洗煤厂技改项目三废治理设施升级改造工程设计方案.docx
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洗煤厂技改项目三废治理设施升级改造工程设计方案
洗煤厂技改项目三废治理设施升级改造工程
设计方案
1简述
1.1项目名称
xx市xx区xx贸易有限公司洗煤厂技改项目三废治理设施升级改造工程
1.2建设单位
xx市xx区xx贸易有限公司
1.3设计单位
xx环境工程有限责任公司
1.4建设地点及设计内容
地点：
xx市xx乡小屯村
内容：
xx市xx区xx贸易有限公司洗煤厂污废水、固体废物、大气污染、噪声的三废治理设施升级改造、厂区绿化方案设计
1.5设计原则
①贯彻执行国家关于环境保护、清洁生产的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。
②设计所选处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、便于管理及维护、高效节能、经济合理，确保处理效果，减少工程投资及日常运行费用。
③在工程用地范围内，总平面布置力求经济、合理，并充分利用土地。
在便于施工、便于安装和便于维护的前提下，使近期工程各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，使工程环境和周围环境协调一致。
④避免造成二次污染。
⑤为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件。
⑥设施建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与周围景观相协调。
⑦在确保达标排放的前提下，充分利用原有处理设施，尽可能降低整改工程造价。
1.6设计依据及标准
1）、《中华人民共和国环境保护法》（1989）；
2）、《中华人民共和国大气污染防治法》（2000）；
3）、《中华人民共和国水污染防治法》（2008）；
4）、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2004）；
5）、《中华人民共和国环境噪声污染环境防治法》（1996）；
6）、《中华人民共和国清洁生产促进法》（2003）；
7）、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
8）、《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）；
9）、《鼓风曝气系统设计规程》（CECS97-1997）；
10）、《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）；
11）、《污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）；
12）、《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）；
13）、《清洁生产标准煤炭采选业》（HJ448-2008）；
14）、《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）；
15）、《大气污染物综合排放标准》（GB/16297-1996）；
16）、《一般工业固体废弃物储存、处置场污染控制标准》（GB/18599-2001）；
17）、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
18）、《工业与民用电供配电系统设计规范》（GB3095-96）。
1.7投资估算及统筹方式
序号
项目
投资
备注
1
废水处理工程投资
2825800.00
2
粉尘防治工程投资
2110800.00
3
噪声防治工程投资
1485280.00
4
固体垃圾处理工程投资
1155000.00
5
厂区生态绿化投资
240000.00
6
总计
.00
以上合计工程总投资为：
柒佰捌拾壹万陆仟捌佰捌拾元整（小写
.00元），其中申请环保专项资金贰佰伍拾万元（小写2500000.00元），其余资金由企业自筹解决。
2水污染治理设计
2.1工程分析
xx市xx区xx贸易有限公司洗煤厂污废水来源主要有：
精煤压滤机（滤液）煤泥水、耙式浓缩机（溢流）煤泥水、尾煤泥压滤机（滤液）煤泥水及地坪冲洗水和生活污水。
根据贵州大学2011年11月《xx区xx贸易有限公司洗煤厂（技改）环境影响报告书》：
xx市xx区xx贸易有限公司洗煤厂精煤压滤机（滤液）煤泥水、耙式浓缩机（溢流）煤泥水、尾煤泥压滤机（滤液）煤泥水产生量约为339.17m3/h，主要污染物为SS、COD、石油类物质。
车间地坪冲洗水约为1.2m3/h（19.2m3/d）主要污染物为SS、COD、石油类物质，生活污水产生量约为0.75m3/h（12m3/d），主要污染物为：
SS、COD、BOD5、NH3-N。
根据现场调查及生产需要精煤压滤机（滤液）煤泥水、耙式浓缩机（溢流）煤泥水、尾煤泥压滤机（滤液）煤泥水需全部进入洗煤生产线循环水池循环使用不外排，并修建事故水池防止污水事故风险的发生。
由于xx贸易有限公司洗煤厂所处区域处于缺水地域，因此生活污水及车间地坪冲洗水需处理后回用于厂区的除尘和绿化用水。
2.2废水水质
该项目生活污水主要厨房、卫生间等地方排放，污水中含有粪大肠菌群、有机物、固体悬浮物等污染物。
根据业主提供的资料及参考同类型企业的污水水质情况，确定该企业排放污水水质如下表（表中pH值无单位，其余单位均为mg/L）：
原水水质表
序号
污染物名称
浓度
序号
污染物名称
浓度
1
pH
6～9
5
SS
≤300mg/L
2
COD
≤350mg/L
6
NH3-N
≤50mg/L
3
BOD5
≤180mg/L
7
P
≤10mg/L
4
动植物油
≤20mg/L
8
LAS
≤20mg/L
2.3排放标准
根据环保政策及洗煤厂实际情况，处理后出水可达到《污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）。
2.4工艺的选择
2.4.1、主体工艺的选择
由于区域经济的差异，不同地方对环境保护的要求也有一定的差别，该类型污水可以采用一级处理或二级生化处理。
一级处理为消毒处理，投加ClO2、NaClO等杀灭粪大肠菌群等致病微生物、病毒，主要控制指标为粪大肠菌群，适用于环保要求不高的企业污水处理；二级处理为生化处理+消毒处理，利用微生物的新陈代谢作用降解污水中COD、BOD等污染物，然后消毒灭菌，主要控制指标为BOD、COD、SS、NH3-N、粪大肠菌群等，使污水污染物排放值完全达到国家和地方一级排放标准。
根据本项目要求，该生活污水处理工程应采用二级生化处理，要求出水污染物指标达到《农田灌溉水质标准》（GB5048—2005）标准。
故本方案采用二级生化加二级过滤与消毒结合处理的方法。
为了保证排水达标，本方案生化采用A-O法（兼氧—好氧）处理工艺，兼氧工艺可以在短的停留时间和相对高的水力负荷下获得较高的悬浮物去除率，同时改善、提高污水的可生化和溶解性，以利于后续好氧的处理工艺，同时该工艺对氨氮有很好的去除效果，污水中的可溶性有机氮经过硝化菌（好氧菌）的消化作用，反硝化菌（兼氧菌）的反硝化作用转化为氮气，从污水中去除。
生物接触氧化法为生物法中成熟的处理工艺（通过外加氧气），利用好氧菌对污水中有机物的降解作用达到去除有机物的目的，而磷的去除是在生化过程中被微生物作为营养消耗一部分，剩余部分与投加的PAC反应生成磷酸铝沉淀，可确保出水中磷含量小于0.5mg/l。
接触氧化法有如下优点：
1）生物接触氧化法可以适应不同浓度的有机污水；2）生物接触氧化法对水质波动具有较强抗冲击性；3）生物接触氧化法所需停留时间（HRT）较短，SS、BOD、COD和氨氮等去除率高；4）运行性能稳定，产生剩余污泥量少，降低了运行费用。
2、消毒工艺选择
消毒是水处理的重要工序，根据传染病防治法的有关规定和2000年6月由建设部、国家环保总局、科技部联合发布了“关于印发《城市污水处理及污染防止技术政策》的通知（建城）［2000］124号）”中规定“为保证公共卫生安全，防止传染性疾病传播，城市污水处理应设置消毒设施。
”因此污水处理站必须考虑和设置消毒设施。
污水处理站常用的消毒方式有：
氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。
氯消毒应用广泛，运行费用低，操作简便，但会产生异味，操作不当会引起环境的二次污染。
紫外线消毒操作安全、不会产生有害物质，有益于环境；系统简单、占地少。
臭氧消毒比较安全，运行费用高，臭氧消毒很少用于污水处理。
因此本方案采用紫外线消毒法。
2.4.2工艺流程如下
2.5工艺说明
生活废水经过格栅处理去除大部分悬浮物；然后进入一体化地埋式设备隔油调节池，污水在隔油池中被去除大部分漂浮于水面的油脂后，在调节池内调节水量、调匀水质，然后经提升泵提升至水解酸化池，水解酸化池内挂有生化填料，通过吸附在填料上的兼氧细菌的吸附水解作用，降解污水中有机污染物，提高污水的生化可降解性，然后再进入接触氧化池，在罗茨鼓风机曝气状态下，池内微生物通过好氧作用将水中污染物质分解消化，将有机物降解为水和二氧化碳，使水质得到净化。
接触氧化池出水经过投加混凝剂和絮凝剂并充分搅拌后，在斜管沉淀池中进行泥水分离，沉降下来的污泥一部分由污泥泵回流至水解调节池和接触氧化池，剩余污泥排入污泥浓缩池，用污泥泵打入污泥干化池进行干化脱水，清液回流至调节池，污泥经消毒后外运处理。
沉淀池出水经过二级过滤池过滤后，进行消毒处理，达标回用。
2.6设计参数及设备
2.6.1格栅一座
结构：
设置在排水渠中，分粗细两道，前为粗格栅，后为固定细格栅，格栅的安装角度为60°，两格栅的宽度都为500mm，粗格栅栅条间距为20mm，细格栅栅条间距为12mm。
人工捞渣。
配置：
粗细格栅各1道
2.6.2隔油调节池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1.5m×2.5m×3.0m
停留时间：
4h
配置：
废水提升泵2m3/h,12m,0.75kW2台（1用1备）
2.6.3兼氧池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1.0m×1.5m×3.0m
停留时间：
1.5h
配置：
曝气搅拌系统1套
混合液回流系统（回流比100-300%）
2.6.41、2级接触氧化池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1.0m×1.5m×3.0m
1.0m×2.0m×3.0m
停留时间：
5h
配置：
曝气系统1套
曝气风机0.75kw1.20m3/min
2.6.5斜管沉淀池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1m×1.5m×3.0m
停留时间：
2h
配置：
排泥系统1套PAM、PAC加药系统1套
2.6.6过滤池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1m×1m×3.0m
配置：
2-3#石英砂过滤系统1套
2.6.7消毒，脱氯池一座
结构：
地埋式钢混结构
规格：
1m×1m×3.0m
2.6.8操作控制间
规格：
4.0m×3.0m砖混结构
2.6.9搅拌系统
本设计的废水处理反应送需要的搅拌均采用鼓风搅拌，包括：
各混凝反应槽、以及药剂配置槽，由于鼓风机具有一定压力，鼓风管道会有一定温度，因此水面以上鼓风管道采用镀锌钢管，以利散热并防止热变形，水下鼓风管道采用PVC管，利于防腐。
2.7、高程设计和总图布置
2.7.1高程布置原则：
污水经一次提升后以重力流至各后续处理构筑物，尽量减少提升高度节约能源。
2.7.2水处理构筑物的水位确定：
根据水头损失计算，依次推算改造工程各处理构筑物的水位标高。
2.7.3总图布置：
考虑各管道维修方便，设备管理方便，考虑污泥运输的方便，布置各构筑物，考虑把产生噪声的设备放置在构筑物中间进行隔离。
2.8土建设计
2.8.1设计依据
1、遵循的主要设计规范、设计依据：
（1）《建筑地基基础设计规范》（GB17-89）；
（2）《砌体结构设计规范》（GBJ3-88）；
（3）《砖结构设计规范》（GB10-89）；
根据废水处理的工艺要求，所建构筑物和辅助生产建筑物分废水处理构筑物和辅助生产建筑物部分。
2.8.2结构设计
1工程概况
1）本工程室内地坪标高±0.000相当于黄海高程1000米。
2）本工程建筑结构的安全等级为二级，耐火等级为二级。
3）本工程为砖混结构的地下水池建筑，本工程设计使用年限为50年，本工程设计基础等级为丙级。
4）本工程为环境类别，上部结构为一类，基础为二类。
5）本工程砌体施工质量控制等级B级。
2建筑抗震：
本建筑抗震设防烈度为6度（0.05g），建筑抗震设防类别为丙类建筑，抗震设防分组为第一组，建筑场地类别为Ⅳ类，框架抗震等级四级。
3设计依据
《建筑结构可拿度设计统一标准》（GB50068-2001）
《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-95）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《砌体结构设计规范》（GB5003-2001）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
4荷载
1）基本风压0.45KN/m2，地面粗糙度B类。
2）基本雪压0.4KN/m2。
3）材料
（1）混凝土：
垫层为C10，其余为C30。
混凝土抗渗等级为S8。
（2）砌体：
±0.000以下砌体为MU15机制标准黏土实心砖，M10水泥砂浆。
±0.000以上砌体为MU10非承重孔心砖，孔洞率超过35%，M5混合砂浆。
5地基与基础
1）本工程基础采用毛石混凝土整板基础。
2）本工程地耐力无资料报告。
2.9自控设计
2.9.1电气与自控
污水处理站电源电压为380V和220V；操作室设电控柜一台。
污水处理的控制方式充分自动控制技术，实现操作人员管理，生产过程管理，设备管理和安全管理的有机统一，优化控制方式，节约能源，减轻操作人员的劳动强度，提高生产率。
机械设备尽量配套供应就地控制箱，对动力设备的控制分为自动与手动两种方式。
污水处理厂生产运转环境较潮湿，所有电气设施配备及其布置将根据环境按有关规定要求实施。
电动机（主要为水泵和鼓风机）控制方式可根据工艺要求采用集中控制和就地控制相接合的控制方式。
照明配电设施选配，将根据国家工业企业照明设计规范标准进行，并考虑污水处理厂设有多个露天水池的特点，对厂区照明加设水池监察照明。
接地系用变压器中性点直接接地的低压电气系统。
接地采用TN－C－S系统。
2.9.2用电负荷
序号
名称
规格型号
数量
厂家
1
废水提升泵
2m3/h,12m,0.75kW
2台（一备一用）
2
加药泵
0.5m3/h,12m,0.37kW
6台（三备三用）
3
污泥回流泵
5m3/h,12m,0.75kW
2台
5
罗茨鼓风机
1.2m3/min,49KPa,1.5Kw
2台（一备一用）
6
自控设备
非标
1套
2.9.3装机容量：
废水处理站的动力负荷主要有废水泵类、鼓风机、污泥脱水机、二氧化氯发生器等；总功率为8.22KW，常运行功率4.11KW。
2.9.4继电保护：
变压器及高压进线回路，三相定时限过流保护及电流速断保护，过负荷保护；过电流保护；电流速断保护。
2.10运行费用估算
2.10.1电费F1
设备全部运行总功率为：
8.22KW，常运行功率4.11KW,电费按照0.50元/度计算。
每处理1吨废水的电费为4.11×0.50÷5=0.41元/吨水。
2.10.2药剂费F2
每处理一吨废水用PAC20g,按照当前市场价格2.0元/kg计算；用PAM5.0g，按照当前市场价格20元/kg计算，消毒消毒每处理1吨废水的电费为:
0.10元/吨水
2.10.3人工费F3
人工费可让清洁工兼职，节省费用。
2.10.4废水处理工程运行费用
综合以上可知：
本废水处理系统运行费用F为：
F=F1+F2+F3=0.41+0.10+0=0.51元/吨水
以上废水处理费用根据理论计算及工程经验估算的药剂投加量，仅供参考，实际费用与废水浓度、药剂有效成分、价格有直接关系，具体投药量各厂会有所适当波动，由调试决定。
2.11废水处理工程投资估算
序号
名称及规格型号
单位
单价（元）
金额（元）
备注
设备及材料部分
1
格栅
2道
800
1600
废水收集管及施工
2km
50
100000
2
废水提升泵QW40
2台
3600
7200
3
废水提升管网Dn50-25mm
1批
3000
3000
4
转子流量计LZS-25-32
3套
700
2100
5
浮液位计SMK-3或同性能产品
2套
500
1000
6
污泥回流泵QW40
2台
3800
7600
7
混合液回流系统
1套
6900
6900
8
污泥回流管网DN32
1批
4000
4000
9
风机3L-40
2台
10000
20000
10
加药磁力泵14CQ-5
4套
3600
14400
11
PAC,PAM加药系统
2座
3500
7000
12
油漆及配件
1批
8000
8000
13
电控系统
1台
18000
18000
14
组合填料及支架
8立方
1600
12400
15
斜管及支架
1套
9800
9800
16
过滤填料及支架
1套
12000
12000
17
配药清水系统
1套
6000
6000
18
一体化污水处理设备
1套
330000
330000
19
污水处理站及设备房土建
1台
34800
34800
20
煤泥水处理系统
1套
1800000
1800000
21
事故水池及泵站建设
1套
400000
400000
22
监测及验收费用
20000
T
设备材料总价
投资总额：
贰佰捌拾贰万伍仟捌佰元整
3大气污染治理设计
3.1工程分析
粉尘是影响选矿厂高效安全洁净生产的主要因素之一，它不仅污染环境，对原料本身也是一种损耗，对周围居民及工人的健康极为有害，同时也会加快设备的磨损，并使产品质量下降，当xx种粉尘颗粒达到一定浓度时还会引起爆炸。
洗煤厂的粉尘从组成来看主要是由煤粉和其它粉状物组成,物料特性属于粘性材料,从存在状态上看可分为干粉尘和湿粉尘,干粉尘一旦破裂后又会造成二次污染。
洗煤厂胶带转运点处产生大量煤尘。
由于无法对落下的煤尘进行清扫,煤尘二次飞扬严重,从洗煤的具体加工工序说,以搬运、筛分及其清理等产生粉尘最多。
造成系统污染严重的原因有：
来煤含水量低（当煤的含水量低于6%时,煤尘飞扬严重）；产尘点没有通风除尘设备,粉尘不能得到有效控制；转载点、栈桥地面和一些卫生死角落煤堆积，产生二次粉尘飞扬；胶带机运行不正常（跑偏、密闭不严）造成胶带落煤严重。
从以上分析可以看出，产生煤尘的关键是各转运点落煤产生的大量扬尘，其次是筛子本体粉尘外溢及转运点、栈桥地面和一些卫生死角的煤产生二次粉尘飞扬。
3.2抑制粉尘方法介绍
针对洗煤厂粉尘的特性一般采用的抑制粉尘扩散的方法有：
（1）密闭控制：
将产尘点用密封罩封住。
可分为：
局部密封、整体密封和密闭小室几种。
（2）消除高度势能差：
搬运设备的料斗、防护罩、溜槽等因粉料落差所产生的高度势能差，是产生粉尘外溢飞扬的主要原因，应尽量减少落差，减少溜槽滑槽的倾角,有些密闭室最好造成负压,这样才有利于粉尘的收集。
（3）排风系统：
最常见的去除室内粉尘的方法，其主要目的不是除尘,而是排除室内废气。
根据煤流系统粉尘产生的原因,可以分别制定控制尘源的对策：
当外运来煤水分低于6%时,在胶带转运点处设置喷雾装置,控制水量加湿外来煤,可极大地降低筛分车间!
转载点的煤尘污染；当转载点特别是输煤地下建筑通风不良时,应采用离心风机,强制通风,加强排尘风速、风量；当胶带运转抛煤产尘时,采用布袋除尘器负压排风控制尘源。
3.3工艺设计
该洗煤厂的生产粉尘主要来自于原煤堆场、原煤输送、分级与破碎工序产生。
生产粉尘可以通过密封及定点喷水抑制。
由于产区道路属于敞开空间，相对面积较大，车辆进出时的随机性很大，密闭的可行性较低，人工喷水的工作量较大，且效果不大。
因此为降低厂区道路粉尘对环境的影响和保障工作人员的健康，对厂区道路实行PLC控制-红外和温度感应的自动喷雾系统，以降低粉尘对环境和人员的影响。
PLC控制-红外和温度（时间）感应喷雾系统的主要原理为在厂区主要干道和产尘点布置环状的给水管线和水幕喷头，当环境温度（根据调试决定）达到一定的当量值之后，温度（时间）感应器驱动PLC中央控制系统启动水幕喷头对厂区道路进行水幕喷淋，增加道路的湿度，控制粉尘的产生，其次在车辆通行容易产生粉尘的地方设置红外线感应器，当有车辆通行时红外感应器驱动PLC中央控制系统启动水幕喷头对扬尘点进行水幕喷淋，控制粉尘的产生。
3.4PLC控制-红外和温度（时间）感应喷雾系统设计参数
3.4.1清水池
结构：
地埋式砖混结构
规格：
4.0m×4.0m×3.0m
配置：
高压清水泵3m3/h,12m,0.75kW2台（1用1备）
3.4.2PLC、红外中央控制系统
规格：
1500mm×1200mm
配置：
SL-6000C变频控制器
3.4.3精密过滤器
规格：
ф1500mm×800mm
滤值：
100目
3.4.4水幕喷头
规格：
Dn25
材质：
铜
3.4.5管网系统
规格：
Dn50-25
材质：
铝塑
3.5粉尘防治工程投资估算
序号
名称及规格型号
单位
单价（元）
金额（元）
备注
设备及材料部分
1
高压泵
2台
8200
16400
2
清水池
40000
40000
3
PLC控制系统
2台
79000
158000
4
管网Dn50-25mm
1批
15000
15000
5
流量计
2套
1400
2800
6
电磁开关
10套
2500
25000
7
电控系统
1台
9800
9800
8
红外感应器
30套
4500
135000
9
温度感应器
30批
4000
120000
10
水幕喷头
30套
500
15000
11
立柱
4套
3600
14800
12
线网
1套
5000
5000
13
配件辅材
1批
10000
10000
14
支架
1台
18000
18000
15
精密过滤器
1台
16000
16000
16
原煤、精煤、中煤密闭仓
1套
1000000
1000000
17
运输机防尘
1套
320000
320000
18
矸石场防尘
1套
160000
160000
19
监测及验收费用
30000
T
设备材料总价
投资总额：
贰佰壹拾壹万零捌佰元整
4噪声污染治理设计
4.1工程分析
本项目的高噪声设备主要有原煤破碎机、分级筛、旋流器、脱水机、浮选机、胶带输送机等，要达到预防和控制ⅱ级以上噪声性耳聋的目标，应采取两级预防措施。
一级预防主要是改进工艺，改造机械结构，提高精密度。
对室内噪声，可采用多孔吸声材料（玻璃纤维、矿渣棉、毛毡等），使用得当可降低噪声5分贝～10分贝。
装置中心控制室采用双层隔音玻璃隔声，加大压缩机机座重量，对机泵、电机等设备设计消声罩。
另外，用橡胶等软质材料制成垫片或利用弹簧部件垫在设备下面以减振，也能收到降
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