100吨每小时矿井水处理方案.docx
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100吨每小时矿井水处理方案
100t/h矿井废水处理系统
技术方案
2012年06月
一、项目概述
1.1项目名称
****开发有限公司100t/h矿井废水处理系统。
1.2项目概述
本工程为****开发有限公司矿井废水处理系统，设计规模：
100t/h。
本系统矿井废水包括煤矿矿井中的除尘、冲洗等废水，本系统要求经过合理处理后的回用作冲洗水。
煤矿矿井水中的主要污染物为悬浮物（SS），构成这些SS的主要是煤屑、岩粉、粘土等细小颗粒物，尤其是煤粉，其含量为几十到几百毫克/升。
而且煤粉能被重铬酸钾等强氧化剂氧化，显示有较高浓度的COD。
由于受到煤、废机油、乳化油等污染，矿井水中还含有一定量的油类。
针对煤矿矿井水采用以先进自清洗薄膜过滤器为核心处理单元的处理工艺，此工艺可处理高悬浮矿井水，并且配合混凝反应后更提高了处理不溶性有机物和细小悬浮物的去除，出水水质好，整套系统结构紧凑、自动运行、操作方便。
1.3项目技术要求
●处理系统能力：
100t/h;
●进水悬浮物浓度：
SS<1000mg/L
●出水悬浮物浓度：
SS<15mg/L;
1.4设计制造标准
1.4.1进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。
1.4.2国产设备的制造及材料应符合下列标准和规定的最新版本的要求（但不限于此）：
（1）《水处理设备制造技术条件》JB2932-1999
（2）《化工用不锈钢焊接钢管技术要求》HG20537.3-92
（3）《化工设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91
（4）《水处理用石英砂滤料》CJ24.2-88
（5）《水处理设备油漆、包装技术条件》ZBJ98003-87
（6）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
（7）《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384-92
（8）《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收标准》JBJ29-96
（9）《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ122-88
（10）《电厂用水处理设备质量验收标准》DL543-94
（11）接口法兰标准按照本项目《管道材料设计说明》执行。
1.4.3电器及工艺仪表符合下列标准和规定的最新版本的要求：
所选用的仪器及仪表均需通过ISO9001质量体系认证，为了保证系统的先进性、适用性和稳定性，系统进行设计、制造、测试和验收所遵循的质量标准、试验程序和规范均参照以下标准的最新版本：
GB中华人民共和国国家标准
IEC国际电工委员会
ISO国际标准化组织
IEEE美国电子和电气工程师协会
PROWAYC国际电工委员会工业过程数据公路标准
ANSI美国国家标准协会
EIA美国电子工业学会
RS-232C数据终端设备和使用串行二进制数据交换数据通讯设备之间的连接
ISA美国仪器仪表协会
ICS4用于工业控制设备和系统的端子板
ICS6国际电工委员会
CCITT国际电报与电信咨询委员会
CCIR国际无线电通信委员会
1.5设计范围
1．从废水进入处理界区至出水管出界区之间工艺设计；
2．各构筑物及配套设备设计；
3．污水处理站电气、控制设计；
4．各处理设施的高程布置；
5．总平面布置；
6．运行费用估算；
1.6设计原则
1．执行国家关于环境保护的基本国策，遵守国家有关法规、政策、规范和标准；
2．根据业主的要求，采用近、远期相结合，统一规划、分步实施的方针，使工程建设与公司发展相协调，逐步解决污水排放对环境造成的污染，最大限度地发挥工程的环境效益和社会效益；
3．考虑到节约场地和建设要求，采用技术先进可靠、高效节能、管理方便的污水处理工艺，在确保处理效果的前提下，尽量减少占地、降低运行费用；
4．妥善处理、处置污水处理过程中产生的污泥、废水，避免二次污染；尽量改善污水处理现场的视觉、嗅觉效果，选用国产先进、高效、节能、运行维护简便的污水处理设备，以节省能源，降低处理成本；
5．采用适合我国国情的、先进可靠的自动化控制系统，提高污水处理工艺的管理水平，降低劳动强度；监控仪表能运行稳定，维修方便，操作简便；
6．充分考虑污水处理系统配套的减振、降噪等措施，防止对周围环境的噪声污染。
二、设计方案的选择及说明
2.1煤矿井水特点分析：
煤矿矿井水中的主要污染物为悬浮物（SS），构成这些SS的主要是煤屑、岩粉、粘土等细小颗粒物，尤其是煤粉，其含量为几十到几百毫克/升。
而且煤粉能被重铬酸钾等强氧化剂氧化，显示有较高浓度的COD。
由于受到煤、废机油、乳化油等污染，矿井水中还含有一定量的油类。
2.3自清洗薄膜过滤器简介
针对于煤矿废水的特点本工艺设计采用自清洗薄膜过滤器，其具有结构简单、处理量大、反洗效果好、耐腐蚀性强、全自动运行、维修保养方便等。
自清洗薄膜过滤器的主体是由过滤机本体，滤芯，以及连接多滤芯的滤液管（或孔板）三部分组成。
对于高悬浮物的液体过滤系统，多采用滤液管结构。
过滤器主体外围由过滤进出水管线阀门，反冲洗进出水管线阀门，反冲洗进气排气管线阀门，出料管线阀门，对应的控制仪器仪表以及支架平台组成。
过滤器主体和外围部件组成了一个完整的过滤系统。
在自动程序的控制下，可以执行过滤流程需要的各种运行步骤。
自清洗薄膜过滤器的滤芯是过滤器的关键部件，对于过滤效果，反冲洗效率，滤饼收集及排放有着重要的影响。
滤芯由滤膜，六花瓣内撑，和升液管三部分组成。
花瓣内撑上有众多的竖向细槽，该细槽可以支撑滤膜并收集滤膜过滤下来的液体；内撑上有一系列纵向缝隙，该缝隙连接细槽和各瓣内部滤管。
花瓣内撑内部的六个滤管在内撑底部和升液管相通。
工作原理
过滤过程：
液体由过滤滤芯的外部透过滤膜，汇集到内撑上的沟槽，并依次通过细缝，瓣内管，升液管，最后由升液管上端流出。
滤膜在过滤压差的作用下紧贴花瓣内撑也呈花瓣状，液体中的颗粒被拦截在滤膜表面。
可以选择不同型号的滤膜以满足对过滤精度，过滤温度，过滤介质的需要。
反冲洗过程：
当压差或时间达到设定值时反冲洗液体在液压或气压的作用下由升液管上部向下高速流动，通过花瓣内滤管，细缝快速并均匀反冲洗滤膜。
滤膜在反冲洗水的作用下，由花瓣状快速膨胀为圆周状，杂质在反冲洗压力和滤布膨胀力作用下被清洗干净。
每组滤液管（多孔板）反冲洗时间大约10秒。
各组滤液管依次反冲洗。
滤饼收集程序：
在通常的反冲洗过程中，过滤截留的颗粒随反冲洗水流出，一般不由过滤器收集截留物。
对于需要由过滤器收集截留物时，自清洗薄膜过滤器可以在过滤和反冲洗过程中增加回流涂覆，过滤结束残液排放，滤饼清洗，滤饼吹干，滤饼爆破，滤饼排放等所有或部分步骤以达到收集不同要求的滤饼的目的。
自清洗薄膜过滤器优点：
Ø过滤精度高
自清洗薄膜过滤器滤芯采用高分子薄膜，常规过滤精度为3-50微米。
过滤精度根据过滤物料性质而确定，对于，没有实际应用经验的物料必须通过实验选定合适的滤膜。
Ø占地面积小
自清洗薄膜过滤器设备化设计，当过滤水量大时，可选用2500mm的滤膜滤芯，系统占地面积小。
Ø反冲洗耗水量少
自清洗薄膜过滤器采用气反冲，无需配反洗泵，利用分离器中现有的水排出浆料，反冲洗耗水少。
Ø反冲洗效率高
滤芯在反冲洗时，反冲洗水通过滤管上的细缝均匀分布，反冲洗滤布，反冲洗均匀，反冲洗效率高。
滤布在反冲洗时可以在水中迅速由花瓣状涨圆，大大提高了反冲洗效率。
Ø滤饼过滤模式提高过滤效率
对于很难过滤的颗粒，可以在常规过滤程序前增加循环过滤程序，还可以选择在过滤液中投加助滤剂等一起循环，等滤饼形成，出水达到要求时再进入正常过滤程序，滤饼过滤方法可以大大提高过滤效率，也可以解决纤维性杂质，粘性杂质的过滤去除。
三、工艺说明
3.1工艺流程图
管道混合器
自清洗薄膜过滤器
清水池
脱水外运处理
提升泵
矿井废水
人工格栅
集水池
空压机
回用水泵
回用点
混凝剂/絮凝剂
污泥泵
污泥浓缩池
污泥泵
板框压滤机
储罐
3.2工艺流程说明
（1）本工艺流程先将各排污点的污水汇集至集水池，在进入集水池之前首先经过人工格栅，将污水中大体积的固体垃圾去除，避免对后续输送水泵造成堵塞和损坏。
（2）集水池中的水由输送泵输送至自清洗薄膜过滤器。
在进过滤器之前加入混凝剂/絮凝剂将煤矿水中的细小悬浮物絮凝成较大的絮体，更容易过滤去除。
系统中配置管道混合器进行药剂混合。
加药絮凝后废水进入系统核心单元---自清洗薄膜过滤器，通过滤芯上滤膜的机械拦截作用，将废水中的悬浮物拦截分离，干净的水则透过滤膜进入滤芯内部被收集后汇集至过滤器出水管，此时已是清澈透明的可回用水了。
自清洗薄膜过滤器采用压缩空气进行自动反洗，不消耗清水，是非常节水节能的过滤器。
（3）自清洗薄膜过滤器截留在滤膜上的悬浮物逐渐成为滤饼，当滤饼达到一定程度，过滤器自动进入反冲洗状态，在压缩空气的反冲下，滤饼破碎掉落，可通过排泥口排出罐体，由污泥泵输送至污泥浓缩池。
污泥浓缩池的污泥由污泥泵输送至板框压滤机进行脱水处理。
三、处理单元详细描述
3.1集水池
功 能：
收集废水，调节水量，均匀水质。
设计参数：
根据来水水量波动情况进行设计，业主自备。
设备配置：
提升泵、液位开关
控制描述：
每台泵设手动/自动控制切换。
自动控制时提升泵由浮球开关连锁控制自动启停。
3.2混凝加药系统
功 能：
投加混凝剂/絮凝剂让废水中的细小悬浮物能絮凝成较大悬浮物，同时可以通过絮凝作用吸附去除部分COD。
设计参数：
投加量10-50mg/L。
设备配置：
配药箱、计量泵、管道混合器、液位开关
控制描述：
每台泵设手动/自动控制切换。
自动控制时计量泵和提升泵联动，同时受配药箱液位计控制。
3.3自清洗薄膜过滤器
功 能：
截留废水中的悬浮物和非溶解性有机物，降低废水的SS和COD。
设计参数：
单台过滤流量：
35t/h台，过滤精度：
10μm
设备配置：
自清洗薄膜过滤器3台，空压机1台，储气罐1个。
控制描述：
PLC控制各工序时间，根据运行情况可以自由设定时间参数。
运行描述：
自清洗薄膜过滤器一个运行周期分为以下工序，分别如下：
Ø充液排气：
系统初始运行期烛式过滤器内存有空气，需将过滤器内空气排出；
Ø过滤产水：
连续进水，连续产水，产水进入清水池；
Ø气水反洗：
向滤芯反向吹入压缩空气，将管道和滤芯中的水反向冲洗滤膜，将滤布中堵塞物逆向冲出；
Ø排渣：
将滤渣从过滤器底部排出；
3.4清水池
功 能：
收集产水，由回用水泵输送至回用点。
设计参数：
根据业主对水用点水量稳定性要求而定,如果要求不高,可配置0.5-1小时停留时间即可。
设备配置：
回用泵、液位开关
控制描述：
每台泵设手动/自动控制切换。
自动控制时回用水泵由浮球开关连锁控制自动启停。
3.5污泥处理系统
功 能：
收集污泥,并进行脱水处理。
设计参数：
污泥浓缩池储泥时间一般设计为1天。
设备配置：
污泥输送泵、板框压滤机、液位开关
控制描述：
每台泵设手动/自动控制切换。
自动控制时污泥浓缩池污泥泵由浮球开关连锁控制自动启停；自清洗过滤器的排泥泵由PLC自动控制。
四、系统配置清单
序号
设备名称
规格及型号
数量
品牌
备注
一
主要设备
1
格栅
材质：
SS304
形式：
人工格栅
外形尺寸：
400×400mm
安装角度：
60度
1套
2
调节池提升泵
流量：
100m3/h
扬程：
32m
功率：
15kw
材质：
FC
2台
川源机械
1用1备
3
管道混合器
DN150
长度1.5m
材质：
FC
4台
4
混凝剂加药系统
1套
混凝剂药箱
容积：
1000L
材质：
PE
1台
计量泵
流量：
80L/h
泵头材质：
PVC
2台
安度实/米顿罗
1用1备
药箱搅拌器
配套药箱设计
材质：
SS304
1套
5
絮凝剂加药系统
容积：
1000L
材质：
PE
2台
药箱搅拌器
配套药箱设计
材质：
SS304
2套
计量泵
流量：
120L/h
泵头材质：
PVC
2台
安度实/米顿罗
1用1备
6
自清洗薄膜过滤器
单套处理量35t/h
直径：
1900mm
高度：
2600mm
材质：
碳钢
过滤精度：
10um
3套
7
空压机
排气量：
1m3/min
排气压力：
0.7Mpa
电动机：
7.5kw
1套
如果现场有压缩空气可以不配（0.4-0.6Mpa）
8
储气罐
容积：
3m3
材质：
碳钢
1个
9
回流泵
流量：
100m3/h
扬程：
25m
功率：
11kW
材质：
FC
1用1备
2台
川源机械
确切扬程根据回用工况定
11
污泥输送泵
形式：
气动隔膜泵
口径：
11/2”
壳体材质：
铝合金
隔膜材质：
氯丁橡胶
4台
WEILI（美国WILDEN国产品牌）
2用2备
14
厢式脱水机
过滤面积：
80m2
容积:
1200L
电机功率：
2.2kw
1台
上海大张
二
仪表
1
电磁流量计
DN150
4-20mA输出
1台
威尔泰
2
压差开关
0.3Mpa
3套
3
液位开关
形式：
浮球开关
材质：
PP
要求：
防爆
9套
凡宜
4
磁翻板液位计
低液位开关量输出
配药箱使用
2套
宏浪
三
控制部分
PLC控制器
1套
西门子
主要电器元件
1套
施奈德
四
系统管阀件
UPVC,CS
1套
五
安装调试
1套
五、运行成本
5.1电费
表5.1动力配置表
序号
设备名称
工作数量
安装数量
单机功率（KW）
装机功率（KW）
运行
功率（KW）
运行
时间
备注
1
调节池提升泵
1
2
15
30
15
24h/天
1用1备
2
空压机
1
1
7.5
7.5
7.5
1h/天
3
回用水泵
1
1
11
22
11
24h/天
1用1备
4
污泥脱水机
1
1
2.2
2.2
2.2
16h/天
5
搅拌器
3
3
0.25
0.75
0.75
12h/天
6
加药泵,控制系统
1
1
24h/天
9
合计
63.45
37.45
10
每天消耗功率
699.7kWh
假设当地工业用电0.5元/度
0.5×699.7=349.85元/天
5.2药剂费
序号
化学药剂
使用量
单价
使用费用
备注
1
PAC
72kg/d
2元/kg
144元/d
混凝
2
PAM（阴）
2.4kg/d
16元/kg
38.4元/d
混凝
合计
182.4元/d
5.3滤膜更换费用
共300个滤袋，使用时间1-2年，单个费用200元，日更换费：
（300*200）/365=164.4元/天
5.4吨水运行费用
（349.85+182.4+164.4）÷（100*24）=0.29元/吨
六、系统配套
6.1电源
220VAC/380VAC/50hz/1φ，65KW
6.2气源（如果有起源，可以不配空压机）
仪表用净化压缩空气，压力0.5~0.6MPa，流量200L/min，指标如下：
最大含尘浓度≤1mg/m3
最大粒径≤1um
压力露点≤-20℃
最大含油量≤1mg/m3。
6.2.2工艺气源：
除尘用净化压缩空气，压力0.6~0.7MPa，流量2m3/min指标如下：
最大含尘浓度≤1mg/m3
最大粒径≤1um
压力露点≤-20℃
最大含油量≤1mg/m3。
七、设备监造（检验）和性能验收试验
7.1设备检验和验收
7.1.1在产品生产过程中，从原材料进厂经中间产品到最终产品的各个阶段均将按照国家有关标准和企业标准进行检验和验收。
7.1.2产品生产过程中的主要阶段的检验和验收供方可邀请需方安排人员参加，需方方可视具体情况决定派员参加或不参加。
7.1.3最终产品供方将通知需方派员验收，验收人员可以依据本技术规范书的规定对任何与本产品生产和检验有关的档案进行检查，如发现质量问题，供方进返修直至产品达到规定的质量要求。
7.1.4制造厂内需方的验收不做为最终产品合格的保证，产品最终将通过现场调试和运行考验而通过验收。
7.1.5开箱检验
（1）设备运抵现场后，需方将通知供方在一定时间内到达现场进行开箱检验。
（2）如果需方在规定的时间内未能到达现场，又未同需方协商到达工地时间，则需方可根据工程需要自行开箱检验，如发现设备、部件与装箱单不符等情况，供方承担责任。
7.2性能考核及验收
供方在完成系统安装后，将在需方的监督下，按其要求的程序进行试运转，由需方的职员进行操作，并进行所有必要的试验来证实设备情况良好，且符合规范书要求，在试验后，设备即可交付需方方作正常运行用。
7.2.1整个系统及设备的性能测试在安装结束后两星期内进行，连续运行24小时，测试结果满足本规范书中所述技术要求。
7.2.2各类机械设备的性能在运行后的十二个月内发现的缺陷，都可认为是供方的设计或制作不当引起的。
7.3设备验收指标
表7.1设计出水指标
序号
指标
要求
1
pH
6-9
2
SS
≤15mg/L
八、工作范围及技术服务
8.1工作范围
，进行安装、分部调试和启动，并负责解决合同设备在安装调试中发现的制造质量及性能等有关问题。
表8.1供、需双方详细工作范围
序号
工作内容
供方
需方
1
设备单元设计
√
2
制造
√
3
材料测试
√
4
性能试验
√
√
5
设备出厂前清洁工作
√
6
设备出厂前油漆
√
7
设备内部涂层
√
8
设备外部涂层
√
9
设备最终油漆
√
10
设备包装
√
11
设备标记
√
12
设备附件
√
13
设备维护用具
√
14
安装及测试用工具
√
15
按合同交货
√
19
工具和装配
√
20
贮存及移动
√
21
安装及技术指导
√
22
开箱验收
√
√
23
安装（内部动力及控制系统）
√
24
装置就位
√
√
25
技术指导
√
26
起动技术指导
√
27
仪表正常投运
√
28
现场测试及人员
√
√
29
性能校正
√
30
灌浆
√
31
斜铁、地脚螺栓
√
32
仪表校正
√
√
33
质量保证及控制
√
√
8.2供方现场技术服务
，供方要追加人日数，且不发生费用。
（1）遵守法纪，遵守现场的各项规章和制度；
（2）有较强的责任感和事业心，按时到位；
（3）了解合同设备的设计，熟悉其结构，有相同或相近机组的现场工作经验，能够正确地进行现场指导；
（4）身体健康，适应现场工作的条件。
8.2.4供方派到现场服务的技术人员应是有实践经验、可胜任此项工作的人员。
8.2.5需方有权提出更换不符合要求的供方现场服务人员，供方应根据现场需要，重新选派需方认可的服务人员。
九、售前服务内容、售后服务体系及承诺
**的服务理念是“一切以用户利益为己任”，为用户提供全程服务。
本公司建立了完善的质量控制文件，对售前、售中和售后中的每个过程都有详细的控制流程规定，确保为客户提供精确完备的服务。
全程服务内容简介请见下图。
全程服务
售中服务
售前服务
售后服务
技术咨询服务
现场信息收集
处理料液分析
提供解决方案
方案分析讲解
小试实验
中试实验
详细设计
技术澄清
技术文件提交
制造、安装
调试、验收
技术培训指导
运行数据分析
运行指导
定期维护
质保期免费维修
终身成本保修
9.1售前服务
本公司设有专门面向客户的市场部，可去现场深入了解客户现有问题，进行初步分析判断，并提供初步解决方案。
如果客户现场问题复杂，必要时会派设计或研发工程师到客户现场了解问题并进行交流。
公司拥有自己的研发中心、分析实验室和齐全的小、中试试验设备，能为客户提供及时详细的处理料液水质分析和实验验证。
公司的设计部会根据客户信息、水质分析结果和实验结果为客户提供详尽的针对性解决方案和系统设计。
并为客户提供详细的解决方案讲解和分析。
9.2售中服务
我们为客户提供从设计、制造、安装、调试和培训等一条龙的技术服务。
在完善的质量控制体系下，项目执行过程中的每一个环节都要通过严格的审核和验证后才能放行，确保系统整体运行能达到质量承诺和客户要求。
具体服务如下：
●设计对接、澄清和确认；
●符合合同要求的系统设计、采购、制造、检验；
●提供完整的设计文件、操作手册、检验报告、产品合格证、等各种证明资料；
●提供确保货物安全的包装、运输；
●整套系统安装、调试；
●提供理论培训、技术指导、现场培训等服务，确保操作人员和相关人员掌握系统操作和日常维护，并能判断常见故障和排除方法。
●其他客户要求的合理服务要求。
9.3售后服务
**公司提供从设计、制造、安装到最后的调试服务。
**公司保证：
自签署验收报告之日起，系统设备12个月，**公司按合同规定执行“三包”。
**公司的服务理念是“一切以用户利益为己任”，我们不但为用户提供最优质的工程服务，还为客户提供最优质的售后服务。
**公司拥有一大批专业售后服务工程师和施工技术人员随时为客户提供各种服务。
若系统运行故障，**公司在接到业主方电话通知4小时内给予答复，48小时内售后服务人员到达现场。
9.3.2服务内容：
1、整个工程质保期内及质保期外的定期系统维护；
2、运行数据的分析及相应的运行指导；
3、意外事故的系统诊断及恢复；
4、其他相关配套服务。
9.3.3质保期内售后服务费用
在质保期内如设备无法正常运行，**公司将负责维修或更换，此维修或更换费用由**公司承担。
但此服务不包括顾客未按**公司提供的书面说明书操作、误操作以及其它人为原因造成的损坏，也不包括易损件的更换。
9.3.4质保期外售后服务费用
质保期外，**公司提供免费的技术咨询、故障分析和远程指导等服务。
如果需要提供现场维修和更换部件，**公司承诺只收取成本服务费和材料费，不以此作为赢利手段。
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