正旺矿井水设计方案.doc

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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

33

目录

前言 1

第一章总论 2

1.1项目名称 2

1.2项目规模 2

1.3处理站进出水水质 2

第二章设计依据、原则和内容 3

2.1设计依据 3

2.2设计原则 3

2.3设计内容 4

第三章矿井废水处理工艺设计 5

3.1水质分析 5

3.2工艺流程的确定 5

3.3方案特点 7

第四章工艺参数设计及设备选型 8

第五章总图说明 14

5.1总图布置 14

5.2竖向设计 14

5.3运输设备 14

5.4其它 15

第六章土建设计 15

6.1建筑设计 15

6.2结构设计 15

第七章供配电、通讯设计 17

7.1概述 17

7.2设计范围 17

7.3供电系统及设置 17

7.4全厂建、构筑物动力及照明设计 18

7.5全厂防雷与接地系统设计 19

7.6全厂厂区电缆敷设 19

7.7综合车间及构筑物电气设计 19

第八章采暖通风设计 21

8.1概述 21

8.2采暖热源 21

8.3室外管网 21

8.4室内采暖 21

8.5室内通风 22

8.6采暖热水管道施工 22

第九章机械设计 23

9.1设计原则 23

9.2设计指标 23

9.3设备选型 23

第十章节能设计 24

10.1节能措施 24

10.2节能效果 24

第十一章环境保护及绿化 25

11.1设计依据 25

11.2采用的环境保护标准及范围 25

11.3主要污染源及污染物分析 26

第十二章劳动安全、卫生及消防 28

12.1设计依据 28

12.2主要危害因素分析 28

12.3安全卫生防范措施 29

第十三章工艺设备、土建清单 31

13.1矿井废水工艺设备清单 31

13.2矿井废水土建设备清单 31

第十四章投资估算 32

14.1矿井废水工艺设备清单 32

14.2矿井废水土建设备清单 33

14.5投资估算总表 33

前言

煤炭是我国的主要能源，随着我国国民经济和科学技术的发展，我国要消耗大量的煤炭。

但是在煤炭开发和利用的同时，也带来了一系列的环境和生态问题。

其中，矿井水是煤炭工业具有行业特点的污染源，量大面广，我国煤炭系统每年矿井水的排放量约为20亿m3，既造成水资源的大量浪费，也无法实现我国目前循环经济的目标。

据统计我国40％的矿区严重缺水，已严重制约了煤炭工业的发展。

山西水资源较为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。

随着矿区对煤炭资源大规模的开发，地下水严重超采，地下水位大幅下降，地表水系全面污染。

因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。

随着山西煤炭工业的不断发展，各煤炭集团对环境的保护重视程度也随之增强。

针对矿井水特有的水质特点，结合山西煤矿矿井水处理及回用的先进技术和经验，编制了本设计方案。

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

项目

悬浮物含量

悬浮物粒径

pH

总大肠杆菌

粪大肠杆菌

标准

≤30mg/L

＜0.3mm

6.5～8.5

每100mL中不得检出

每100mL中不得检出

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：

2.2.1．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；

2.2.2．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；

2.2.3．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；

2.2.4．尽量采用二次污染少，低噪音处理设施；

2.2.5．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；

2.2.6．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：

2.3.1．各处理站工艺设计，工艺流程图及详细说明；

2.3.2．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。

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

结合各工艺单元的分析，确定本项目的工艺流程见下图：

絮凝剂

混凝剂

矿井废水

管道混合器

加药装置

预沉调节池

管道混合器

污泥

脱水机

污泥池

絮凝沉淀一体化装置

中间水池

机械过滤器

消毒

回用水池

图3-1矿井废水处理工艺流程图

业主回用

3.3方案特点

3.3.1．工艺完善、技术成熟、功能稳定可靠；

3.3.2．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；

3.3.3．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。

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。

1、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

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

2、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）

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

3、矿井水处理综合车间

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；

（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