煤矿矿井水技术方案.docx
《煤矿矿井水技术方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿矿井水技术方案.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
煤矿矿井水技术方案
目录1
第一章工艺技术说明4
1.1项目概况4
1.2处理规模4
1.3工程范围4
1.4工程内容4
1.5设计依据5
1.6设计进出水水质6
1.7工程内容8
1.8设计原则8
第二章处理工艺简介9
2.1污水处理站现状及存在问题9
2.2本项目废水特点9
2.3工程改造方案10
2.4工艺优势11
2.6工程主要设备设计参数13
2.7工艺设备材质19
2.8工艺设备电气、仪表及自控19
第三章项目管理21
3.1采购管理21
3.2过程管理21
3.3材料清单21
3.4检测与检验22
3.5文件管理22
3.6现场文明管理23
第四章施工准备25
4.1材料准备25
4.2现场准备25
4.3测量工作准备25
第五章施工组织设计27
5.1施工指导思想及部署27
5.2施工组织28
5.3施工顺序32
5.4质量目标33
5.5施工工期33
5.6施工临时设施布置33
5.7劳动力组织33
5.8主要施工机具设备需用量计划34
第六章主要施工方法35
6.1工艺管道工程35
6.2设备安装36
第七章调试、验收37
7.1调试37
7.2验收39
第八章施工进度40
8.1施工进度总体安排40
8.2施工进度计划40
8.3工期保证措施40
8.4技术保证措施41
第九章质量保证计划及措施43
9.1质量保证计划43
9.1质量保证措施44
第十章成本控制46
10.1采取组织措施控制工程成本46
10.2采取技术措施控制工程成本46
10.3采取经济措施控制工程成本46
第十一章安全及文明施工措施48
11.1总体要求48
11.2成立项目安全生产领导小组48
11.3指导思想48
11.4具体措施49
11.5现场施工用电50
11.6现场文明施工措施51
11.7环境保护及扬尘治理措施52
11.8消防保卫措施53
第十二章售后服务55
12.1培训55
12.2售后服务55
附表57
附表一：
拟投入本工程的主要施工机械设备表58
附表二：
拟配备本工程的试验和检测仪器设备表59
附表三：
劳动力计划表60
附图61
1、水处理系统工艺流程图61
2、电气控制系统图61
3、设备布置图61
4、工艺管道布置图61
第一章工艺技术说明
1.1项目概况
根据《关于印发水污染防治行动2017行动计划》（晋政发〔2017〕35号）、《山西省“十三五”环境保护规划》、《吕梁市水污染防治工作方案》（吕政发[2016]11号）和环境保护局《关于煤矿矿井废水达标排放的通知》（柳环发2017年4号）等文件的要求，矿井水外排需满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中的III类标准，某煤矿现有矿井水处理站出水水质不能够满足现有环保要求。
根据招标工程技术任务书，某煤矿需对现有矿井污水处理站进行提标改造，处理后出水水质需达到或优于《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）表1中的Ⅲ类水质。
1.2处理规模
根据实地调研及招标文件要求，某煤矿矿井水处理提标改造工程处理规模为110m3/h。
1.3工程范围
从中间水池1接入新增工艺直至外排的全套系统的设计、材料设备供应、制造、施工、调试及验收。
1.4工程内容
结合矿井水回用及排放的实际情况及本工程的具体要求，经过认真研究，编写了本次矿井污水处理站提标改造工程项目的方案。
工程将采用设计、施工、设备采购总承包交钥匙工程做法，并承诺协做到以下几点要求：
1、污水处理站建设完成后要保存完整的工程竣工图纸及管网系统图，并交档案管理部门管理。
2、施工期间加强污染防治，合理安排工期，制定保障措施，避免施工期间发生突发性污水事故。
3、竣工后，保证经业主环保部门认可的有资质的环境监测部门，按照招标文件中要求的指标检测合格（监测方案须经业主环保部门认可），并取得国家环境监测管理部门出具的合格验收监测报告。
4、工程竣工后，我方要对操作人员进行培训，并提供工艺流程图、各项操作规程、环保标识等。
5、竣工后，及时收集项目设计书、污水站平面布置图、管网分布图、验收监测报告等相关技术资料，作为项目验收中的依据。
6、工程质量要求：
优良
7、工程工期：
响应甲方要求
我公司根据招标文件中本项目出水技术要求，结合业主实际情况，经过多次分析讨论，在类似工程取得大量数据的基础上，编写了本项目污水处理工程投标方案。
1.5设计依据
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《水污染防治行动计划》（国发［2015］17号）
《山西省水污染防治工作方案》（晋政发［2015］59号）
《山西省水污染防治目标责任书》和《水污染防治行动计划考核规定（试行）》（环水体［2016］179号）
《山西省人民政府办公厅关于印发山西省水污染防治2017年行动计划的通知》（晋政发［2017］35号）
《吕梁市水污染防治工作方案》（吕政发[2016]11号）
《地表水环境质量标准》GB3838-2002
《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002
《室外给水设计规范》GB50013-2006
《建筑给排水设计规范》（2009版）GB50015-2003
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范》CECS1382002
《城镇排水自动监测系统技术要求》CJ/T252-2007
《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T19923-2005
《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002
《污水综合排放标准》GB8978-2002
《城镇污水处理厂工程质量验收规范》GB50334-2002
《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-2008
招标文件
1.6设计进出水水质
根据建设单位提供的水质监测报告（水样取自中间水池1），进水水质主要为总氮、石油类超标，氟化物指标波动，出水水质为《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）表1中的Ⅲ类水质，具体水质情况见下表。
表1-1设计进水出水水质表
序号
监测项目
检测结果
Ⅲ类水标准限制
1
水温（℃）
18.3
--
2
PH值
7.47
6—9
3
DO（mg/L）
8.02
≥5
4
氨氮（mg/L）
0.373
1.0
5
高锰酸盐指数
2.2
6
6
COD（mg/L）
17
20
7
BOD5（mg/L）
2.8
4
8
总磷（mg/L）
0.09
0.2
9
总氮（mg/L）
2.48
--
10
六价铬（mg/L）
0.005
0.05
11
氰化物（mg/L）
ND
0.2
12
挥发酚（mg/L）
ND
0.005
13
阴离子表面活性剂（mg/L）
0.07
0.2
14
硫化物（mg/L）
ND
0.2
15
石油类（mg/L）
0.71
0.05
16
氟化物（mg/L）
0.91
1.0
17
铜（mg/L）
ND
1.0
18
锌（mg/L）
ND
1.0
19
铅（mg/L）
ND
0.05
20
镉（mg/L）
ND
0.005
21
汞（mg/L）
ND
0.0001
22
砷（mg/L）
ND
0.05
23
硒（mg/L）
ND
0.01
24
粪大肠菌群（个/L）
940
10000
注：
根据环保部《地表水环境质量评价办法（环办[2011]22号文件附件）》，总氮作为参考指标单独评价。
1.7工程内容
本工程为兴无矿矿井污水处理站提标改造项目总承包，包括矿井污水处理站工程设计、设备材料供货、设备安装、系统调试和运行、人员培训、工程验收及相关技术服务等总承包交钥匙工程。
1.8设计原则
1、严格遵守国家、地方和行业的法规、标准及有关规定；
2、设计方案符合工程要求，并且污染因子去除率高，污水处理成本低，可用性、可靠性、维修性与维修保养性好，占地面积小、投资省、运行安全可靠；
3、采用技术先进可靠、经济合理、高效节能、自动控制、操作方便的水处理工艺，确保水处理效果；
4、工艺流程紧凑，占地面积小；
5、保证污水处理效果好、工程投资省、方便管理维护、运行费用较低。
第二章处理工艺简介
2.1污水处理站现状及存在问题
山西某煤矿有限责任公司地处山西省县庄上镇庄上村，隶属国际能源集团有限公司，为山西省县的支柱企业之一。
目前某煤矿的矿井水处理工艺为：
图2-1兴无矿原工艺流程图
现有工艺能够满足原水质要求，但根据山西省最新规定，矿井水外排需满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中的III类标准。
根据现场调研，处理站的超滤、反渗透设备在2012年施工完成后一直未投入使用，也没有进行任何保养维护，膜系统已完全损坏，因此，现有设备及工艺已不能满足环保要求，需对现有工艺及设备进行改造。
2.2本项目废水特点
根据甲方提供的资料及对处理类似矿井水项目经验分析，本项目废水具有如下特点：
1、总氮和石油类超标，且石油类超标较为严重；
2、间断的有氟化物超标；
2.3工程改造方案
我司综合考虑该废水的特点及处理站现有设备的工况，结合我公司本身的特色和专长，提出一套工艺流程简单、技术先进可靠、处理效率高、处理效果稳定的处理工艺。
本工程设计从中间水池1开始进行提标改造工程，利用现有提升泵将污水从中间水池1提升到除氟过滤器（除氟过滤器为新增设备，设计参数：
∅2800×4000mm），除氟过滤器出水进入活性炭过滤器（活性炭过滤器为原有设备，参数：
∅2500×4000mm），然后用超滤给水泵（现有，共计两台）将活性炭过滤器出水送至超滤陶瓷膜系统（超滤陶瓷膜系统为新增设备，膜池尺寸为3000×3000mm，采用玻璃钢制作，超滤陶瓷膜系统位于原超滤系统，因此施工时需原超滤系统有由甲方拆除），超滤陶瓷膜系统出水采用出水泵（新增设备）排入清水池。
反洗泵和加药系统利用原有设备，由于超滤陶瓷膜系统需要气水反冲洗，因此本工程还需增设风机一台及配套管线。
改造后的工艺流程为：
图2-2改造后工艺流程图
2.4工艺优势
超滤膜处理工艺为现阶段矿井水提标改造的主流成熟工艺，能够确保出水水质稳定达到我省要求的特别排放限值（地表Ⅲ类标准）。
针对本工程的水质特征（COD、氟化物、石油类超标），对有机超滤膜和无机陶瓷膜进行如下对比：
有机超滤膜：
由于本工程石油类超标严重，有机超滤膜容易发生堵塞，引起膜材质的改变和老化，降低使用寿命，缩短使用年限，无形中增加了成本，目前很多采用该工艺的煤矿矿井水处理系统已经均处于停机和崩溃状态。
且有机超滤膜如不使用，必须润湿和药剂养护，并且需要定期更换药剂，除增加养护成本外，还对操作人员的技能水平要求较高，如操作不当可能导致有机膜损坏失效。
无机陶瓷膜：
无机陶瓷膜为陶瓷骨架，表面为100-200纳米级别的镀膜，更符合矿井水的污染物的构成。
无机陶瓷膜对煤粉煤渣类无机物拦截效果非常好，对石油类污染物及二价离子均有较好的拦截效果，对粪大肠杆菌更有将近100%的拦截率。
无机陶瓷膜为无机膜，具有耐酸碱、耐冲洗、耐高温低温等优势，在我国广泛的应用于自来水厂作为确保饮用水水质一道重要工序。
无机陶瓷膜在清洁状态下不需要任何药剂养护，拥有更长的使用寿命和更佳的通量。
图2-1陶瓷膜产水示意图
方案所采用的陶瓷膜也称GT膜，是以无机陶瓷原料经特殊工艺制备而成的非对称膜。
陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。
无机陶瓷膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机高分子材料，它能把流体分隔成不相通的两个部分，使其中的一种或几种物质能透过，而将其它物质分离出来。
膜分离技术以其高效、节能、环保和分子级过滤等特性，已广泛地应用于医药、水处理、化工、电子、食品加工等领域，成为本世纪分离科学中最重要技术之一，被公认为21世纪最重大产业技术之一的膜技术，是一种新兴的绿色工业科技。
建立于无机材料科学基础上的无机陶瓷膜具有聚合物分离膜所无法比拟的一些优点：
耐高温，可实现在线消毒；化学稳定性好，能抗微生物降解。
对于有机溶剂、腐蚀气体和微生物侵蚀具有良好的稳定性。
机械强度高，耐高压，有良好的耐磨、耐冲刷性能；孔径分布窄，分离性能好，渗透量大，可反复清洗再生，使用寿命长。
陶瓷超滤膜的最大特点就是孔径选择范围大，能够采用10-200nm的孔径，膜过滤能截留极为微小的有机物，它能够在常温的情况下进行分离，运用的能耗较低，水的利用率高。
陶瓷超滤膜属于一种无机分离膜，目前占这个领域的80%，能够对物质进行精密过滤分离，所以受到了人们的青睐，目前随着膜技术的不断提升，精密分离膜的研制已经成为了一个独立的发展趋势。
所以，陶瓷超滤膜技术在物质分离中的应用趋势仍然在不断的提升中。
尤其是德国生产的无机陶瓷膜，更是在全世界领域内生产技术占领先地位，在加拿大梅丽莎湖饮用水项目、沙特阿拉伯海水淡化等项目上取得了不菲的成绩。
2.6工程主要设备设计参数
1、除氟过滤器
除氟过滤器是新增设备，利用活性氧化铝滤料进行吸附除氟处理。
含氟水经过比表面积较大的活性氧化铝吸附过滤层。
在一定的条件下，水中氟离子被吸附生成难溶解的氟化物而被除去，其反应式如下：
R2SO4+2F－=R2F2+SO42－，吸附剂失效后，用硫酸铝溶液进行再生，以恢复其吸附能力。
通过计算，改造后其设计参数如下：
直径：
2800mm
滤速：
6.0m3/（m2•h）
反洗强度：
10L/（m2•s）
反洗历时：
10min
反洗周期：
24h（可调）
数量：
3台
设备性质：
改造利用，并每个除氟过滤器旁配备一个再生罐，直径350mm的硫酸铝溶液罐，浓度1%-2%。
2、活性炭过滤器
活性炭过滤器是利用原有多介质过滤器进行改造，将原过滤器中的滤料更换为活性炭滤料，利用新的滤料进行吸附性能去除污水中的微量石油类等有机物、色、臭等。
活性炭是一种很细小的炭粒有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。
这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与污水中（杂质）充分接触，当这些杂质碰到毛细管被吸附，起净化作用。
通过计算，改造后其设计参数如下：
直径：
2500mm
3、超滤处理系统
超滤一体化处理系统是集膜过滤、反洗、消毒于一体，采用自动控制，具有净水效果好、运行稳定、工艺布置紧凑合理、管理操作方便等特点。
陶瓷膜的主要参数见下表：
（1）前段过滤采用除氟过滤器+活性炭过滤器两级过滤，确保氟离子稳定≤1mg/L，后续设备的更高效稳定运行；
（2）经超滤处理系统净化后，出水悬浮物含量SS≤1mg/L，石油类≤0.05mg/L，浊度≤0.2NUT，SDI≤2。
（3）超滤陶瓷膜与有机膜相比具有如下优势：
1）运行条件范围广，相比有机膜，运行温度范围宽，可适应更复杂的污水，且出水效果基本保持一致。
2）日常运行管理维护费用低，运行动力费用低，清洗药剂使用量少等，备用件日常不需养护，膜质量不受保存时间影响。
3）由于其耐腐蚀、抗污染能力强，抗微生物能力强，不易堵塞，出水效果随运行时间变化很小。
4）使用寿命长，常规有机膜使用2-3年左右由于膜的老化变性就需更换，本方案采用的无机陶瓷膜保守使用寿命10年，如考虑设备折旧，则比常规有机膜具有更高的性价比。
4、膜池
活性炭过滤器出水进入膜池，池底设有陶瓷膜组器，经活性炭过滤器过滤后的水进入膜池，然后在产水泵的抽吸作用下通过陶瓷膜，滤过液经集水管汇集后排出。
通过膜的高效截留过滤作用，大部分细菌及污染物均被截留在膜池中。
由于膜池的设置及创造的条件，使得陶瓷膜能够平稳高效的运行。
膜池设计参数如下：
设计停留时间：
8min
池体净尺寸：
L×B×H=3m×3m×2.5m
结构型式：
玻璃钢
最高水位：
2.200m
最低水位：
0.400m
有效水深：
2.2m
计算容积：
22.5m3
实际停留时间：
10min（符合要求）
5、超滤进水泵（原有）
流量：
125m3/h
扬程：
33.8m
功率：
30kW
数量：
2台
安装位置：
综合设备间
6、超滤产水泵（新建）
流量：
120m3/h
扬程：
24m
功率：
15kW
数量：
2台
安装位置：
综合设备间
7、超滤反洗水泵（原有）
流量：
240m3/h
扬程：
38m
功率：
30kW
数量：
1台
安装位置：
综合设备间
8、超滤反洗气冲风机（新建）
型式：
罗茨风机
风量：
400m3/h
风压：
60KPa
功率：
15kW
数量：
1台
安装位置：
综合设备间
9、自控系统（新建）
智能控制系统，可视液晶显示屏，实现无人值守。
10、主要设备清单
表2-1主要设备清单汇总表
序号
名称
规格与型号
单位
数量
品牌
备注
1
除氟过滤器给水泵
Q=125m3/hH=30mP=18.5kW
台
2
原有
2
除氟过滤器
∅2.8×4.0m
台
3
山西
3
活性炭过滤器
∅2.5×4.5m
台
3
原有
4
超滤给水泵
Q=125m3/hH=33.8m
P=30kW
台
2
原有
5
膜池
3.0×3.0m
座
1
山西
6
陶瓷膜
材质：
无机陶瓷膜
膜通量：
260L/m2h以上
过滤精度：
200nm
使用年限：
10年以上
m2
410
德国ItN
陶瓷膜
7
产水泵
Q=120m3/hH=24m
P=15kW
台
2
山西
8
反洗水泵
Q=240m3/hH=38m
P=30kW
台
1
原有
9
风机
Q=400m3/hP=60KPa
15kW
台
1
山西
10
加药系统
套
2
原有
11
PLC控制柜
2200*800*400mm
2.0mm厚碳钢喷塑
台
1
西门子
12
电气柜
2200*800*400mm
2.0mm厚碳钢喷塑
台
1
西门子
13
电气仪表
1批
1
国产优质
14
管道阀门
1批
1
国产优质
2.7工艺设备材质
1、改造工艺设备材质为Q235，设备采用环氧沥青漆防腐，使用年限可达20年以上，膜系统采用陶瓷结构，使用寿命达10年。
2、膜池采用玻璃钢结构，确保整体工程使用年限可达30年以上。
3、提升泵、过滤泵、反洗泵、加药泵等，属于易损件，使用年限可根据实际运行情况进行更新。
4、本着节省费用的原则，污水处理站原有的管道、阀门等设施，根据实际情况进行更新。
2.8工艺设备电气、仪表及自控
本方案供电按三级负荷设计,单回路供电,电压为380/220V。
从处理站现有电源接入。
设置独立电表、用电控制保护系统。
水处理工艺系统通过PLC芯片控制系统的开启与停止运行。
本方案工程低压配电系统接线方式采用放射式与树干式相结合的方式，对单台容量较大的负荷或重要负荷配电系统接线方式均采用放射式供电。
动力配电柜及控制箱要求防护等级符合相应的标准。
线路敷设：
电缆或导线均穿管埋地敷设或沿电缆桥架敷设，电缆及穿管截面见系统图。
埋地穿管敷设的管线管口比设备基础高100mm，凡升出地面的管端均应加装防水弯头。
照明设计：
照明系统利用原有照明。
自控设计：
本方案采用的自控系统设计为PLC全自动运行操作控制，由液位控制器、电磁阀、变频系统，自控柜等部分组成。
系统分为两种控制方式：
单元联锁自动方式和手动操作方式。
本系统可确保实现系统的智能化运行，人工定期维护。
本套控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。
手动操作方式：
主要用于应急或检修，以保证水处理的需要。
自动操作方式：
正常工作时采用的方式，其主要工作过程不需要人员干预，故障自动切换，全自动运行，具备无人值守功能。
本套控制系统是集机械、电子等控制于一体的新型机电一体化控制系统。
它根据自动接收、传输信号，经过控制柜自动控制水处理设备的运转，使水处理系统始终保持正常、合理、经济的最优化运行状态。
而且由于其合理的设计，可大大延长设备的电器、机械寿命。
本套控制系统功能齐全，设备具有手动、自动操纵方式，可实现各水池高低水位报警、并具有自检、故障保护功能和极强抗干扰能力。
第三章项目管理
3.1采购管理
（1）采购执行部门对所有涉及制作、计划和收贷所有事情负责，该部门由以下成员组成：
采购人员、材料管理人员。
（2）执行部门应当准备采购说明和质量保证要求，并送交供货方，同时还要复核和认可供货方提供的材料，质量负责人准备质量保证标准并分发，还要审核供货方的质保程序。
（3）收货检验及审核供货方的质保能力由项目的负责人委托专职质检员负责。
（4）采购执行部门负责协调发货并监督发货方汇报生产进度。
3.2过程管理
（1）为确保每道工序都能满足质量要求，建立了一个过程控制系统：
1）无条件的执行这些质量管理程序
2）部件和组装件应当检查，以防止损坏，仅当部件和组装件完全满足质量要求时，才能转入下一道工序
3）采用合格的焊接
（2）关于变更的修改应当坚决彻底执行。
（3）过程控制系统应当是有效的，并完全符合相应的标准、规则、规范。
3.3材料清单
（1）项目质量负责人将保证所收到的材料、零部件符合购货的要求。
材料、部件和组装件要进行严格的制作检验，建立适用于本工程检验程序，以保证不合格材料、原部件可及时被识别，确保该批材料、零部件符合要求方可用于下一道工序。
材料易于确认、分隔和分放，以防止安装时误用。
（2）所有收到的钢材随带各自的材料试验证明，并交由项目质量负责人检验其尺寸、材料标准、质量、机械性能等，这些试验证书须由认可的检验机构批准核查。
（3）钢材还应带有各自证明书上相对应的标志。
（4）焊接材料应符合GB17—89标准并附带生产许可说明。
（5）螺栓应带有材料证明。
所有与规格不相符合的材料应作不合格材料处理并分隔放置。
3.4检测与检验
（1）项目质量负责人应建立能够及时发现包括标高和定位误差质量情况的检验和测试工艺。
（2）项目质量负责人应按照业主要求的规格和可适用的规则包括收货标准制定检测标准，并分发至各施工工段，制订标准时应指定检测的项目。
（3）项目质量负责人应复验关键的记录和其他有关检验记录以及材料证明的记录，并检验合同说明的与同类部门认可和认证过的所有质量要求。
（4）项目总工如有必要应制定一份施工指导书作为检查和测试工艺的补充。
1）、检验设备应具备足够和可靠性，在使用前要校准和维修。
2）、质安员应当与总包单位、
升级会员 