煤矿生活污水处理方案最终版11.docx

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煤矿生活污水处理方案最终版11

某煤矿生活污水处理工程

技术方案

二零一八年十月

一、概述1

7.2矿区洗浴废水3

二、设计依据、原则和范围1

2.1设计目的1

2.2设计依据1

2.3设计原则1

2.4编制范围2

三、基本概况3

3.1污水排放情况和排放要求3

3.1.1污水的特点分析3

3.1.2进水要求3

3.1.3出水水质要求4

3.2废水处理工艺流程确定4

四、工艺设计1

4.1废水处理工艺流程1

4.1.1办公区生活污水处理工艺流程1

4.1.2矿区洗浴废水处理工艺流程2

4.2污水处理工艺参数设计2

4.3工艺设备一览表9

五、电气、自控和仪表设计11

5.1电气设计11

5.2仪控设计11

5.3绿化设计12

5.4道路设计12

5.5排水设计12

六、其他设计及安全节能1

6.1防腐设计1

6.2保温设计1

6.3消防1

6.3.1厂区消防1

6.3.2建筑防火1

6.4安全防护措施2

6.5节能2

七、投资估算3

估算结果3

八、售后服务承诺书1

一、概述

1项目名称

某煤矿生活污水工程

2项目承建单位

山西某煤业有限公司

3编制单位

4工程服务范围

生活污水处理工程

5项目规模

工程设计矿井污水处理量：

720m3/d，其中包括办公生活区污水：

120m3/d，矿区洗浴污水600m3/d

6设计进出水水质

办公生活区生活污水水质按典型生活污水水质考虑。

如下表1：

污染物项目

CODcr

BOD5

NH3-N

大肠杆菌

污染物指标

6-9

≤350

≤200

≤25

≤40

≤1.2

≤104个/L

矿区洗浴污水水质按一般洗浴废水水质考虑。

如下表2：

污染物项目

CODcr

BOD5

NH3-N

LAS

大肠杆菌

污染物指标

6-9

≤180

≤120

≤50

≤30

≤18

≤2.3

≤104个/L

处理后外排水质均执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中V类标准。

《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中V类标准单位mg/L

污染物

COD

BOD5

氨氮

粪大肠菌群数（个/L）

浓度值

6-9

0.4

4*104

以上指标均为日平均浓度限值。

7处理工艺分析对比及工艺确定

7.1生活办公区污水处理

该生活区污水在选取处理工艺时，根据BOD/COD≥0.3，属可生化性良好的污水。

生化处理由于技术成熟、运行成本低、操作管理简单，已成为目前生活污水处理工艺的核心。

其中最早采用的传统活性污泥法及其变形，它能有效的去除污水中的COD、BOD、SS，但不能很好的去除污水中的氮、磷。

为此针对污水中的氮、磷含量日益增大，富营养化等问题，人们开发了一系列的生化处理新工艺。

具体分析如下：

1、接触氧化法

接触氧化法是目前应用在小型污水处理设施中比较普遍的一种污水处理工艺，方法是在曝气池中填充填料，固定污泥，使其具有以下有些方法不具备的优点。

污泥基本不需回流，剩余污泥量少，能间歇运行，操作管理简单，运行非常稳定，出水水质良好，但脱氮除磷效果一般较差。

而且生物填料需要定期更换，劳动强度大。

2、序批式活性污泥法（ＳＢＲ法）

SBR工艺是间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法．SBR工艺过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：

进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。

由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。

对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。

因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多新型SBR处理工艺。

SBR工艺特点及分析：

SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。

经典SBR反应器的运行过程为：

进水→曝气→沉淀→滗水→待机。

优点：

（1）沉淀性能好；

（2）有机物去除效率高；

（3）能够有效的抑制丝状菌膨胀；

（4）有较理想的推流状态；

（5）可以除磷脱氮，不需要新增反应器；

缺点：

（1）对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，阀门的使用寿命缩短；

（2）无法达到连续进水、出水的要求；

（3）设备的闲置率较高；

（4）自控要求较高，通过液位及时间控制来完成自动化控制；如时间控制发生故障，现场人员很难通过手动完成工艺要求操作，需专业人员才能顺利完成工艺要求；

3、倒置厌氧/缺氧/好氧活性污泥法（A/A/O法）+深度处理

倒置A/A/O工艺（简称A2/O）流程简单，对于A/O工艺新增除磷功能，是A/O工艺的改进与完善。

A2/O工艺不需另加化学药品，基建和运行费用低。

不仅有利于抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，而且厌氧状态有利于聚磷菌的选择性增殖，污泥的含磷量可达到干重的6%。

A2/O工艺可高负荷运行，泥龄和停留时间短。

BOD去除率高，能耗较低，对磷具有一定的去除效果。

长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差．一般来说，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用．所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷．八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧－缺氧－好氧（简称A2／O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。

对上述工艺进行对比分析，结合业主的实际情况，综合考虑，我们决定采用A2/O工艺，即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。

基建和运行费用低，处理出水能够达到《地表水环境质量标准》（GB2828-2002）中的V类标准。

7.2矿区洗浴废水

一般的洗浴污水中主要污染物是人体的分泌物、油脂皮屑、毛发及洗涤剂以及细菌、大杆菌群、病毒等有害生物体，污水中的CODcr、BOD5及悬浮物浓度较低，而洗涤剂、NH3-N等含量高于一般的生活污水。

浴池污水含有大量的肥皂、洗发香波、有机物和微生物等,短时间内，就容易发生腐败变质。

该煤矿洗浴用水较一般洗浴废水煤渣和煤粉含量较高。

污水中的CODcr、BOD5及悬浮物浓度较低，且C/N比例不平衡，不建议采用生化处理，所以考虑采用物理化学方法。

二、设计依据、原则和范围

2.1设计目的

编制本设计方案主要为达到以下目的：

Ø了解生产工艺，分析废水产生和排放的特性；

Ø分析废水水质特点，确定工程范围和设计参数；

Ø通过经济技术比较论证提出合理的工程设计方案；

Ø进行工程方案设计；

Ø提出工程投资估算与成本分析；

Ø作为下一步工作的依据。

2.2设计依据

Ø编制本报告主要依据下述文件：

Ø根据业主提供技术资料同类煤矿矿井废水水质条件及回用水的情况等基础资料。

Ø《山西省工业污染源全面达标排放计划实施方案》的通知

Ø《中华人民共和国环境保护法》；

Ø《中华人民共和国水污染防治法》；

Ø室外排水设计规范GB50014-2006

Ø建筑给排水设计规范GB50015-2003

Ø通用电器设备配电设计规范GB50055-2011

Ø城市区域环境噪声标准GB15190—94

Ø电气安装工程盘柜及二次回路接线工程施工及验收规范GB50171-2012；

Ø电气装置安装工程电气设备按试验标准GB/T50832-2013

2.3设计原则

在当地环保局总体规划指导下，根据企业布局，结合地形条件和环境要求，合理规划污水处理设施。

1、在企业规划指导下，对厂内污水进行综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、经济效益和环境效益，保障工程的顺利实施。

2、严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须达到相关排放标准。

3、积极并稳妥地采用国内外先进、成熟的工艺技术，在确保废水达标排放的前提下，减少建设投资，节省占地面积。

4、充分考虑现有工程的实际情况，因地制宜，合理规划，积极稳妥地采用可靠、先进技术，使工程的设计、施工、运行管理都能够达到预期的效果。

5、充分利用质量稳定、性能可靠的国内外技术装备进行工程设计。

6、根据企业实际情况，合理确定污水处理工程的自动化程度。

7、根据污水的特性，对症下药，提高污水处理的效果，降低运行费用。

2.4编制范围

根据企业规划，就本废水处理通过分析论证提出合理设计方案，并对推荐设计方案进行工艺设计、投资估算与运行成本分析。

三、基本概况

3.1污水排放情况和排放要求

3.1.1污水的特点分析

生活污水主要包括：

化粪池出水、淋浴水、洗涤水及厨房污水等。

因煤矿洗浴用水中所含物质多为无机物，不可与生活污水一起进行处理，所以洗浴用水必须单独分流进行处理。

生活污水根据用户提供的资料，以每人每天用水量150L/d,污水每人每天150*80%=120L/d，总计600人，污水处理量约为：

Q=5m3/h。

洗浴用水中主要污染物是人体的分泌物、油脂皮屑、毛发及洗涤剂以及细菌、大杆菌群、病毒等有害生物体，污水中的CODcr、BOD5浓度较低，而洗涤剂、悬浮物等含量高于一般的生活污水。

浴池污水含有大量的肥皂、洗发香波、有机物和微生物等,短时间内，就容易发生腐败变质。

根据甲方要求最终按25m3/h设计。

3.1.2进水要求

处理水量：

办公生活区污水水量按120m3/d设计，其变化系数K≤1.2；

矿区洗浴废水水量按600m3/d设计，其变化系数K≤1.3。

进出水水质指标：

办公生活区生活污水水质按典型生活污水水质考虑。

如下表1：

污染物项目

CODcr

BOD5

NH3-N

大肠杆菌

污染物指标

6-9

≤350

≤200

≤25

≤40

≤1.2

≤104个/L

矿区洗浴污水水质按一般洗浴废水水质考虑。

如下表2：

污染物项目

CODcr

BOD5

NH3-N

LAS

大肠杆菌

污染物指标

6-9

≤180

≤120

≤50

≤30

≤18

≤2.3

≤104个/L

以上指标均为日平均浓度限值。

3.1.3出水水质要求

污水设计出水水质主要指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中V类标准。

根据环评要求以上两种废水经处理后均用于黄泥灌浆。

3.2废水处理工艺流程确定

作为企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，本废水改造工程的建设和运行意义重大。

由于废水处理工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的方案，经全面经济技术比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。

在该废水处理工程的总体工艺方案确定中，将遵循以下原则：

●处理效果稳定可靠

●工艺控制调节灵活

●工程实施切实可行

●运行维护管理方便

●投资运行费用节省

●整体工艺协调优化

该废水的水量和水质随着工艺变动有较大的变化，调节工程和预处理系统应充分考虑以上因素，保证系统的稳定运行；同时，系统在运行中产生的污泥也必须得到妥善处理和处置。

厨房污水

化粪池

隔油池

格栅池

厌氧池

调节池

缺氧池

粪便类污水

消毒池

BAF滤池

沉淀池

次氯酸钠消毒池

好氧池

内循环

含磷剩余污泥

达标排放

外循环

污泥干化池

一体化生化处理系统

四、工艺设计

4.1废水处理工艺流程

4.1.1办公区生活污水处理工艺流程

预沉池

达标排放

次氯酸钠消毒

污泥储存池

机械

过滤器

絮凝

沉淀池

清水池

洗浴进水

叠螺脱水机

泥饼外送

4.1.2矿区洗浴废水处理工艺流程

4.2污水处理工艺参数设计

办公生活区污水处理

4.2.1隔油池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=120m3/d

有效容积：

V总=20m3

池子尺寸：

B×L×H=2000×2500×4000mm

主要设备

设备1：

液位控制联锁系统一套。

4.2.2格栅渠

构筑物：

地下钢混直壁渠道，共1条

设计参数：

设计平均流量：

Qave=12.5m3/h

污水总变化系数：

Kz＝2

设计最大流量：

Qmax=12.5×2＝25m3/h

净尺寸：

B×H×L=500×600×1500

过栅流速：

1.0m/s

主要设备：

设备1：

旋转鼓筒式机械格栅

设备数量：

1套

设备型号：

XFJ-300型旋转式固液分离机（不锈钢栅条）

设备参数：

格栅半径：

200mm

栅条间隙：

0.9mm

耙转速：

6r/min

设备功率：

N=0.37KW

4.2.3化粪池（甲方负责）

结构型式：

地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

容积：

120m³

4.2.4调节池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=120m3/d

有效容积：

V总=30m3

池子尺寸：

B×L×H=2500×3000×4000mm

主要设备

设备1：

提升泵WQ200-15-18.5

设备参数：

流量：

Q=8m3/h

扬程：

H=15m

功率：

N=0.75kW

设备数量：

2台（1用1备）

4.2.5一体化生化处理设备

结构型式：

碳钢防腐

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=120m3/d

总容积：

V总=105m3

池子尺寸：

B×L×H×N=3000×5000×3500mm×2

主要设备

设备1：

潜水搅拌器

设备参数：

功率：

N=1.2kW

设备数量：

4台

设备2：

污泥回流泵

设备参数：

功率：

N=1.2kW

设备数量：

2台

设备3：

罗茨风机

设备参数：

功率：

N=3kW

设备数量：

2台（1用1备）

4.2.6消毒池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=120m3/d

总容积：

V总=5m3

池子尺寸：

B×L×H=2000×1250×2000mm

次氯酸钠加药装置一套

4.2.7污泥干化池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

总容积：

V总=5m3

池子尺寸：

B×L×H=1250×2000×2000mm

矿区洗浴污水处理

4.2.8预沉池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=600m3/d

总容积：

V总=80m3

池子尺寸：

B×L×H=5000×4000×4000mm

4.2.9斜管絮凝沉淀装置

结构型式：

碳钢防腐

池体个数：

共2座

设计参数：

单套平均流量：

Qave=15m3/h

总容积：

V总=192m3

单套外形尺寸：

3000×8000×4000mm×2

设备1：

搅拌装置2套

功率0.75kW

类型桨式

材质碳钢防腐

设备2：

斜管填料

单套：

56m3

斜管材质：

4.2.10加药装置

说明：

投加凝聚剂,使污水中的悬浮物发生凝聚,形成颗粒较大的絮状体。

形式：

二箱二泵集中框架式

外形尺寸：

1000×1000×1000mm

数量：

2套

设备1：

溶解搅拌箱：

有效容积：

1000L

数量：

1套

设备2：

电动搅拌机：

叶轮直径：

250mm

搅拌轴及叶片材质：

不锈钢

电机功率：

0.55kW

设备3：

计量泵：

型号：

JM-300

型式：

机械隔膜式

数量：

2台

控制方式：

联锁加药

4.2.11机械过滤器

说明：

去除水中的COD、SS、氟化物、氨氮和浊度等满足后续鲨Ⅱ矿井水智慧处理系统进水要求。

材料：

碳钢衬胶

滤床高度：

1.8m

外形尺寸：

Φ2000×4000mm

数量：

1套

设备1：

反洗泵：

流量：

Q=25m3/h

扬程：

H=22m

功率：

N=1.5kW

数量：

1台

设备2：

反洗风机：

型号：

SSR50

流量：

Q=10.6m3/min

风压：

P=15m

功率：

N=15kW

数量：

1台

设备3：

电动阀门：

数量：

1组（正洗、反洗、空气等）

4.2.12消毒池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

设计参数：

平均流量：

Qave=600m3/d

总容积：

V总=30m3

池子尺寸：

B×L×H=2500×3000×4000mm

次氯酸钠加药装置一套

4.2.13污泥浓缩池

结构型式：

半地下钢混矩形池

池体个数：

共1座

总容积：

V总=20m3

池子尺寸：

B×L×H=2000×4000×2500mm

设备1：

潜水均质机：

型号：

QSJB-1.5

数量：

2套

功率：

N=1.5kW

设备2：

污泥提升泵

型号：

WQ20-15-3

设备参数：

流量：

Q=20m3/h

扬程：

H=15m

功率：

N=1.2kW

4.2.14脱水设备

设置目的：

采用厢式压滤机脱水，脱水后，降低了含水率，以便于运输和处理。

型号：

X100/1000-U

滤室面积：

100m2

尺寸：

L×B×H=6.94×1.55×1.43（m）

滤板外形尺寸：

1000mm

数量：

1套

配套加药装置（脱水机配套）

形式：

二箱二泵集中框架式

外形尺寸：

1000×1000×1000

数量：

1套

设备1：

溶解搅拌箱：

有效容积：

1000L

数量：

1套

设备2：

电动搅拌机：

叶轮直径：

250mm

搅拌轴及叶片材质：

不锈钢

电机功率：

0.55kW

设备3：

计量泵：

型号：

JM-100

输出流量：

100L/h

数量：

2台

4.3工艺设备一览表

矿井污水处理新增主要设备清单汇总表

序号

名称

规格与型号

单位

数量

备注

机械格栅

N=1.1kW

套

调节池提升泵

Q=5m3/hH=15mN=2.4kW

台

1用1备

一体化生化处理系统

罐体

3000×5000×3500mm×2

套

厌氧池

潜水均质机N=1.5kW

台

缺氧池

潜水均质机N=1.5kW

台

好氧池

罗茨风机SSR50N=4kW

台

弹性填料

套

沉淀池

沉淀系统

套

BAF滤池

脱氮除磷填料

套

斜管絮凝沉淀装置

罐体

3000×8000×4000mm×2

套

搅拌装置

N=2.2kW

套

斜管填料

加药装置

1000×1000×1000mm

套

机械过滤器

罐体

Φ2000×4000mm

套

机械过滤器反洗泵

Q=25m3/hH=22mN=1.5kW

台

机械过滤器反洗风机

Q=10.6m3/minP=15mN=7.5kW

台

加药系统

1000×1000×1000mm

套

潜水均质机

N=1.5kW

台

污泥提升泵

Q=20m3/hH=15mN=3kW

台

箱式脱水机

X100/1000-U

台

脱泥配套加药装置

1000×1000×1000mm

套

仪器仪表

（含PLC控制）

批

管道阀门

批

五、电气、自控和仪表设计

5.1电气设计

矿井污水处理新增设备用电负荷表（不含照明）

序号

名称

单机功率

（kW）

总功率

（kW）

备用功率

（kW）

设备

利用率

电机功率因数

实际运行功率（kW）

罗茨风机

0.5

0.6

1.2

污泥回流泵

0.75

1.5

0.7

0.672

机械过滤提升泵

1.5

0.7

0.8

0.84

机械过滤反洗泵

0.1

0.8

1.2

潜水均质机

1.5

0.8

7.2

污泥提升泵

1.2

0.5

0.8

0.672

箱式脱水机

3.5

0.5

0.7

1.2

加药系统

0.55

2.2

0.7

1.078

合计

29.9

14.062

1.电源：

要求电源可靠，设双回路独立电源供电，电压等级380/220VAC。

2.配电及计量：

配电方式采用放射式，电能计量采用高压侧计量。

3.防雷及接地：

建构筑物按三类防雷设防。

低压配电系统的接地保护形式为TN-ST系统。

4.电机启动：

电机均采用直接启动。

5.照明：

按工矿企业厂区室内外照明设计规范设置。

5.2仪控设计

PLC控制柜装有PLC,PLC采用西门子公司的,PLC用于矿井水处理系统的数据采集,地程控制、联锁及保护,系统中设PLC柜1套,动力配电柜1套。

各动设备设有就地控制柜,就地控制柜设手动/自动转换开关,当按钮设在就地位置时,按一次按钮启动设备,再按按钮一次关闭设备,当开关置于自动位置时,由PLC按设定的运行程序自动工作。

采用这种控制系统,可以最大限度地节省电缆费有,调试费用,维修费用,任何子站需要停止维修或置于手动工作,不影响系统的自动运行。

5.3绿化设计

环境及绿化对于整个废水处理站来说尤为重要，优质的环境可提高职工的工作热情，本设计具体做法为：

（1）绿化布置点、线、面结合，在厂区主入口及重点部位进行重点绿化，如布置花坛、尽可能使废水处理站园林化。

（2）厂区主干道两侧植树，其余均绿化，草坪、乔灌木、花卉合理布置，分出重点与层次，做到三季有花，四季常绿。

绿化面积达到规划要求。

5.4道路设计

道路采用混凝土路面，为满足各建、构筑物之间的水平运输和消防要求，建、构筑物四周均设有车行

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