正旺矿井水设计方案

正旺矿井水设计方案山西汾西正旺煤业有限公司矿井水处理工程设计方案山西猗顿工程设计有限公司二〇一二年八月1目 录1111第一章 总 论1.1 项目名称山西汾西正旺煤业有限公司矿井废水处理工程1.2 项目规模设计规模2400m3/d。1.3 处理站进出水水质由于矿井水尚未形成，根据矿井可采煤层煤质、顶板岩性、地下水水质分析，设计原水水质主要指标 SS=600mg/L 。矿井水出水用于井下消防、洒水，多余部分通过管道补充至污水处理站回用水池，供给黄泥灌浆防灭火制浆站、 动筛车间以及绿化用水。出水水质指标执行《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005 ）中，“井下消防洒水”水质要求，且浊度不大于 3NTU。具体指标如表1-1所示：表1-1水质标准项悬浮物含悬浮物粒pH总大肠杆菌粪大肠杆菌目量径标≤6.5～每100mL中不得每100mL中不得30mg/L＜0.3mm准8.5检出检出2第二章 设计依据、原则和内容2.1设计依据★《煤炭工业矿井设计规范》 GB50215-2005★《室外给水设计规范》GB50013-2006★《室外排水设计规范》GB50014-2006★《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003★《泵站设计规范》GB/T50265-97★《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003★《建筑设计防火规范》GB50016-2006★《建筑抗震设计规范》GB50011-2010★《混凝土结构设计规范》GB50010-2002★《供配电系统设计规范》GB50052-2009★国家现行的建设项目环境保护设计规定2.2设计原则本方案编制主要遵循以下原则：．以国家和地方有关的法律、法规和标准为准则，以本项目进水水质特点为依据进行编制；3．采用技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作简单的水处理工艺，确保水处理效果，尽量减少占地面积、工程总投资和日常运行费用；．在总图布置方面因地制宜，少占用地；同时保证使水处理设施与周围环境协调一致，最大限度地发挥建设项目的环境效益、经济效益和社会效益；．尽量采用二次污染少，低噪音处理设施；．采用成熟、可靠的控制系统，尽量减轻劳动强度，做到技术先进、经济合理。同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用；．水处理工程中的设备选用国内先进节能优质产品，确保工程质量；2.3设计内容本设计内容指矿井水处理站的设计，具体内容如下：．各处理站工艺设计，工艺流程图及详细说明；．各处理站主体工艺构筑物，设备选型设计；注：地基处理、围墙及站区内的道路和绿化由业主统一规划和建设，不在本次设计范围内。45第三章 矿井废水处理工艺设计3.1水质分析矿井水水质与当地地下水水质相符，同时受当地水文地质以及气候、地理等自然条件的影响。矿井水除了保持当地地下水水质的基本特性外，还因流经采掘工作面而带入大量的煤粉及岩粉等悬浮颗粒，具有高悬浮物的特性。此外，由于矿工的生产生活活动，还使矿井水带有较多的细菌。根据水质类型特征，矿井水分为：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水（又称矿井苦咸水）、酸性矿井水和含有毒有害元素矿井水5类。根据以往矿井水处理及运行经验矿井水的主要污染物为悬浮物SS），以及溶解性总固体。构成这些SS的主要是煤尘、岩尘、粘土等细小颗粒物，尤其是煤尘，其主要特征是浓度高，所含固体颗粒细，灰分高，颗粒表面多带负电荷。由于颗粒带同号电荷，阻止颗粒间彼此接近聚合成大颗粒下沉。同时颗粒同周围水分子发生水化作用，形成水化膜，也阻止颗粒聚合，使颗粒在水中保持分散，此外，煤泥颗粒在水中还受布朗运动的影响，颗粒界面间的相互作用，使得煤泥水性质复杂化，不但有悬浮液的特性，还有胶体的某些性质，它集中了最细最难处理的微细粒级颗粒，因此需选择适合的工艺和处理设备。煤尘即增加了水的色度和浊度，同时由于煤尘能被重铬酸钾等强氧化剂氧化，显示有较高浓度的CODcr。3.2工艺流程的确定6结合各工艺单元的分析，确定本项目的工艺流程见下图：矿井废絮凝剂管道混混凝预沉调加药装管道混合器絮凝沉淀一污脱水机污泥池中间水池机械过滤器回用水池 消毒业主回用图3-1 矿井废水处理工艺流程图73.3方案特点．工艺完善、技术成熟、功能稳定可靠；．所选工艺技术经济合理、高效节能、操作简单，水处理效果好，工程总投资和日常运行费用低；．本案在布置方面，充分利用现有条件，因地制宜，占地少；同时保证使水处理设施与周围环境协调一致， 最大限度地发挥建设项目的环境效益、经济效益和社会效益。8第四章 工艺参数设计及设备选型据工艺流程及处理要求，对建构（筑）物及设备选型进行如下设计。、预沉调节池井下排水首先进入预沉调节池以去除大颗粒悬浮物， 降低后续处理系统的运行负荷，保障系统出水水质；本项目设两组预沉调节池并联运行，内设刮泥机及撇油机，单组调节池容积 250m3。（1）一级提升泵功能：将矿井水从预沉调节池提升至絮凝沉淀装置。一级提升泵：4台（4用2备）流量： 25m3/h；扬程：10m；功率： 1.5kw；放置位置： 预沉调节池（2）附壁闸板阀功能：两组调节池相互切换附壁闸板阀：2台规格：FZ300；放置位置： 预沉调节池集水井（3）桁车式刮泥机9功能：将调节池煤泥挂至煤泥斗桁车式刮泥机：2套规格： GYZ-3.0；放置位置： 预沉调节池（4）调节池排泥泵功能：将预沉调节池泥斗中的污泥排至污泥池调节池排泥泵：3台（2用1备）流量： 10m3/h；扬程：10m；功率：0.75kw；放置位置： 预沉调节池、综合水池综合水池由中间水池、污泥池、回用水池组成，总容积400m3。其中，中间水池100m3，污泥池100m3，回用水池200m3。注：回用水池内预留回用水泵的位置，由业主根据实际所需流量及扬程选择合适的水泵自行安装。（1）过滤提升泵功能：斜管沉淀池产水由中间水池提升至机械过滤器过滤提升泵：3台（2用1备）10流量： 50m3/h；扬程：13m；功率： 4kw；放置位置： 中间水池（2）污泥提升泵功能：将污泥池污泥提升至离心脱水机3台(2用1备)流量： 15m3/h；扬程：15m；功率： 1.5kw；放置位置： 污泥池（3）反洗提升泵功能：清洗机械过滤器过滤提升泵：2台流量： 50m3/h；扬程：25m；功率： 7.5kw；放置位置： 回用水池、矿井水处理综合车间11放置絮凝沉淀装置、加药装置、过滤器、消毒设备、煤泥脱水设备等，局部为值班室、配电室、会议室等，占地面积 450m2。（1）管道混合器加了药的矿井水创造了更好的水力条件，使得矿井水更充分的和药剂接触，形成粒径更大的絮体，降低后续设备的处理负荷。规格： GJ-150数量：2套（2）加药设备功能：在原水进入絮凝沉淀池前分别投加絮凝剂和助凝剂，通过电性中和、吸附架桥和网捕或卷扫的作用使污水中的悬浮物絮凝成为较大粒径颗粒物，提高其沉降性能。而助凝剂的投加可以大大提高絮凝效果，使水处理效果更好。主要设备：混凝剂溶药设备：YJB-PAC2套尺寸：Φ1580mm ；H=1970mm ；助凝剂溶药设备：YJB-PAM2套尺寸：Φ1580mm ；H=1970mm ；PAC、PAM加药泵： 各2套流量： 500L/h；12（3）絮凝沉淀一体化装置功能：该系统能高效去除悬浮物，降低出水浊度数量：2套处理量： Q=50m3/h排泥方式： 重力排泥；结构形式： 碳钢防腐；4）机械过滤器功能：进一步降低处理水中的悬浮物，保证水质达标。设计参数：单套设备设计流量Q=50m3/h数量：2套型号: GL-25（Φ1800）;（5）二氧化氯发生器数量：1台功能：对系统的产水进行消毒有效氯产量： 400g/h（6）离心脱水机规格： LW-350数量：1台13安装位置： 脱水机房（7）污泥脱水加药设备数量：2套规 格 YJB-PAM1000L/h安装位置 脱水机房注：由3000L溶药罐、搅拌机及加药泵组成（8）螺旋输送机数量：2套规格： RS-260安装位置 脱水机房14第五章 总图说明5.1总图布置按照工艺流程的特点以及各建（构）筑物的平面大小和原建（构）筑物的位置及大小，对水处理厂的平面进行布置。总体布置满足以下原则： 布置紧凑，力求减少占地面积和连接管渠的长度，便于操作管理。 充分利用企业现有构筑物，结合现状布置增加的水处理设备，避免不必要的管道转弯和交叉。 满足各构筑物的改建、设备安装和管道敷设及管理维护的运输及施工方便。5.2竖向设计为保证污水在各水处理设备及构筑物之间最好能利用自由水头顺利自流，必要时用水泵进行提升。要求准确计算出各设备和构筑物之间的管线的水头损失，设计水力计算时以实际运行中发生的最大损失流程来确定竖向设计高程。本次设计中，由于均为水处理整体设备，均采用动力提升，设计流程顺畅、合理。5.3运输设备由企业自备，不在本次设计范围内。155.4其它工艺管线工艺管线包括处理设备的污水管线、排泥管线、放空管线以及回用设备的各路管线等。厂区给水主要供水处理站生活、生产辅助设施用水，由给水管就近接入。厂区供电,通讯厂区用水用电和通讯设施等均由企业统一规划提供，不在本次设计范围内。第六章 土建设计6.1建筑设计本工程建（构）筑物设计主要考虑满足使用功能方面的要求，结合厂区周围的环境及厂区内环境力求协调统一。建筑造型尽可能做到实用与美观于一体，艺术与技术为一体，采用简洁大方的立面处理，并统一色彩风格。使之与厂区已有建（构）筑物相呼应，形成融合的建（构）筑群体与环境的协调统一。6.2结构设计设计考虑使用荷载：一般房间：2KN/m2;设备间：5KN/m 2不上人屋面：0.50KN/m 2,上人屋面：2.0KN/m 216 结构方案各建筑物、构筑物结构设计见表 6-2-1 和6-2-2矿井水处理部分 表6-2-1序号建、构筑物名称结构形式1预沉调节池钢筋混凝土结构2综合车间彩钢结构3综合水池钢筋混凝土结构生活污水处理部分 表6-2-2序号建、构筑物名称备注1综合车间砖混结构2综合水池钢筋混凝土结构 材料砌体：砖采用 MU10 粘土砖，±0.000以上采用M7.5 混合砂浆，±0.00以下采用M10水泥砂浆。混凝土：建筑物现浇构件采用 C25；水池类构筑物现浇构件采用C30防水混凝土；抗渗标号不得低于 S6。钢筋：采用HPB235级（I）、HRB335级（Ⅱ）。钢筋采用Q235B，外露钢结构采用环氧高镀底漆，环氧中间漆及面漆涂刷。 抗震设计17设计满足《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010 的要求。18第七章 供配电、通讯设计7.1概述本工程属新建项目。7.2设计范围本工程以交流 380V进线电缆终端引至电源柜为界， 终端头以后部分为本工程设计范围，具体内容如下：全厂低压供电系统的设计；全厂建、构筑物动力及照明设计；全厂防雷接地系统设计；厂区电缆敷设；综合净水车间及构筑物电气设计；7.3供电系统及设置 供电电源与电压根据规范要求和污水处理厂的实际情况，本污水厂负荷等级为三级负荷。由煤矿相关部门负责从污水厂区附近的配电室直接引至厂区配电室电源进线柜，全厂用电设备均为低压负荷，故低压配电电压采用0.38kV/220VAC ，电压波动范围不超过正负 5%。 供电系统供电系统采用单母线单接线方式，电源引至配电室电源进线柜，当19进线柜负荷开关合上，即可给厂区 380/220V 用电设备提供电源。 防雷及接地配电室接地方式采用TN-C-S系统，电源柜、配电柜均可靠接地，并与室外接地网连接，接地电阻≤4Ω。所有电气设备正常不带电的金属部分均做接地保护。7.4全厂建、构筑物动力及照明设计动力配电系统由低压柜出线采用放射式供电方式，电缆供至各子项的就地控制箱、照明箱或直接供至用电设备。各子项设动力配电箱、控制箱，为该子项内的用电设备供电并控制其启停。电源采用380/220V 。动力箱、控制箱等落地安装或挂墙明装。室外部分的用电设备由室内集中设置的动力配电箱供给并控制其起停。设备附照明电源采用220V，由配电箱采用电缆直埋地引至照明配电箱，照明配电箱采用XRM301-5型。所有照明灯具采用节能型光源。 供电线路所有电缆导线采用铜芯。室外供电线路采用 YJV22-1.0 电缆，直埋地敷设。室内供电线路采用 YJV-1.0电缆或BV-0.5 型导线，穿管或20桥架敷设。照明线路采用 BV-0.5 型导线穿线管或 PVC管敷设。7.5全厂防雷与接地系统设计本系统接地采用TN-C-S接地系统，电源总进线做重复接地，从总配电箱以后N线PE线分开严禁混用。接地电阻不大于4Ω。所有电气装置正常不带电外露金属部分可靠接地。建筑物做总等电位联结，进出建筑物金属管道均应与等电位端子板连接。7.6全厂厂区电缆敷设由配电室至各单体配电线路沿电缆桥架或穿管敷设，过路及进出建、构筑物均穿钢管保护。7.7综合车间及构筑物电气设计 综合车间⑴动力配电系统在配电室设动力配电柜，作为本系统的所有配电控制之用。⑵照明配电系统配电室、加药间照明采用荧光灯，其余房间照明采用防水防尘型工厂灯具。⑶供电线路敷设所有电缆及导线采用铜芯。室内穿钢管埋地或沿墙暗敷设。21⑷接地所有电气装置正常不带电外露金属部分可靠接地。 构筑物电气设计（1）动力配电系统由配电室配电至所有用电设备。 电源采用 380/220V ，采用电缆穿管或直埋地至用电设备，在就地设操作箱。（2）供电线路敷设所有电缆及导线采用铜芯。穿管埋地或沿墙暗敷设。（3）接地本系统接地采用TN-C-S接地系统，电源总进线做重复接地，从总配电箱以后N线PE线分开严禁混用。接地电阻不大于4Ω。所有电气装置正常不带电外露金属部分可靠接地。22第八章 采暖通风设计8.1概述本工程主要为综合净水车间内各个辅助构筑物的采暖通风设计。8.2采暖热源污水处理站采暖热源由矿区采暖锅炉供给。8.3室外管网管道连接采用焊接。8.4室内采暖1、采暖热媒为区域锅炉房提供的 95℃-70℃热水，整个建筑采用一个系统，上供上回双管同程式，系统定压由锅炉房解决。2、钢支柱型散热器 GZ606,标准散热量为 206W／片，散热器均为落地明装。、系统分支处阀门采用：手动调节阀；散热器前加两通调节阀；管径同支管。系统入口处总回水管上设KPF型平衡阀。每组散热器上装跑风阀。、本系统中采暖管道采用热镀锌钢管，丝扣连接，地沟内采暖管道用玻璃棉管壳保温，保温厚度60mm。、采暖引入口装置详见：《05系列建筑标准设计图集》05N1-P13。、管道穿墙与楼板时应加钢套管，套管应比管道外径大6--8mm，套管穿墙时应与墙饰面相平，穿楼板时，底部与楼板平，上部高出地面2320mm，间隙用石棉水泥填充。8.5室内通风1、车间设排风系统，除加药间和储药间换气次数为8-12次/h，其他均为1次/h,自然补风。2、本说明未详述之处，均按有关施工及验收规范进行施工。8.6采暖热水管道施工、管道安装前，应将管内杂物除净。、管道水平安装时，其坡度为0.002，中间不得有存水（下凹）和存气（上凸）的可能。、供回水干管的变径要偏心连接，管顶平以利放气，管道支架间距和做法按规范中规定执行。、采暖管道、管件及支架刷两道红丹防锈底漆两道银粉漆。、系统安装完毕后，从小管端灌水进行系统冲洗，冲洗干净后进行水压试验，试验压力为内压力降不超过0.02MPa，不渗不漏为合格，试压合格后将系统内水放空。24第九章 机械设计9.1设计原则在满足构筑物工艺要求的前提下，设备选型力求经济合理，节省能耗。水处理设备采用技术先进、节省能耗、运行可靠的国产或进口设备，以确保水处理站的正常运行。机械设备均按成套考虑，包括就地控制箱，连接电缆等有效运行所必需的附件。控制方式采用就地及控制室集中控制两种方式。考虑污水的腐蚀性，淹没于水中的设备、部件所用材料用铸铁或碳钢防腐等耐腐蚀材料，平台以上部分为铝合金或碳钢。9.2设计指标机械设备的设计能力按工艺参数要求为准，并备有适当的余量，以确保工艺的设计要求。9.3设备选型矿井废水处理站各设备选型详见工艺设计。25第十章 节能设计10.1节能措施在本工程设计过程中，积极稳妥地运用新技术，既注重技术的先进性，又考虑技术的成熟性和实用性， 使本工程设计更为合理、更为节省、更为优化。具体表现为以下几方面：设计时提出了合理设计参数，如取值过高，会使构筑物及设备过大，形成“大马拉小车”，浪费能源。处理构筑物进行合理分组，适应水质、水量的变化。本工程处理构筑物一般分成若干组，低浓度或小水量季节可部分运行，以节约能源。水泵机组采用优质潜污泵或管道泵，效率高，能耗较低。综合反应池处理构筑物少，并且布置紧凑，大大减少了连络管渠的水头损失。全厂采用技术先进的微机测控管理系统，分散检测和控制，集中显示和管理，关键设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节运转台数或运行时间，不仅改善了内部管理，而且可使整个污水处理系统在最经济状态下运行，使运行费用最低。10.2节能效果通过采取以上节能措施后，水泵等设备机组效率提高能耗大大下降。26第十一章 环境保护及绿化11.1设计依据1《中华人民共和国环境保护法》 1989年12月26日2《中华人民共和国大气污染防治法》2000年4月29日3《中华人民共和国水污染防治法》 2008年6月1日4《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》 2005年4月1日5《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号98年11月《关于进一步做好建设项目环境管理工作的几点意见》国家环保局环监（93）第015号7《环境影响评价技术导则》 HJ/T2.1-2.3-93 及HJ/T2.4-9511.2采用的环境保护标准及范围）环境保护标准根据处理水的回用状况以及业主方的要求，执行下列评价标准：1矿井水处理站处理出水水质执行 《煤矿井下消防、洒水设计规范》中的井下消防、洒水水质标准和《煤炭洗选工程设计规范》 ;2厂界声学环境执行GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》Ⅲ类，工程施工期执行GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》；3恶臭气体执行GB14554-93《恶臭污染物排放标准》中的二级标；4大气环境执行GB3095-96 《环境空气质量标准》二级；275声学环境执行GB3096-2008 《城市区域环境噪声标准》Ⅲ类。）环境保护范围地面水环境本工程实现零排放。空气环境恶臭对空气环境影响范围为厂界及周边敏感区域， 使得厂界范围及周围敏感区域空气质量不受恶臭影响。噪声控制及保护范围为污水处理厂厂界及附近敏感点， 使厂界噪声排放达到GB12348-90 中的Ⅲ类标准，并使周围居民和其它敏感点不受噪声干扰。固体废弃物积极落实污泥的综合处理，按照甲方的要求进行处置。11.3主要污染源及污染物分析废气对周边环境的影响本工程处理的是矿井水，在处理过程中主要是物化处理，所以不会产生生化处理过程中的臭味气体，对整个厂区的环境没有任何影响。设备噪声的影响污水厂主要噪声来源于各种设备的运行噪声， 本工程中所有设备的28运行噪声场较低，故无需对噪声进行控制。污泥对环境的影响按照业主要求进行集中处置，保证整个的处理过程独立、卫生。29第十二章 劳动安全、卫生及消防12.1设计依据1《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》劳动部 1996年月4日2《关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定》 [劳字（1998）48号]3《国务院关于加强防尘防毒工作决定》 [国发（1984）97号]4《工业企业煤气安全规程》 [GB6222-2005]5《建筑物防雷设计规范》 [GB50057-94]6《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 [GB500058-92]7劳动安全卫生设计除以上法规外， 还须遵守当地有关部门的有关劳动安全卫生的规定。12.2主要危害因素分析本工程生产过程中产生的危害，包括有害气体、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声振动、触电事故、坠落及碰撞等各种因素。强腐蚀物质处理系统的消毒系统涉及到强酸和强碱， 具有强腐蚀行。操作时一定要有防护措施。30振动与噪声振动能使人体患振动病，主要表现在头晕、乏力、睡眠障碍、心悸、出冷汗等。噪声除损害听觉器官外，对神经系统、心血管系统亦有不良影响。长时间接触，能使人头痛头晕，易疲劳，记忆力减退，使冠心病患者发病率增高。火灾爆炸火灾是一种剧烈燃烧现象，当燃烧失去控制时，便形成火灾事故，火灾事故能造成较大的人员及财产损失。爆炸同火灾一样，能造成较大的人员伤亡及财产损失。一般来说，本工程火灾及爆炸事故发生的可能性较小。其它安全事故触电、碰撞、坠落、机构伤害等事故均对人身形成伤害，严重时可造成人员的死亡。12.3安全卫生防范措施防不良地质根据业主提供的地质资料认真分析，谨防此点。防暑31为防范暑热，采取以下防暑降温措施：在生产厂房采取自然通风或机械通风等通风换气措施。合理利用风向矿井水处理站设计中将辅助建筑物布置在厂区夏季风向的上风向，以避免风向因素的不利影响。减振降噪在生产过程中噪音较大的设备，设置消音器，并设置减振底座，并选用密闭隔音材料，经以上处理后噪音可大大降低。强振设备与管道间采用柔性连接方式，防止振动造成的危害。在总图布置中，根据声源方向性、建筑物的屏蔽作用及绿化植物的吸纳作用等因素进行布置，减弱噪声对岗位的危害作用。防火防爆在工艺设计中，在可能有燃爆性气体的室内设自然通风及机械通风设施。在厂房内设置相应的移动式灭火器。注：根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006，第条，耐火等级为一、二级且可燃物较少的戊类厂房可不设置室内消火栓，故本次设计不予考虑。其它为了防止触电事故并保证检修安全， 两处及多处操作的设备在机32旁设事故开关；1kw 以上的设备金属外壳作接地保护；设备设置漏电保护装置。为了防止机械伤害及坠落事故的发生， 生产场所梯子、平台及高处通道均设置安全栏杆，栏杆的高度和强度符合国家劳动保护规定；设备的可动部件设置必要的安全防护网、罩；地沟、水井设置盖板；有危险的吊装口、安装孔等处设安全围栏；在有危险性的场所设置相应的安全标志及事故照明设施； 同时要加强职工的劳动安全教育， 强化管理，严格按各岗位操作规程进行操作，避免意外事故的发生。33第十三章 工艺设备、土建清单13.1矿井废水工艺设备清单序号名称型号/参数单位数量备注1一级提升泵Q=25m3/hH=10m台64用2备N=1.5kw2附壁闸板阀FZ300台23桁车式刮泥机GYZ-3.0套24调节池排泥泵Q=10m3/hH=10m台32用1备N=0.75kw5污泥提升泵Q=15m3/hH=15m台32用1备N=1.5kw6过滤提升泵Q=50m3/hH=13m台32用1备N=4kw7反洗提升泵Q=50m3/hH=25m台2N=7.5kw8管道混合器GJ-150套2含加药9混凝剂加药装置YJB-PAC500L/h套2泵、溶药罐等含加药10助凝剂加药装置YJB-PAM500L/h套2泵、溶药罐等11絮凝沉淀一体化装处理量Q=50m3/h套268置12机械过滤器GL-25（Φ1800）套22413二氧化氯发生器有效氯产量400g/h台114离心脱水机LW-350台115污泥脱水加药系统YJB-PAM1