筑，面积350m2，综合车间尺寸为25×14×6m(长×宽×高)。包含一元化净水车间、消毒剂/PAC 制取间、值班室、配电间、供水泵房、板框压滤机房。

经过絮凝沉淀、过滤后的矿井水经消毒后进入生产用水水池，回用于矿区生产。

3）消毒剂/PAC制取间：1座，L×B×H=6m×5m×4m，钢结构，机房内安装二氧化氯发生器一台、絮凝剂制取投加装置两套、加药计量泵两台。

①二氧化氯发生器型号：JSN-FZ500，主要技术参数：有效氯产量Q＝500g/h，功率3.0KW，尺寸为（L×B×H）700×600×1500mm。

二氧化氯消毒工艺有高效、快速、安全的特点，可以避免液氯消毒易产生致癌物卤代烃（THMs）等消毒副产品，较液氯消毒具有明显的优越性，在较小的投加量情况下，可保持较高的杀菌效率，而且对水中的色度有较好的去除效果。本工程采用二氧化氯消毒使加氯系统具有良好的安全性、投加精度、自控水平与经济的运行费用，投加量为5mg/L。

②加药装置：2套，用于溶解和搅拌絮凝剂，搅拌机1.1 kW，投加混凝剂10%PAC溶液，投加量为30mg/L。

③加药计量泵：两台，一用一备。主要技术参数：H＝20m，Q＝

320L/h，功率0.75KW。

4）板框压滤机房：1座，L×B×H=9m×6 m×4m，钢结构，机房内安装板框压滤机及螺杆泵

①螺杆泵：型号I-IB(F)-70-45-60，两台，用于将浓缩池的煤泥送往板框压滤机。

主要技术参数：Q=45m3/h ，H=60m，功率为15kW。

②板框压滤机：型号XMYJ30/800，一台, 压滤机过滤面积为

30m2，板框尺寸为800mm，每次压滤产生的污泥量为5m3，功率为4kW。板框压滤机具有压滤后泥饼含固率、固体回收率高，噪音小能耗较低等优点。因此，从经济方面和日常检修维护方面考虑，选择板框压滤机即可满足污泥干化要求，无需再建煤泥干化场，减少用地。压滤生成的煤泥运至南侧的锅炉房，作为燃料使用。

5）值班室：1座，L×B×H=6m×3m×4m，钢结构。

6）配电间：1座，L×B×H=6m×3m×4m，钢结构。

3、生产消防水池

经处理后矿井水进入清水池储存，水池有效容积为800m3，分两座，地下式钢筋混凝土结构，水池尺寸为14m×14m×5m。安装两台砂滤池反冲洗水泵。

4、供水泵房

通过供水泵房内的供水设备向矿区供水。供水泵房1座，L×B×H ＝10×6×4m，半地下式砖混结构。泵房安装的供水设备由甲方确定。

5、污泥浓缩池

本矿井水处理站每天产生含水率99%的污泥量为136m3。污泥浓缩池采用圆形钢筋砼结构，直径φ6m，深5 m（锥斗深2.5m），有效容积85m3，两座交替运行，煤泥在污泥浓缩池内进行有效浓缩，降低煤泥的含水率。污泥浓缩池将初沉调节池、反应池、斜管沉淀池和砂滤池排放的含水率为99%以上的煤泥，浓缩后含水率将降低到96%以下，体积将减少1/2，浓缩后煤泥通过螺杆泵提升至板框压滤机压滤，浓缩池的上清液及压滤机的压滤液回流到初沉调节池中，压滤生成的煤泥饼回收运至南侧锅炉房作为燃料利用。

6、其他

主要有矿井水处理厂内管网，道路、人行道、阀门井、设备基础等。

八、工程造价估算估算编制说明

1、工程内容及估算范围

1）、包括矿井水处理站内的设备及管道（界区外1m），处理站内动力、电控系统（上级总电源线至配电间内不包括在本概算内），土建（包括调节池、生产消防水池、设备基础、综合车间等）；

2）、矿井水处理系统的设计；设备供货、安装；调试、人员培训等。

2、编制依据

《河南省建设工程工程量清单综合单价》（2008）；

材料价格根据《***市工程造价信息》确定；

设备管材等按厂家出厂价格加运杂费用综合测算。

3、工程投资概算

土建部分投资估算见表4，设备部分投资估算见表5，工程总投资估算见表6。

表4 土建部分投资估算

表5 设备部分投资估算

表6 工程总投资估算

工程总造价为叁佰伍拾玖万贰仟壹佰元整。

九、技术经济分析及效益分析

1、技术经济分析

1）、直接运行成本

表7 电力消耗估算

表8 运行费用估算

处理1m3矿井水直接运转费（含电耗、药剂、人工）合计0.53元(满负荷情况下)，设不可预见费0.02元/吨,则直接运行费为0.55元/吨水。（2）间接运行成本

①设备折旧：折旧期按15年计算：

折旧费：169.5÷15＝11.3万元/年

113000÷2400÷365＝0.13元/吨水

②设备维修费：维修费每年按设备总投资的2%计算：

维修费：169.5×2%＝3.3万元/年

33900÷2400÷365＝0.05元/吨水

间接运转费合计0.17元/吨水(满负荷情况下)

③矿井水处理成本为0.55＋0.17＝0.82元/吨水。

2、效益分析：

（1）经济效益：

工业用自来水单价为2.8元/吨水，矿井水处理成本为0.72元/吨水，矿井水排污费为0.8元/吨，***每天产生的2400吨的矿井水经处理后部分回用，可减少使用自来水2030t/d，减少排污费的缴纳，矿井水处理站建成后可带来每年450万元的经济效益，经济效益十分明显。（2）环境效益：

每天2400吨的矿井水通过处理回用于矿区生产，不但节约了水资源，而且矿井水利用率达到90%以上，可减少对周围环境的污染。

表9 环境效益一览表

（3）社会效益

矿井水处理厂建成后不但解决部分人员就业问题，而且矿井水处理站建成后，矿井水得到有效处理并部分回用，将减少环境污染及水资源的利用，改善矿区及周围的环境。

3、建设周期

该项目建设可在65天内施工完毕，工程调试期10天。