100t矿井水处理方案

PAGE某矿矿井水处理工程设计方案（工程模：700m3/h）二○○九年一月概述项目概况为减少地面调节水池的容量和满足矿井地下排水泵站夜间排水的要求，并考虑一定的发展余地，确定其处理规模为100m3/h。矿井水处理后用于井下中采用水（100m3/h）。设计内容本次设计的主要内容如下：（1）工艺系统设计、总平面布置、电气、给排水、暖通空调、检测与控制以及建筑结构；设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》（89.12）；（2）《建设项目环境保护管理条例》（98.11）；（3）《建设项目环境保护设计规定》；（4）《室外给水规范》（GB50013－2006）；（5）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；（6）《给水排水设计手册》；（7）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；（8）《城市污水再生利用工业用水水质》（GB-T19923-2005）；（9）《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB50383-2006)；（10）《建筑工程设计文件编制深度的规定》（2003版）；（11）用户提供的其它有关资料。设计原则本工程作为矿井新建配套的环保项目，在解决矿井污废水污染环境问题的同时，最大程度的利用再生水资源，作到环境保护与水资源的合理利用并举。严格执行国家有关环境保护政策，遵守国家有关法规、规范和标准。设计应采用处理效率高、出水水质好、投资少、能耗低、运行可靠的工艺流程。在确保处理效果的前提下，做到工艺流程简洁、操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低。尽量选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的设备，以节省能源，降低处理成本。工艺设计要考虑采用自动化控制的可行性，以便提高运行管理水平，降低劳动强度，体现现代化水处理的先进水平。建筑设计力求美观、大方，构筑物布置时尽量紧凑、合理，设施及管线布置流畅、整齐，减少占地面积和管道费用。布局尽量与原有场地布置相匹配。采取相应措施使产生的污泥、噪声、废气等对周围环境的影响降至最低。设计处理规模及水质处理规模设计处理规模是100m3/h，系统每天运行20h。水质进水水质井下排水水质为：（参考类似水质）pH＝7~9；COD=100mg/L；SS=300-1000mg/L；水中主要污染物为：煤粉和岩粉。出水水质处理后排放矿井水符合《煤炭工业污染物综合排放标准》(GB20426－2006)的要求，即为：pH=6~9；BOD5≤20mg/L；COD≤50mg/L；SS≤50mg/L。其中回用水质符合《井下消防、洒水水质标准》要求，即为：pH=6.5~8.5；SS≤30mg/L；悬浮物粒度(mm)≤0.3；总大肠菌群：≤3个/L；《城市污水再生利用工业用水水质》敞开式循环冷却水系统补充水：pH=6.5~8.5；浊度≤5NTU；COD≤60mg/L；BOD≤10mg/L；Fe≤0.3mg/L；Mn≤0.1mg/L；总硬度（以CaCO3）：≤450mg/L；未列出指标请查阅相关标准手册。工艺选择工艺方案比选的原则矿井水处理站的建设和运行受多种因素的制约和影响，其中工艺方案的选择对处理站运行的可靠性、稳定性、能耗和占地面积有直接的影响。因此，有必要根据确定的水质和一般原则，从整体最优的观念出发，结合设计规模、水质特性以及当地的实际条件和要求，选择可靠稳定且经济合理的处理工艺方案，进行全面的技术经济分析后，确定最佳的工艺方案。本工程水处理工艺方案的比选，须遵循以下原则：（1）所选工艺必须对水质水量的变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到相关环保标准的要求。（2）所选方案须满足本工程占地紧张的特点，并尽量减少基建投资和运行费用，降低能耗。（3）所选方案须易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应对工艺进行参数和操作进行适当调整。（4）水处理工艺的确定应与污泥处理和处置的方式结合起来考虑，污泥应易于处理和处置。工艺方案比选3.2.1、混合工艺混合是原水与混凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀的重要前提，混合是混凝剂的水解产物迅速混合到水体的每一个细部，并使水中胶体颗粒脱稳的过程。混合的方式有很多种，常见的有管式混合、机械混合和直列式混合。本设计采用管式混合，是国内先进技术，混合效果好，水头损失小；产品串接在输送管道中，不另外占地，节约工程用地，无运动件；各元件仅有水力磨损，寿命长，无需维护，结构简单，安全方便；它混合效果好，构造简单，制作安装方便，水头损失小，可节约药剂20％～30％，运行费用低。3.2.2、絮凝反应絮凝反应是水处理的最重要的工艺环节。目前国内常用的絮凝技术有机械搅拌、隔板絮凝、折板絮凝、网格（栅条）絮凝。隔板絮凝是一种老式絮凝反应装置，其絮凝反应时间长，絮凝效果不稳定，现阶段一般较少应用。在水处理中应用广泛的是折板絮凝和网格（栅条）絮凝。折板一般采用不锈钢，投资较高；网格一般采用乙丙共聚或玻璃钢，投资稍低；两种处理工艺反应时间在12～20min，絮凝效果均较好，适合大中型水处理工程。导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是惯性效应。小孔眼格网之后有如下作用：（1）水流通过格网的区段是速度激烈变化的区段，也是惯性效应最强、颗粒碰撞几率最高的区段；（2）小孔眼格网之后湍流的涡旋尺度大幅度减少，微涡旋比例增强，涡旋的离心惯性效应增加，有效地增加了颗粒碰撞次数；（3）由于过网水流的惯性作用，矾花产生强烈的变形，使矾花中处于吸附能级低的部分，由于其变形揉动作用达到高吸能级的部位，这样就使得通过网格之后矾花变得更密实。在絮凝池的流动通道上增设多层小孔眼格网的办法，可以在絮凝池中大幅度地增加湍流微涡旋的比例，就可以大幅度地增加颗粒碰撞次数，再通过科学地布设多层网格，通过弗罗德数这个相似准则，来控制絮凝过程中水流的剪切力和湍动度，形成易于沉淀的密实矾花，有效地改善絮凝效果。本设计采用小孔网格板絮凝。3.2.3、沉淀工艺根据矿井水的水质特性，和处理后的水质要求，处理的重点是水中的悬浮物（SS）、COD、细菌等。国内矿井水处理工艺一般采用加药混凝沉淀的工艺去除水中悬浮物，如果考虑回用，往往需要过滤再经消毒即可。常用的沉淀工艺有平流沉淀池、辐流沉淀池、斜管（斜板）沉淀池。平流沉淀池、辐流沉淀池已经在水处理工程中应用上百年，因其出水稳定、水质好，直到现在在大型水处理工程中仍有应用。但他们最大的缺点是占地面积庞大，平流沉淀池、辐流沉淀池一般需要数小时的水力停留时间。为缩短水力停留时间，减小占地，在普通的沉淀池上又增加了斜管或斜板，普通的斜管直径一般在30～80mm鉴于普通斜板（管）沉淀存在排泥困难、出水不稳定等不足，近年出现了小间距斜板、迷宫斜板、高密度迷宫斜板等高效斜板沉淀池，高密度迷宫斜板是其中技术较为先进的一种高效斜板。高密度迷宫斜板技术比传统普通斜板沉淀效率高，节省占地面积，是处理矿井水比较理想的沉淀设备，并且拥有国内多家工程实例的检验。为了更直观地分析，这里依然将高密度迷宫斜板沉淀池与斜管沉淀池相比较地来看。斜管沉淀池是一种传统沉淀工艺形式，该池型是利用浅池理论的一种曾被广泛应用的设计，斜板长1m，倾斜角60°，间距35mm，运行参数通常为：上升流速=1.5-1.8mm/s。其主要问题在于处理效率低，沉泥面积大于排泥面积，在夏季高浊期容易出现阻塞。为提高沉淀池空间效率，以达到大幅度提高水量的目的，沉淀工艺采用高密度迷宫斜板沉淀池技术。该技术是浅池技术的发展，由于间距小，矾花可快速沉淀分离。使沉淀池清水区上升流速可达到3.0-3.5mm/s，沉淀后出水浊度≤高密度迷宫斜板沉淀池和普通斜板具有明显的优势，两者优劣见表3.2-1。表3.2-1高密度迷宫斜板沉淀池和普通斜板比较比较项目斜板（管）沉淀池高密度迷宫斜板沉淀池处理效率与平流式沉淀池相比有显著提高，但仍未达到理想的效率。高密度迷宫斜板较常规设备大大缩小了板间距，缩至15mm，从而大幅提高了沉淀池空间利用效率，根据浅池理论，按照投影面积计算，沉淀池斜板布设区的单位空间水处理能力理论上为平流池的23倍，斜管沉淀池的2.5倍。处理效果出水水质不稳定出水浊度≤5NTU占地面积占地面积较大。由于混合迅速，反应时间短，沉淀池上升流速高，因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间，大幅度提高处理效率，因而也就节省了构筑物的基建投资。占地面积与平流沉淀池比较可节省70%，与斜管沉淀池比较可节省40%。运行费用药剂投加量较大，运行费用高。节省药剂投加量30%，大大降低了运行费用和制水成本。投资费用投资费用较高。由于处理效率高、占地面积小，主体工艺构筑物可节省投资15～20%。布水布水不均匀。高密度迷宫斜板间距小，阻力大，因此比斜管更具有布水均匀不短流的优点。适应水质能力对原水浊度适应性较差。抗冲击能力强，适应水质广泛。高密度迷宫斜板抗冲击的能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是，这项工艺的沉淀池上升流速按3.5mm/s设计时尚有很大潜力。运行实践表明，高密度迷宫斜板对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。排泥排泥面积小于沉泥面积，在夏季高浊期容易出现阻塞。斜板（管）倾斜角一般采用60º。高密度迷宫斜板沉泥面积与排泥面积相等，排泥面积是普通斜管的4倍多，大幅度提高了沉淀排泥负荷，更利于排泥。高密度迷宫斜板采用优质聚合物材质，具有很高的表面光洁度，且该种材料有疏水性质，不利于矾花附着，利于排泥。高密度迷宫斜板较普通斜管提高了倾斜角，达到66º，进一步提高了其排泥效果。由于结构上的优化，高密度迷宫斜板无侧向约束不积泥，从而保证小的矾花絮凝体亦可有效去除。使用寿命斜板（管）结构较脆弱，不耐重负荷，易变形。斜板（管）的使用寿命为2-3年。由于高密度迷宫斜板的结构特征，以及其所采用的规格较厚的聚合物板材和支撑型材，使其具有普通斜管和斜板无法比拟的刚度，耐重负荷，不易变形。高密度迷宫斜板的使用寿命在15年以上。鉴于该项目原水水质状况，对出水的要求以及对处理设备占地面积的有关要求，应采纳高强度、高效率的新型水处理工艺技术，才能更好地满足业主的使用要求。综合考虑以上因素，及业主方面低运行消耗、高自动化操作的要求，设计采用“矿井水涡旋混凝低脉动处理技术”及“高密度迷宫斜板处理矿井水技术”。由于理论上的重大突破，“涡旋混凝低脉动和高密度迷宫斜板沉淀”技术实现了高效率的混合、反应、沉淀，从而保证了高效率的除浊与高质量的供水。因此本次设计确定采用高密度迷宫斜板工艺处理矿井水。3.2.4、除油机理1）破乳：在高密度迷宫板沉淀池反应段，在投加的聚合氯化铝絮凝剂的作用下，乳化油开始破乳。2）分离：开始破乳的矿井水中的乳化油在通过网格反应板形成微涡流，在微涡流的作用下油水分离。3）除油：油水分离后的矿井水进入除油段，被自动刮油机自动刮出。3.2.5本次设计采用重力式无阀过滤器和多介质过滤器进行过滤。重力式无阀过滤器系列产品广泛应用于地表水净化、地下水除铁除锰、循环水旁流过滤、生产废水除悬浮杂质、有机污水经生化处理和二次沉淀池处理之后续过滤以及室内游泳池水的过滤，是一种理想的水处理设备。原水由进入水管送入滤池，经过滤层自上由下地过滤，清水即从连通管注入存水箱内储存，水箱充满后，水通过出水管入清水池。滤层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的逐步增加，因而促使虹吸管内的水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管管口时，水自该管中落下，通过抽气管借以带走虹吸下降管中的空气，当真空度达到一定值时，便发生虹吸作用。这时水管中的水自下而上地通过滤层，对滤料进行反冲洗。当冲洗水箱水面下降至虹吸破坏管时，空气进入虹吸管，破坏虹吸作用。滤池反冲洗结束，进入下一周期工作。因而无需象其它过滤器那样，必须设置反冲洗水塔。经过无阀过滤器过滤后的水，部分进入多介质过滤器，多介质过滤器采用0.3—0.5mm石英砂滤料和0.8—1.2mm无烟煤滤料，通过拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用使得悬浮物颗粒和胶体在迁移到滤料表面时，在范德华引力和静电力以及某些化学键和某些化学吸附力的作用下，粘附于滤料颗粒表面或滤料表面上原先粘附的颗粒上。降低水的浊度，而且水中的有机物、细菌乃至病毒等随着水的浊度的降低而部分的被去除。3.2.6、消毒常用消毒方法有氯、二氧化氯、紫外线等。氯消毒效果好，具有持续消毒作用(管网余氯)，且费用较其它消毒方法低。但是，由于氯气是具有刺激性和有害气体，对金属有极强的腐蚀性。而且存在投加计量不够准确的问题；加之，氯气等气体的极强扩散性对环境存在毒害作用，游离氯的高活性同许多有机物容易形成诸如三氯甲烷、四氯化碳、二恶因等一类致癌的氯代有机化合物，造成环境的第二次污染，故而，取消液氯的主张越来越多。二氧化氯是一种强氧化剂，它在水的消毒中有以下独特的优点：可减少水中三卤甲烷等氯化副产物的形成；当水中含氨时不与氨反应，其二氧化氯的氧化和消毒作用不受影响；能杀灭水中的病原微生物和病毒；消毒作用不受水质酸碱度的影响；经二氧化氯处理后，水中余氯稳定持久，防止再污染的能力强；因氧化作用强，可除去水中的色和味，不与酚形成氯酚臭；对铁、锰的除去效果较氯强；二氧化氯的水溶液可以安全生产和使用。紫外线消毒所需接触时间短，杀菌效率高，不改变水的物理化学性质；不产生残留物质和不良异味。但紫外线消毒设备价格高，且对水质要求高，需要定期更换设备。本设计采用ClO2消毒。二氧化氯复合消毒剂发生器是90年代开发出的消毒设备，具有高效、低耗、安全、运行可靠、管理简单等优点。3.2.7矿井水煤泥压滤系统采用带式压滤机进行压滤。带式压滤机是我公司在研究、消化、吸收国内外同类产品技术基础上，针对目前该类产品出现的普遍问题和结合国内污泥脱水的特点和要求，自行设计制造的具有当今先进水平的新型高效、连续作业的压力式固液分离设备，可广泛应用于污泥机械脱水。它具有连续生产、性能稳定、维修率低、抗腐蚀性强、能耗药耗低、处理量大、滤饼含水率低、易操作、易维护、易清洁等优点。它是实实在在地解决了工业污泥和生活污泥进行脱水处理存在的实际问题，因此，它是资源回收和环境治理的理想设备。带式压滤机的工作原理以及系统脱水过程经过浓缩的污泥与一定浓度的絮凝剂在静、动态混合器中充分混合以后，污泥中的微小固体颗粒聚凝成体积较大的絮状团块，同时分离出自由水，絮凝后的污泥被输送到浓缩重力脱水的滤带上，在重力的作用下自由水被分离，形成不流动状态的污泥，然后夹持在上下两条网带之间，经过楔形预压区、低压区和高压区由小到大的挤压力、剪切力作用下，逐步挤压污泥，以达到最大程度的泥、水分离，最后形成滤饼排出。1.化学预处理脱水为了提高污泥的脱水性,改良滤饼的性质,增加物料的渗透性,需对污泥进行化学处理,本机使用独特的“水中絮凝造粒混合器”的装置以达到化学加药絮凝的作用，该方法不但絮凝效果好，还可节省大量药剂，运行费用低，经济效益十分明显。2.重力浓缩脱水段污泥经布料斗均匀送入网带，污泥随滤带向前运行，游离态水在自重作用下通过滤带流入接水槽，重力脱水也可以说是高度浓缩段，主要作用是脱去污泥中的自由水，使污泥的流动性减小，为进一步挤压做准备。3.楔形区预压脱水段重力脱水后的污泥流动性几乎完全丧失，随着滤带的向前运行，上下滤带间距逐渐减少，物料开始受到轻微压力，并随着滤带运行，压力逐渐增大，楔形区的作用是延长重力脱水时间，增加絮团的挤压稳定性，为进入压力区做准备。4.挤压辊高压脱水段物料脱离楔形区就进入压力区，物料在此区内受挤压，沿滤带运行方向压力随挤压辊直径的减少而增加，物料受到挤压体积收缩，物料内的间隙游离水被挤出，此时，基本形成滤饼，继续向前至压力尾部的高压区经过高压后滤饼的含水量可降至最低。物料经过以上各阶段的脱水处理后形成滤饼排出，通过刮泥板刮下，上下滤带分开，经过高压冲洗水清除滤网孔间的微量物料，继续进入下一步脱水循环。矿井水处理工艺流程的确定通过工艺比选，本项目确定采用管道混合、网格反应、自动除油、高密度迷宫斜板沉淀、无阀过滤、二氧化氯消毒及带式压滤机压滤的处理工艺。设计方案工艺设计处理工艺流程设计采用的处理工艺流程简图如下，工艺流程简述：井下排水首先排至矿井水处理站调节预沉池，经预沉淀后由提升泵将矿井水提升经管道混合器后进入混凝池，同时加入絮凝剂，经自动刮油机除油后进入高密度迷宫斜板沉淀池进行泥水分离，沉淀池出水自流入重力式无阀过滤器进行过滤，出水自流入清水池消毒后回用，部分水经过多介质过滤器过滤后供井下中采使用。高密度迷宫斜板净水器排泥由排泥阀门控制，定时排入污泥池，经污泥泵送入带式压滤机压滤，泥饼外运。主要构（建）筑物及设备调节预沉池1）池体结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=30×10×4.0m，地下2m，共1座；总池容积：2400m3；数量：1座。2）一级提升泵型号参数：WQ2210-417，Q=100m3/h，H＝16m，N＝7.5kw。数量：2台，1用1备。过滤间1）结构形式：砖混；规格：长×宽×深=20m×15m×10.00m数量：1座。2）高密度迷宫斜板净水器型号参数：GMB-100，Q=100m3/h。数量：1台。3）无阀过滤器型号参数：DLB100-I-1700，Q=100m3/h。数量：1套。4）多介质过滤器型号参数：GJA-280，Q=50m3/h。数量：2套。中间水池1结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=5.6m×5.6m×4.0m，总池容积：100m3；数量：1座。中间水池2结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=5.6m×5.6m×4.0m，总池容积：100m3；数量：1座。清水池结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=9.9m×9.9m×4.0m，总池容积：300m3；数量：1座。污泥池1）池体结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=5m×5m×5m，总池容积：125m3数量：2座。2）污泥泵型号参数：KZJ65-30，Q=48m3/h，H=35.8m，N=11kw。数量：2台，1用1备。集水池1）结构形式：钢筋混凝土；规格：长×宽×深=10m×4m×4.5m，总池容积：160m3；数量：1座。2）回流泵型号参数：WQ2210-413，Q=80m3/h，H=15m，N=5.5kw。数量：2台，1用1备。提升泵房1）结构形式：砖混；规格：长×宽×高=19m×4.5m×4.0m；数量：1间。2）二级提升泵型号参数： KQL100/125-7.5/4，Q=100m3/h，H=17m，N=7.5kw。数量：2台，1用1备3）三级提升泵型号参数： KQL100/125-11/2，Q=100m3/h，H=20m，N=11kw。数量：2台，1用1备4）反冲洗水泵型号参数： KQL150/285-18.5/4，Q=173m3/h，H=24m，N=18.5kw。数量：2台，1用1备5）井下回用水泵型号参数： KQL100/125-11/2，Q=100m3/h，H=20m，N=11kw。数量：2台，1用1备风机房1）结构形式：砖混；规格：长×宽×高=5.0m×4.0m×4.0m；数量：1间。2）风机型号参数： 3L32WC，Q=5.79m3/min，H=49Kp，N=11kw。数量：2台，1用1备压滤间结构形式：砖混；规格：长×宽×高=12m×11m×4.5m；数量：1间。带式压滤机型号参数：DY1000。数量：1套，包括带压机加药装置。加药间1）房间结构形式：砖混规格：长×宽×高=9.0m×6.0m×4.0m。数量：1间。2）加药设备（1）型号参数：JY-1，配1台搅拌机、溶解箱、储药箱；搅拌功率：N=0.75kW；数量：1套。计量泵：GMO120，N=0.25kW，计量范围：0~120L/h数量：2台。3）加药设备（2）型号参数：JY-2，配1台搅拌机、、溶解箱、储药箱；搅拌功率：N=2×0.75kW；数量：1套。计量泵：GMO090，N=0.25kW，计量范围：0~90L/h数量：2台消毒间1）房间结构形式：砖混规格：长×宽×高=6m×3m×4.0m。数量：1间。2）二氧化氯发生器型号参数：HB-2000，Q=200g/h，N=2.2kw，化学法。数量：1套。储药间1）房间结构形式：砖混规格：长×宽×高=6m×3m×4.0m。数量：1间。值班间1）房间结构形式：砖混规格：长×宽×高=6m×3.0m×4.0m。数量：1间。设备清单序号名称规格型号数量单位厂家备注1全自动刮油机SGL-10001台中煤环保2一级提升泵WQ2210-4172台上海凯泉1用1备3控制柜1台二级提升泵KQL125/235-7.5/42台上海凯泉1用1备4控制柜三级提升泵KQL100/125-11/22台上海凯泉1用1备5控制柜1台反冲洗水泵KQL150/285-18.5/42台上海凯泉1用1备6控制柜1台污水回流泵WQ2210-4132台上海凯泉1用1备7控制柜1台污泥泵KZJ65-302台上海凯泉1用1备8控制柜1台井下回用水泵KQL100/125-11/22台上海凯泉1用1备9控制柜1台电厂回用水泵KQL150/315-30/24台上海凯泉3用1备10控制柜1台风机3LWC2台南通恒荣1用1备静态混合器GD-2001台中煤环保11高密度迷宫斜板净水器GMB-1001台中煤环保12无阀过滤器DLB100-I-17001套中煤环保13多介质过滤器GJA-2802台中煤环保14PAC加药装置JY-11套中煤环保15加PAC计量泵GMO1202台米顿罗16PAM加药装置JY-21套中煤环保17加PAM计量泵GMO0902台米顿罗18带式压滤机DY-10001套中煤环保包括加药、冲洗等装置19消毒装置HB-2001套中煤环保20PLC集中控制系统KGZ-11台中煤环保21仪器仪表1套22管道阀门1套总平面布置站址矿井水处理站位于矿井工业场地内。拟占地面积约为4500m2（90m×50m）。平面布置根据工艺设计要求以及节约用地的原则，依据我国现行有关强制性规范、行业标准进行设计。在满足工艺流程要求的前提下，建筑设计应力求简洁明快，合理组织设计站内建、构筑物，并充分考虑周围环境，使其与周围环境相协调。站内总平面设计是整个设计的重要内容，本设计在工艺流程布置的基础上，达到功能分区明确，平面布置合理、紧凑，合理确定各建（构）筑物间距，满足运输、消防、日照、通风及排水等要求。处理站综合间临靠锅炉房前的停车场，便于人员进出处理站，也便于污泥运输。另外，处理站还从西侧接一条至处理站，以便运输药品和材料，路面宽4m。雨水经道路雨水井排入雨水管网。按照水的流向，自东向西分别布置预沉调节池、高效混凝沉淀池、生产消防水池。布置较紧凑，污水管道较流畅，距离短。加药消毒间设在反应池底部，重复利用反应的高度，节约用地。道路两侧和池与池之间的空地，待施工完成后全部进行绿化。配电及自动控制设计依据（1）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）（2）《低压配电设计规范》（GB50054-95）（3）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）（4）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（5）工艺提交的设备表、工艺流程及平面布置图配电与照明动力配电和照明为三相四线380/220V，采用接零保护方式。负荷统计矿井水处理站所有用电设备电压等级为380/220V。负荷统计见表4.3-1。表4.3-1矿井水处理站用电负荷统计序号名称容量单位数量备注1动力160KW套1总计160KW总容量乘以0.9同时系数，总负荷为144kw。配电矿井水处理设施电气设备为二级负荷。从矿井变电所引入两路380V电源，给全站内负荷供电。正常运行时，两路电源均投入工作，互为热备用。矿井水处理设施设备工作总负荷160kw，综合考虑水处理系统用电负荷等级及保证生产连续，采用双电源进线；低压供电系统采用单母线方式。主要设备有低压配电柜3台。照明站内主要道路设高压钠灯路灯照明，各敞开式水池设柱灯照明或庭院灯照明。室内外常规照明灯端电压220V。室内照明与室外照明原则上分回路供电，分回路控制。水池照明由配电室总照明配电箱控制；道路一般照明直接由配电室供电，光电自动控制。路灯、柱灯照明采用埋地敷设电缆线路。仪表与自动控制所有工艺设备的控制均设有自动控制和手动控制两种方式；自动控制通过计算机实现，该方式为正常生产时的控制操作方式，在计算机操作站上进行；手动方式又分为机旁手动操作和远程手动操作两种方式，在每一台设备机旁均设有控制箱，实现机旁手动控制，该方式主要为设备单体试车和设备检修时使用，在计算机上设有手动弹出画面，实现对工艺设备的远程手动操作，该操作方式主要为在联动调试之前考验计算机系统应用软件与现场设备的对应情况时使用，同时可以实现对局部区域的工艺设备进行远程手动操作。设计目标（1）按工艺流程配置必要的液位、流量等检测仪表。（2）全部检测仪表及电气设备的运行信号的传送和显示。（3）根据电气设备的运行要求及主要控制参数的控制要求，设置自动控制和自动调节系统。（4）按照集中监测管理的原则建立计算机监控。设计内容根据矿井水处理站工艺流程及工艺设备的操作和计量要求，配置安全可靠、性能优良的检测仪表、计算机监控。（1）控制及启动方式本设计采用以下控制方式：所有工艺设备均设有现场控制箱，在现场控制箱上设“手动-停止-自动”转换开关。自动控制由PLC负责进行；手动控制可在现场控制箱上进行。（2）检测仪表本系统液位检测仪表均采用开关量检测，自动触发。调节水池液位检测。中间水池液位检测。清水池液位检测。污泥池液位检测。（3）控制系统构成在控制室内设置带高分辨率彩色液晶显示器的计算机，计算机用于监控操作。计算机取代常规的模拟屏、操作台，在计算机上可以看到生产过程动态画面，各仪表的测得值、各生产设备的状态，通过键盘进行图形选择和生产设备的控制。在控制室设置1套PLC，PLC用于系统控制，使得控制设备的可靠性、灵活性、快速性大为提高。PLC不仅可以完成常规的顺序、逻辑控制。计算机与PLC通过高速通讯网相连。在控制室设置1台不间断电源UPS，为计算机供电。计算机控制系统的主要功能：A．计算机的监视与操作功能a.画面显示生产流程画面；操作台画面；数据输入画面；各仪表测量值显示画面；设备状态画面；故障报警画面；b.生产操作启动前的设备状态检查；生产设备的中央远动操作；生产参数的设定和修改；c．故障报警与事故记录发生故障时，计算机发出声光报警，在报警画面与设备状态画面上能找到故障点，以便于检修。d.生产的主要数据采集、处理、形成报表。B．PLC的控制功能正常启动前设备状态检查；根据水池的水位自动控制泵的开/停；控制各电/液动阀的开/闭；根据计算机的指令控制生产设备运行；采集生产过程的实时数据及设备状态，传送给计算机；严重故障时设备紧急停车及适当故障处理，并报警；C．高速通讯功能计算机与PLC由高速通讯网连接，通讯网快速传递各I/O采集的数据以及经PLC处理后发出的信息。传递计算机下达至PLC的操作指令。通讯网络传递信息量大、快速、安全、可靠、可节省大量的控制电缆。（4）主要设备主要设备有：可编程控制器1套、液位计3台、UPS1台、计算机1台、监控软件1套、编程软件1套。地面建筑设计原始资料1、设计所遵循的国家规范和标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153-92《砌体结构设计规范》GB50003-2001《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001年版)其他现行国家规范和标准2、地震及水文地质地基基础条件：第2层粉质粘土地基承载力特征值f=100kp;第3层粉土地基承载力特征值f=110kp;建议设计地下水位埋深按1.5m考虑。抗震设防烈度6度。建筑设计1、设计原则（1）在满足工艺要求前提下贯彻标准化，模数化原则。（2）工业建（构）筑物力求建立统一的建筑风格，施工图设计时对立面设计外部装修作统筹安排，力求美观、协调和统一。2、墙体、门、窗、地坪和内外装修等工程作法砌体结构墙体一般采用粉煤灰烧结砖，框架填充墙采用加气混凝土砌块。门窗根据不同功能要求，分别采用塑钢门窗、木门等。地坪、楼面一般采用水泥砂浆面层，消毒间、配电控制室等作水磨石或地砖楼地面；耐磨要求较高的采用C20细石混凝土；有防腐要求的，根据介质类别的作用情况，地面选择相应的防腐蚀材料。屋面：采用新型卷材防水或刚性防水，屋面设保温层。一般由建筑物找坡，亦可采用结构找坡。采用建筑找坡时，其坡度一般为2％。屋面一般采用有组织排水，采用UPVC水落管。内装修：一般采用抹灰面，大白二道；配电控制室等内墙涂料二道，作油漆墙裙（部分瓷砖墙裙）；消毒间作瓷砖墙面。顶棚采用墙面相应作法。结构设计本工程结构设计是根据相关专业提供的要求、邻近工程的勘察报告、按照国家、内蒙古自治区、市现行颁布的技术经济政策、规范、规定及标准进行构专业方案设计。1、设计原则（1）安全可靠，经济适用，布局合理，兼顾景观，质量优秀，达到同行业总体先进水平。（2）积极采用新技术、新结构、新材料。2、建筑物类别、安全等级及抗震等级:建筑物安全等级二级，矿井水处理站结构抗震设防类别为丙类，结构设计使用年限50年。3、主要建筑材料（1）水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级32.5。不得采用小窑水泥。（2）混凝土泵房下部及出水口等构筑物混凝土强度等级C30，抗渗等级S6；泵房上部及建筑物混凝土强度等级C25；所有垫层混凝土强度等级C15。（3）混凝土结构耐久性的基本要求：1）受弯构件的挠度限值为l0/300。普通混凝土结构构件的裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为0.25mm。2）混凝土中骨料的最大粒径不应大于40，且不得超过构件截面最小尺寸的1/4，也不得超过钢筋最小净间距的3/4。3）混凝土中应掺适量防渗、抗裂的低碱性外加剂，外加剂中不得含有氯盐，掺量应经配比试验后确定。（4）钢材及焊接用焊条1）钢筋φ为热轧钢筋HPB235（Ⅰ级钢），fy＝210N/mm2。Φ为热轧钢筋HRB335（Ⅱ级钢），fy＝300N/mm2。2）其它钢构件采用Q235B钢。3）设计选用标准（或通用）图集时钢筋型号按图集要求执行。4）焊接用焊条φ级钢为E43。（5）砖墙及砌筑砂浆材料1）建筑物地面以下采用实心混凝土砖，并用M10防水水泥砂浆砌筑。2）建筑地面以上承重墙采用KP1型空心砖强度MU10，框架填充墙采用KM1型粘土空心砖标号MU5或其它轻质砌体。并用M5.0混合砂浆砌筑。（6）屋面及楼面材料根据建筑要求和屋面防水做法而定。（7）粉刷及防腐材料构筑物内壁采用防腐水泥砂浆粉面，外壁地面以下采用非焦油型聚氨酯涂膜。地上部分按建筑要求装修，钢制件采用涂层防腐。环境保护拟采用的环境保护标准（1）《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类标准。（2）《地下水质量标准》（GB/T14848—93）III类标准。（3）《环境空气质量标准》（GB3095—1996）二级标准。（4）《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）3类标准。（5）《煤炭工业污染物综合排放标准》(GB20426－2006)（6）《工业企业厂界噪声标准》（GB12348—90）III类。环境影响评述本工程对环境的影响有两个方面，即：施工期和运行期。施工期主要的影响因素有：施工过程中材料运输产生扬尘、施工设备噪声、建筑垃圾和生活垃圾等对环境的影响。运行期主要的影响因素有：设备运行时产生的噪声、道路扬尘、污泥等。环境风险分析本工程主要环境风险为：因断电造成处理设备无法正常运行；因机械故障造成系统无法运行。煤矿生产采用双电源供电，因此本工程采用双电源供电可以实施。由于矿井水处理设施采用双电源供电，且调节池容积为3600m3本工程所有泵、加药装置均按规定设有备用，某一设备出现故障后，备用设备能立刻启用，且处理站建有调节水池，因此，因机械故障造成系统无法运行的可能性极小。污染的防治措施建设期污染防治交通影响对策选择适当的路线运送材料和设备，使交通中断最小。制订严格的施工程序表，按计划施工建设。施工扬尘、噪音影响对策及时地清运弃土，避免沿途抛洒。对所有车辆和设备装设低噪音和消降污染设施，以限制噪音和空气污染。建筑垃圾、生活垃圾等废弃物影响对策建筑垃圾、生活垃圾要及时清理，运到指定排放场地。倡导文明施工、室岗保洁，创造一个良好的生活环境。运行期污染防治固体废物处置站内主要建筑物及其它作业场所应安置适量的垃圾桶，定时定点清运生活垃圾，由矿井统一处理。污、废水处理站内产生的生产、生活废水由管道收集后进入矿井工业场地生活处理站调节池统一处理。道路扬尘防治对道路扬尘，考虑采用洒水车对道路定期洒水喷淋，抑制路面扬尘对环境的污染。噪声控制矿井水提升采用潜污泵，从源头减少噪声；回用系统水泵较小，门采用隔声木门，窗户采用双层玻璃。预计各厂房将达到《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)中的有关要求，厂界噪声将达到《工业企业