Bnfzcw13 污染防治措施及其经济技术论证.docx
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Bnfzcw13污染防治措施及其经济技术论证
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一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了..
|-----郭敬明
第13章污染防治措施及其经济技术论证
13.1废水处理措施及其经济技术论证
13.1.1生活污水处理措施的论证
13.1.1.1处理规模
杨营矿井为确保生活污水达标处理并回用，设计中在工业场地内建立一座污水处理站，处理能力为300m3/d。
由水量平衡分析可知，生活污水产生量为208m3/d，设计处理能力尚有一定的余量，比较可靠。
13.1.1.2污水处理工艺比选
本矿井工业场地的生活污水既有城市生活污水的一般特点，也具有自身的特殊性。
它主要来自单身宿舍、行政办公楼、浴室、洗衣房和车间等用水场合。
从周围其它矿井的生活污水类比调查结果来看，本矿井周围地区工业场地污水中BOD5为40~70mg/l，COD为90～180mg/l，与一般典型生活污水水质（BOD5为200mg/l左右，COD为400mg/l左右）差别较大。
其原因主要为煤矿生活用水量偏大，并且以洗涮为主，浴室排水占生活污水的比重较大（占到40～60%），浴室排水中有机物含量较低；煤矿工业场地经济成份也比较单一，没有城市中多有的轻工、食品、饮食等有机物排放大户，水质相对于城市污水要简单。
从已运行的老的矿区中发现，生活污水多采用传统活性污泥法和氧化沟工艺。
但运行实践经验证明，活性污泥法和氧化沟存在着运行成本较高、污泥产滤高等缺点。
同时，由于污水的浓度较低，难以形成活性污泥和生物膜，给污水处理站的管理和运行造成很大困难，致使部分污水处理站不能正常运转。
因此本项目设计采用二级生物接触氧化处理工艺——二段接触氧化池法（简称二段法）处理工业场地生活废水。
各工艺比较详见表13.1-1。
表13.1-1二段法与活性污泥法和氧化沟工艺技术经济比较
项目
活性污泥法
氧化沟工艺
二段接触氧化池法
投资（元/m3）
1400
1600
900
生产成本（元/m3）
1.01
1.08
0.45
运行费用（元/m3）
0.85
0.81
0.35
占地（m2/m3）
100～130
130～150
60～80
续上表：
电耗（kW·h）/m3
0.4～0.7
0.3～0.8
0.2～0.45
污泥产率
高
高
低
污泥稳定性
不稳定
较稳定
稳定
是否污泥回流
是
是
否
水力负荷
低
低
高
耐冲击能力
不好
一般
好
水力停留时间（h）
4～8
15～20
1～1.5
脱氮除磷效果
不好
能脱氮除磷
有去除NH3-N能力
出水水质
一般
好
好
自控程度
一般
自控程度高，费用高
自控程度高，费用低
运行情况
不稳定，易污泥膨胀
较稳定
稳定
13.1.1.3污水处理工艺概述
二段生物接触氧化法（二段法）将传统的生物接触氧化池分为二段：
第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主，能够去除污水中70%～80%的有机物，称为吸附合成期；第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水水质，称为氧化分解阶段。
由于进行了分段，可充分发挥同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，故处理效率大大提高。
二段法采用的是四池联壁式组合结构，由四个水池构成，按水流顺序分别为一段接触氧化池、一沉池、二段接触氧化池、二沉池，这样既节省了占地和土建费用，又能方便操作管理和运行维护，并能减少水头损失，使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅。
同时，二段法在第二段接触氧化池前后各设一座接触沉淀池，除能够截留污水中的悬浮物质外，还能将一段和二段完全分开，使其各自成为独立系统以充分发挥各自的效能。
其具体工艺见图13.1-1。
格栅
集水池
污水
吸粪车定期外运
污泥池
二段接触氧化池
回用
预曝气调节池
图13.1-1工业场地生产生活水处理工艺流程图
13.1.1.3污水处理工艺特点
1、无污泥回流
二段法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物，它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。
由于填料上老化的生物膜会不断脱落，从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性，所以不需污泥回流。
又由于生化组合池设有二次接触沉淀池，它能够高效截留和分离污水中的悬浮物质，故也无需再设二沉池。
2、污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定
与活性污泥法和氧化沟工艺相比，二段法虽然容积负荷高，但污泥产量较低，主要是因为：
a.氧化池内的微生物链比较完整和稳定；b.微生物内源呼吸进行得较充分，合成物质被进一步氧化；c.生物填料内部存在缺氧和厌氧区，能部分分解、转化有机物。
在活性污泥法中容易产生膨胀的菌种（如丝状菌）在二段法中不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解、氧化能力强的特点，但其沉降性能差，在曝气池中易随水流出。
由于二段法的第一段以生物吸附合成为主，且生物负荷和活性很高，对第二段起到了缓冲和保护作用，因此在BOD5、毒物、pH值冲击下生物膜受到的影响较小，而且恢复很快、出水水质好、运行稳定。
3、水力停留时间短，具有脱氮功能
二段法的生化组合池总停留时间一般控制在1.0～1.5h，比活性污泥法（4～8h）和氧化沟工艺（15～20h）的要短得多；二段法还具有去除NH3-N的功能，对于一般的生活污水其去除率能达到50%～80%。
4、工艺流程简洁、设备少、工程投资低由于二段法没有污泥回流，也就不需设污泥回流泵房；又由于生化组合池除阀门外没有其他设备，所以整个二段法工艺流程简洁、设备少、工程投资低。
根据多年的运行经验，生活废水经过该法处理后，出水水质可以满足《污水综合排放标准》中一级标准限值的要求。
该工艺BOD5去除率可达80%，COD和SS去除率可达70%以上，排水水质理论上可符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准，其处理效果见表13.1-2。
表13.1-2污水处理站处理效果单位：
mg/l
序号
水质指标
进水浓度
出水浓度
处理效率（%）
一级排放标准
1
BOD5
58
11.6
80%
30
2
COD
128
25.6
80%
100
3
SS
150
22.5
85%
100
13.1.1.4技术经济分析
工业场地生活污水处理站技术经济指标见表13.1-3，由表13.1-3可见，生活污水处理站投资27万元，运行费为0.35元/t，投资和运行费用均较低。
表13.1-3工业场地生活污水处理站技术经济指标
项目
内容
处理工艺
二段接触氧化池
设计处理规模
300m3/d
主要构筑物
集水池、预曝气调节池、二段接触氧化池
主要设备
机械格栅、潜污泵、鼓风机
投资
27万元
出水
COD≤25.6mg/l、BOD≤11.6mg/l、SS≤22.5mg/l
运行费
0.35元/t
年运行费用
2.18万元
年减少排污费
1.4万元
占地
300m2
劳动定员
2人
从生活污水的去向分析，处理后全部回用于储煤场及临时矸石周转场洒水、道路和绿化洒水以及洗煤厂补充水，该部分用水水质要求不高，处理后的生活污水完全可以达到要求。
根据上述分析，本次设计采用的生活污水处理工艺比较先进，处理效果在经济和技术上都是可行的。
13.1.2矿井水处理措施的论证
13.1.2.1处理规模
本项目矿井正常涌水量为302.74m3/h，考虑到井下洒水等因素，确定本项目矿井正常排水量为330m3/h，即日排矿井水7920m3/d。
设计矿井水处理站的规模为8000m3/d。
从处理量来看，尚有一定的余量，是可靠的。
13.1.2.2处理工艺的选择
1、矿井水水质特点
矿井水主要受煤尘、扬尘的污染，水质指标中SS浓度较高，其余污染物浓度较低，水质简单。
同时，根据对矿井水水质的分析研究表明，矿井水COD超标的主要原因是由于煤尘岩尘所致，其中的有机物含量很小，悬浮物去除后其COD的指标也大大降低。
2、目前国内及相邻矿井水处理工艺
针对矿井水水质特点，国内一般采用混凝沉淀工艺进行处理。
该工艺有着处理技术成熟、效果稳定、运行可靠性强、管理简单、出水水质好等特点，目前在国内应用较为广泛。
经调查距拟建矿井较近的彭庄煤矿及梁宝寺煤矿就是采用该工艺，由于其矿井水水质和拟建矿井可比性较大，本次评价于2005年5月24号取彭庄煤矿处理后的矿井水做了实际监测，同时调查了梁宝寺煤矿处理后矿井水监测数据，具体监测数据如表13.1-4所示。
表13.1-4矿井水监测一览表单位：
mg/l
项目
pH
总硬度
COD
BOD5
SS
氯化物
硫化物
硫酸盐
彭庄矿井水
7.38
180.2
36.8
3.6
42
149
未检出
259
梁宝寺矿井水
8.31
361
38.1
1.4
61
137.2
未检出
365
项目
总铅
总汞
总砷
氨氮
矿化度
挥发酚
石油类
彭庄矿井水
未检出
未检出
未检出
0.81
492
未检出
0.36
梁宝寺矿井水
未检出
未检出
未检出
0.86
780
未检出
0.24
3、设计工艺及其概况
根据本项目的特点，矿井水经处理后除部分回用外，其余全部排入金码河，有可能进入南水北调主干线――梁济运河，所以必须使出水达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求。
因此本项目设计采用混凝沉淀过滤+超滤处理工艺进行对矿井水进行处理。
本项目采用的混凝沉淀+过滤+超滤工艺主要构筑物包括迷宫斜板沉淀池、重力式无阀滤池和超滤池。
对井下排水投加絮凝剂后，经管道混合器后进入网格反应池，矿井水在翼片（迷宫）斜板沉淀处理后，自流入重力式无阀滤池做进一步处理。
经以上过程，可以去除水中的绝大部分COD、SS等污染物。
处理后的水进入清水池经消毒后供黄泥灌浆用水、煤壁注水等用水工段进行综合利用，剩余部分进入超滤池进行处理。
设计中同时考虑了矿井水污泥的处理，采用带式压滤机作为处理污泥的把关设备，既能够回收资源又消除了二次污染，操作工人劳动强度不大。
详见工艺流程图13.1-2。
消毒
污泥浓缩池
泥饼外售
压滤机
供水站清水池
排放
超滤池
重力式无阀滤池
加药
迷宫斜板沉淀池
反应池
矿井水
调节池
回用
图13.1-2矿井水处理工艺流程图
13.1.2.3排水水质预测
通过混凝沉淀+过滤+超滤三级处理后，可以大大消减矿井水中的污染物浓度，处理后的排水能够满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求，其中氯化物和硫酸盐参照表2标准，总硬度参照《地下水质量标准》，SS参照《农田灌溉水质标准》中旱作类标准。
本项目矿井水排水情况详见表13.1-5，矿井水处理站各处理单元处理效果详见表13.1-6。
表13.1-5本项目排水水质情况一览表单位：
mg/l
项目
pH
总硬度
COD
BOD5
SS
氯化物
硫化物
硫酸盐
拟建矿井水
8.0
257
17.55
2.7
7.0
143
未检出
210
标准值
6～9
450
20
4
200
250
0.2
250
项目
总铅
总汞
总砷
氨氮
矿化度
挥发酚
石油类
拟建矿井水
未检出
未检出
未检出
未检出
634
未检出
0.04
标准值
0.05
0.0001
0.05
1.0
500～1500
0.005
0.05
表13.1-6各处理单元处理效果一览表单位：
mg/l
序号
工艺单元
进水
出水
去除效率（%）
COD
SS
COD
SS
COD
SS
1
调节池
351
350
351
350
--
--
2
反应池
351
350
333.45
280
5
20
3
迷宫斜板沉淀池
333.45
280
100.4
56
70
80
4
重力式无阀滤池
100.4
56
20.08
14
80
75
5
超滤池
20.08
14
17.55
7
13
50
13.1.2.3设计采用的处理工艺技术可行性论证
本矿井设计中所采用的混凝沉淀池形式为翼片（迷宫）斜板沉淀池。
翼片斜板是在普通斜板上垂直设置若干一定高度、等间距的翼片。
当矿井水从翼片与斜板之间通过时，会在翼片顶端产生强烈的涡流作用，将水中颗粒强制输送到翼片之间的（迷宫）环流区内，使其随环流缓慢运动，集中于底部斜板，滑到排泥斗。
迷宫斜板高效的最主要原因是涡流区的强制输送产生的动态分离作用，另一个是环流区内的低速环流。
缓慢的流速使环流接近于层流状态有利于颗粒沉降，同时在环流离心力作用下，颗粒一边沉淀一边被甩向迷宫四壁，所以一般颗粒只要进入迷宫便能沉淀下来。
翼片（迷宫）斜板沉淀池最初在给水处理中应用，目前应用较多，效果较好。
如扬子石化水厂取用长江水，原水浊度260～280mg/l，出水3.5～5.5mg/l；上海焦化厂水厂，原水浊度125～450mg/l，出水1.8～2.5mg/l。
中煤南京设计院在鲍店矿井水处理站改扩建设计中开始应用了翼片（迷宫）斜板沉淀池。
经测试，迷宫斜板沉淀池进水SS=140～360mg/l，COD＝l20～320mg/l；出水SS=12～24mg/l，去除率为84%～94%，COD＝12～21mg/l，去除率为83%～92%；经过无阀滤池处理后，SS≤3mg/l，COD平均为1.28mg/l，pH值在7.9～8.3之间，基本达到饮用水标准，目前供电厂作循环水系统补充水。
由于本矿井所在地地下水水质较好，基本和鲍店矿井水相同，所采用处理工艺也一样，因此，可以预计处理后出水水质也基本一样。
同时，本项目设计在矿井水处理的最后设一级超滤处理，可使石油类的处理效率达到95%以上，能够保证出水水质满足Ⅲ类标准的要求。
所以本次环评确定的出水水质是可行的。
综上分析，拟建项目设计采用的混凝沉淀+过滤消毒+超滤处理工艺在技术上是完全可行的。
13.1.2.4设计采用的处理工艺经济可行性论证
矿井水处理站技术经济指标见表13.1-4。
13.1-4矿井水处理站技术经济指标
项目
内容
处理工艺
混凝沉淀加过滤消毒加超滤
处理规模
总水量
Q=7920m3/d
回用水量
Q=1417m3/d
主要构筑物
网格反应池、迷宫斜板沉淀池、污泥池、清水池、综合水处理设备间
主要设备
管道混合器、渣浆泵、压滤机、过滤器、超滤器、加药消毒设备
投资
182.9万元
出水
pH=6~9、COD≤17.55mg/l、SS≤7mg/l、石油类≤0.04mg/l
劳动定员
7人
运行费
0.19元/m3
年运行费用
45.14万元
年减少排污费
143.16万元
年节约自来水水量
42.51万m3
占地
800m2
由表可见，矿井水处理站投资为182.9万元，运行费为0.19元/m3，企业在经济上是可以接受的。
矿井水经处理后每年减少排污费143.16万元，同时每年还代替了42.51万m3的自来水，具有较好的经济和环境资源效益。
13.1.2.5设计采用的处理工艺论证结论
评价认为：
鉴于处理后的矿井水回用途径的不同，如部分回用于动筛车间补充水以及黄泥灌浆等，这些用水对水质要求不高，这部分回用的矿井水可采用混凝沉淀的常规方法进行处理就可以满足生产用水的要求。
消防洒水、抑尘喷雾等对用水水质要求较高，尤其是抑尘喷雾对SS要求较高以避免喷头堵塞，因此这部分可以处理程度高一些，这样可以节省处理费用。
通过上述分析，采用上述处理工艺后，杨营煤矿矿井水回用率可达17.89%。
设计采用的矿井水处理工艺在技术上是可行的，在经济上也是合理的。
13.1.3煤泥水闭路循环的可靠性分析
13.1.3.1煤泥水处理方案
选煤厂的煤泥水系统根据“煤泥厂内回收，洗水闭路循环不外排”的原则，采用全封闭循环的煤泥水处理工艺。
煤泥水处理系统工艺流程：
所有煤泥水先入角锥沉淀器浓缩，角锥底流入浓缩旋流器再次浓缩，旋流器底流入弧形筛，弧形筛筛上物入精煤离心机进行脱水作为精煤产品。
角锥沉淀器溢流、浓缩旋流器溢流和弧形筛筛下水入矿浆准备器进入浮选柱进行浮选。
浮选精煤采用国产隔膜压滤机脱水回收，过滤液返回矿浆预处理器。
浮选尾煤去厂外尾煤浓缩机浓缩。
煤泥水经浓缩后，底流用泵打入主厂房内压滤机搅拌桶，由尾煤压滤机压滤回收煤泥。
浓缩机溢流、压滤机滤液作为循环水和澄清水循环使用。
选煤厂事故排放水入事故浓缩机，事故浓缩机底流用泵打入主厂房压滤机搅拌桶，由尾煤压滤机压滤回收煤泥。
事故浓缩机溢流作为循环水使用。
选煤厂洗水闭路循环，不外排。
13.1.3.2与一级闭路循环技术要求的符合性
根据《洗煤厂洗水闭路循环等级》（MT/T810-1999）要求，对洗煤厂一级闭路循环的规定如下：
1、洗水动态平衡，不向厂区外排放水。
水重复利用率在90%以上，补充水量小于0.15m3/t；
2、煤泥全部在室内由机械回收；
3、设有缓冲水池或浓缩机（也可用煤泥沉淀池代替，贮存缓冲水或事故排放水），并有完备的回水系统，设备的冷却水自成闭路，少量可进入补水系统；
4、洗水浓度小于50g/l；
5、年入选原料煤量达到核定能力的70%以上。
拟建配套选煤厂洗选能力为0.45Mt/a，原料煤洗选率100%，补充水量为200m3/d，相当于0.133m3/t，煤泥水全部回收利用，重复利用率为100%，并且设有事故浓缩机，使洗煤水全部回用，不排出厂外，煤泥全部在室内回收，因此，洗选厂煤泥水系统完全能够达到一级闭路循环的技术要求。
13.1.3.3可靠性分析
煤泥水系统要达到全封闭循环不外排，关键问题是要做到洗水平衡，也就是进入选煤厂的清水量与产品带走的水量和消耗量要相等，一般来说，用深度净化的循环水代替一部分清水后，水量是可以做到平衡的。
但是当煤泥水处理设备如浮选柱、浓缩机、压滤机等出现事故时，或设备处理能力不够时，可能会发生短时间的不平衡现象，致使洗水外排。
为了使洗水平衡不外排，煤泥水处理系统设备均选用国内技术先进、可靠性高的设备，并配有备用设备，留有较大余量以保证运行时不会因设备处理能力不足而发生洗水外溢现象。
为了防止设备因突发事故，如停电、设备故障等而停运，致使洗水外溢的现象，设计中还考虑了修建事故浓缩池和浓缩机，收存事故洗水和生产过程中跑、冒、滴、漏水，处理后返回循环水箱使用。
综上分析，拟建配套洗选厂的煤泥水闭路循环系统在技术上是可以保证的。
13.1.3.4类似工程情况
兖州、济宁矿区的选煤厂目前已能较稳定可靠地实现了煤泥水闭路循环，既减少了煤泥水排放造成的污染，又可回收大量煤泥，环境效益和经济效益均很明显。
13.2废气污染防治措施及其经济技术论证
13.2.1锅炉烟气及治理措施
13.2.1.1工艺比选
矿井设计锅炉燃煤采用3（3下）层原煤，该层煤属低硫优质煤。
根据本矿井可行性研究报告得知，锅炉烟气采用高效水膜除尘器处理，其脱硫、除尘效率分别为95%、15%。
经计算，锅炉燃煤采用3（3下）层原煤时，锅炉所排烟气中的烟尘及SO2排放浓度可以满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）二类区Ⅱ时段的标准要求。
考虑到本煤矿除开采3煤外还将开采8层原煤，由于其硫分较高（2.57%），若锅炉燃用8层原煤（硫份为2.57%）时，按照15%的脱硫效率不能满足标准的要求。
因此为了保证本项目锅炉排放的烟气能够长期稳定满足标准的要求，本次环评推荐采用2005年国家重点环境保护实用技术推广项目（B类）——山东泰山建能机械有限公司研制开发的湿式脱硫除尘器对锅炉烟气进行治理，其脱硫除尘效率分别可达90%和96%以上。
本次评价在污染源计算中脱硫、除尘效率保守的分别按照80%和95%考虑。
13.2.1.2工艺概况
湿式脱硫除尘器工作原理如下：
锅炉排放的含尘烟气，利用风机的动力，送入除尘器，烟气自下向上与喷淋下的碱液充分混合、接触，在碰撞、惯性、浸湿、对流和扩散净化机理的作用下，从而脱除烟气中的灰尘和二氧化硫等有害杂质，然后烟气经脱水器脱水后，经上部的出烟口排出。
该设备除尘脱硫工艺设备寿命长，效果好，脱硫、除尘效率分别可达90%、96%以上。
除尘器除下的灰尘和废液经下部排污口排出，进入沉灰池，通过沉淀脱硫渣和灰定期由挖掘装载机挖出晾干后，装车运至场外。
废液则通过过滤、澄清后由水泵打回除尘器循环使用。
锅炉烟气经处理后烟尘和二氧化硫的排放浓度均符合《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）二类区Ⅱ时段的要求。
烟气处理技术经济指标见表13.2-1，烟气治理投资23.9万元。
表13.2-1锅炉烟气治理技术经济指标
项目
内容
处理工艺
湿式除尘、加药脱硫
处理规模
采暖期
19240m3/h
非采暖期
6410m3/h
主要设备
湿式脱硫除尘器
投资
23.9万元
治理效果
烟尘≤161mg/m3、SO2≤140mg/m3
年运行费用
6.16万元
年减少排污费
96.22万元
13.2.2无组织扬尘及防治措施
13.2.3.1转载点扬尘治理
本项目输煤栈桥采用完全封闭形式，基本没有扬尘外溢。
设计共有5处转载点，对各转载点均采用喷雾洒水装置进行抑尘和机械通风除尘的措施。
这一措施据实践证明除尘效果，可以确保粉尘达标排放。
13.2.3.2脏杂煤场及矸石周转场扬尘治理
脏杂煤场采用半封闭棚式结构，在其四周筑有2m高围墙，上设顶棚。
为防治扬尘，在堆场周围安装洒水喷枪，利用处理后的矿井水，定时洒水抑尘，并在四周种植多层高大树木形成隔尘绿化带。
对临时矸石堆场采用高压水枪喷雾措施，并在其距敏感点较近侧种植多层高大乔木隔尘带，以尽量减少扬尘。
从前面空气影响分析可知，由于脏杂煤场及各种煤仓全部采用仓棚式结构，其风吹扬尘量很小。
而且各堆场距离最近的敏感点王连坡村较远，采取上述措施后，可以大大减弱储煤场扬尘对周围环境敏感点的影响。
13.2.3.3道路运输扬尘治理
外运煤炭车辆要求加盖蓬布，并严禁超载。
利用洒水车减少路面扬尘，并利用绿化带隔离吸滞煤（粉）尘。
13.3噪声治理措施及其经济技术论证
矿井设计中对噪声采取了综合治理，除尽量选用低噪声机电设备，进一步优化车间及厂区布局外，分别采取了消声、吸声、隔声、减振等常规声学治理措施；尤其是靠近厂界的高噪声设施，对厂房采取密实加厚的措施。
具体详见工程分析。
设计采取的噪声治理技术都是成熟可靠的，并在同类企业有着广泛、成功的应用，工程实施后，能够有效的降低噪声的传播影响，达到设计要求。
因此本设计提出的噪声治理措施在技术上是完全可行的。
目前存在问题主要是建设单位容易忽视噪声治理工程，使其不能与矿井同步建成，往往造成工作场所噪声超标，对工人劳动保护不够，影响身心健康，而且厂界噪声超标，容易引起工农纠纷。
兖州矿区、枣（庄）滕（州）矿区不少矿井目前就存在这类问题，主要是在动筛车间和选煤厂主厂房噪声引起。
因此，要求矿井建设时，一定要同步考虑噪声治理，严格
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