赫章县财神镇青松煤矿污水处理方案.docx
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赫章县财神镇青松煤矿污水处理方案
赫章县财神镇青松煤矿
矿井废水及生活污水处理工程
设计方案
贵州森宇环保科技有限公司
二O一O年五月
项目概况……………………………………………………………………………………………2
第一部分青松煤矿矿井废水处理工程……………………………………………………3
一、设计依据………………………………………………………………………………………3
二、设计原则………………………………………………………………………………………3
三、设计水质、水量………………………………………………………………………………3
四、设计处理工艺方案的选择……………………………………………………………………4
五、构筑物设计及主要设备选型…………………………………………………………………5
六、投资估算………………………………………………………………………………………8
七、运行费用估算…………………………………………………………………………………9
第二部分青松煤矿生活污水处理工程…………………………………………………10
一、设计依据………………………………………………………………………………………10
二、设计原则………………………………………………………………………………………10
三、设计水质水量…………………………………………………………………………………10
四、构筑物设计及主要设备选型…………………………………………………………………12
五、投资概算………………………………………………………………………………………15
六、运行费用………………………………………………………………………………………17
第三部分项目效益分析…………………………………………………………………………18
第四部分工程竣工、售后服务及培训…………………………………………………………18
项目概况
贵州省赫章县青松煤矿位于赫章县城西北方，矿区地理坐标为：
东经104°37′54″—104°39′27″，北纬27°12′19″—27°13′03″，属赫章县财神镇管辖，矿山距赫章县县城约31km，距财神镇7km，有六曲—财神公路经过矿区，交通方便。
煤矿矿井废水主要来源于地下渗透水、煤炭开采中洒水降尘及降灭灌浆等生产过程产生的含煤尘废水、煤堆场和矸石堆场淋溶水、工业广场废水等。
矿井水特征污染物为SS、Fe、Mn和COD。
煤矿生活污水主要来源于煤矿生活区内日常生活过程中厨卫废水、洗涤废水、洗澡、厕所及食堂污水等生活污水。
水质中悬浮物（SS）、化学需要量（CODcr）、生化需要量（BOD5）、氨氮（NH3-N）和总磷等污染物超标。
赫章县青松煤矿属技改项目，生产规模为30万吨/年，根据环保“三同时”的要求，其环保治理设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。
贵州森宇环保科技有限公司受业主的委托，对该煤矿的矿井废水、生活污水现场进行了踏勘。
根据处理同类污水的经验，我公司选用成熟、可靠的工艺对该煤矿废水进行治理，保证达到规定的排放标准或回用标准，并取得相关环保部门的验收合格。
贵州森宇环保科技有限公司为贵州省环保厅、贵阳市工商局核准的专业环保工程公司，公司持有贵州省环保产业协会颁发的环境治理工程“甲级”资质证书，及贵州省建设厅颁发的专项环保工程治理证书，同时公司通过了ISO9001国际质量管理体系认证。
公司可承担矿井废水治理工程、生活污水治理工程、医院污水治理工程、工业污水治理工程、高浓度有机废水治理工程等水污染治理工程及大气污染治理工程、噪声污染治理工程。
第一部分赫章县青松煤矿矿井废水处理工程
一、设计依据
1.《中华人民共和国环境保护法》
2.《中华人民共和国水污染防治法》
3.《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）；
4.《贵州省环境污染物排放标准》（DB52/12-1999）；
5．《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
6.《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006）
7．业主提供的相关资料及参数
8．现场勘察
二、设计原则
1.贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范及标准；
2.处理工艺选择时充分考虑废水中污染物特性，水质水量多变的特点，选用技术先进，可靠，性价比高的工艺。
3.工艺流程设计先进合理，建构筑物设计、设备选型经济可靠，各项数据科学精确，运行经济、安全、可靠，项目建成后方便管理，易于维护；
4.设备工作能力满足设计规模，运行灵活，并留有足够余量；
5.废水处理系统场地尺寸按照经济合理的原则，根据现场实际情况确定，设备布局紧凑合理，最大限度地节省工程投资和运行费用；
6．合理考虑现有地理状况，节约用地，控制建筑物高度。
7．废水处理装置建设过程中不影响煤矿正常运行的设施。
8．毕节地区环保产业协会“规范煤矿废水治理座谈会会议纪要”的要求。
三、设计水质水量
1、设计污水处理水量
根据业主提供的相关资料和我公司技术人员现在踏勘，设计处理水量采用最大涌水量的参数60m³/h，按70m³/h产水量进行设计。
（该设计处理水量以煤矿矿井最大涌水量为基础，考虑所有矸石场淋溶水的量）。
2、设计水质
（1）设计进水水质
矿区有Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3三层煤层（其中K1属局部可采煤层、Ｋ2、Ｋ3为可采煤层），在矿界范围内该三层煤厚度变化不大，Ｋ2、K3煤层属上二迭统龙潭组第三含煤岩系，K1煤层属上二迭统长兴组上段。
主采层为Ｋ2、K3煤层，为中低硫煤，Ｋ2煤层一般厚度约22m，煤层平均真厚度1.20m。
K3煤层一般间距厚度约25m，煤层平均真厚度2.33m。
Ｋ1煤层一般间距厚度约14m，煤层平均真厚0.81m。
Ｋ1煤层属中高硫低灰高热值无烟煤。
我公司技术人员现场采集赫章县青松煤矿废水，经贵州师范大学分析测试中心分析，水质指标如下：
表1-1赫章县青松煤矿矿井废水现场取样分析指标（除pH外，单位为mg/L）
污染物
SS
pH
总铁
Mn
CODcr
浓度
242.00
8.16
50.00
2.00
13.00
根据上表分析指示，该水样为建矿初期废水，不具代表性；参照周边相邻煤矿水质，及附近煤矿废水的特性，确定本设计方案的进水水质为：
表1-2赫章县青松煤矿矿井废水处理设计进水指标（除pH外，单位为mg/L）
污染物
SS
pH
总铁
Mn
CODcr
浓度
2500.00
5.00～7.00
50.00
3.00
150.00
（2）设计出水水质（达标排放出水水质）
满足《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）和《贵州省坏境污染物排放标准》（DB52/12-1999）一级标准，具体指标见表1-3.
表1-3达标排放出水主要水质指标（除pH外，单位为mg/L）
污染物
SS
pH
总铁
Mn
CODcr
浓度
≤50.00
6.00～9.00
≤1.00
≤4.00
≤50.00
（注：
表中总铁指标执行DB52/12-1999一级标准，其他指标执行GB2046-2006标准）
（3）设计回用水水质（《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006））
为了解决矿上用水困难的问题，我公司设计60%的的矿井废水经过处理后达到《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006）,具体指标见表1-4.
表1-4达标回用水质指标
污染物
SS
pH
悬浮物粒度
大肠菌群
浓度
≤30.00mg/L
6.00～9.00
≤3.00mm
≤3个
四、处理工艺方案的选择
根据煤矿废水处理工艺的设计和选用的原则，该煤矿矿井废水属于含高浓度悬浮物、总铁、总锰超标的酸性废水；对于悬浮物、金属离子的去除率要求较高，因此，本工程将采用一个技术成熟、处理效果稳定可靠的处理工艺，即：
采用“中和调节+沉淀+过滤”的组合处理工艺；该处理工艺具有技术成熟、占地面积小、投资省、运行费用低、操作管理方便、出水水质好、处理效果稳定等优点。
目前该处理技术已被广泛使用于贵州煤矿废水处理工程上，并获得成功，整个系统运行稳定可靠，矿井废水经处理后能达到《煤炭工业污染排放标准》（GB20426-2006）和《贵州省环境污染物排放标准》（GB52/12-1999）的排放要求，60%的矿井废水处理后达到《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383—2006）回用水标准。
煤矿矿井废水处理工艺流程图：
工程流程简介：
1.中和：
矿井废水进入中和池，通过石灰和机械搅拌，使废水和石灰混合均匀，进行中和反应，调节PH值至碱性。
2.调节：
矿井污水调节池主要作用是即均化水质水量，以及给后续工艺提供稳定的供水，也起到初沉的作用。
3.絮凝：
经曝气后出水进入絮凝池中，通过加入聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）药剂，进行搅拌混合，使之发生絮凝反应。
4.沉淀：
用于去除悬浮物，实现固液分离。
沉淀池内安装斜管填料，实现浅层沉淀，斜管沉淀池与平流相比，能将紊流、湍流改善为稳定有序的浅层层流状态，颗粒沉降不受紊流干扰。
斜管孔径内颗粒沉降距离仅为平流沉淀的1／7。
5.过滤：
沉淀池出水进入中间水池内，通过提升泵将其提升至重力式无阀过滤器进行过滤处理。
利用滤层的沉淀、机械筛滤等作用截留污水中残存的细小悬浮物。
污水经无阀过滤器过滤后直接排入清水池。
过滤器滤层吸收大量悬浮物后将导致滤速下降，必须定期对过滤层进行反冲洗。
反冲洗采用自动虹吸反冲洗，并开启反洗排水阀门，水流自下而上通过滤层，将截留在滤层上的杂物排入反冲洗水池中。
6、污泥处理：
系统处理过程中于调节池沉淀段、斜管沉淀池等部位将产生部分污泥，污泥定时排入污泥浓缩池浓缩，浓缩污泥由压滤机压滤脱水后清运至环保许可的规定填埋场。
7、清水回用：
保护水资源是每一个企业及个人应尽的义务，本方案鼓励企业对处理后的清水进行回用。
经系统处理后的出水SS≤30mg/L，可用于洗矿、扫除等环节。
8、排污口按规范设置，排放水有计量堰安装计量装置，回用水电磁流量计测量流量，使污水处理系统规范化。
五、构筑物设计及主要设备选型
1、土建构筑物设计及其配置设备
（1）中和池：
设置目的：
用于调节废水PH值。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=5.0m×1.0m×4.5m；接触时间18min。
（2）调节池：
设置目的：
用于调节废水水量、水质，还起初沉作用。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=14.7m×5.0m×4.5m；水力停留时间4.5h。
配置设备：
提升泵2台（一用一备），型号：
80PWF-100，流量72m3/h，扬程12.5m，功率5.5KW。
（3）石灰池
设置目的：
用于混合石灰，投入废水处理系统，调节废水pH值。
设计计算：
1座，采用地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=1.5m×1.5m×1.2m×2座；
（4）反应池
设置目的：
用于废水絮凝混合反应。
设计计算：
2座，采用半地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=1.85m×1.85m×4.5m×2座；水力停留时间20min。
配置设备：
搅拌装置3套，搅拌桶3个，搅拌桶直径1.2m之间，搅拌电机2台，功率为：
0.75KW；
（5）沉淀池
设置目的：
用于沉淀废水中的悬浮物，斜管的表面负荷为1.39m3/（m2.h）。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=12.55m×4.0m×4.5m；水力停留时间3h。
配置设备：
污泥泵2台（1用1备），选用ZW25-8-15，2台（1用1备），Q=8.0m³/h，H=15m，N=2.2kw。
（6）中间水池
设置目的：
用于存储沉淀池的上清液。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构
规格尺寸：
L×B×H=4.0m×1.0m×4.5m；
配置设备：
提升泵1台，型号：
80PWF-100，流量72m3/h，扬程12.5m，功率5.5KW。
（6）污泥浓缩池
设置目的：
用于浓缩污水处理过程中生产的污泥。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构，有效容积V=51m³
规格尺寸：
L×B×H=5.0m×3.7m×3.0m。
配置设备：
选用Ⅰ-1B2吋污泥泵，2台（1用1备），Q=8.85m³/h，H=80m，N=3kw。
（7）过滤器基础
设置目的：
用于安装钢制自动反冲洗无阀过滤器。
设计计算：
1座，采用毛石砼结构基础。
规格尺寸：
Φ=4.0m。
配置设备：
钢制无阀过滤器1台，型号SYG-70
（8）反冲洗水池
设置目的：
用于接收反冲洗排水阀排出的污水。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构，有效容积V=16m³
规格尺寸：
L×B×H=5.0m×1.2m×3.0m。
配置设备：
污水提升泵1台，型号：
WQK8-12QG，流量8m3/h，扬程12m，功率0.75KW。
（9）回用水池
设置目的：
暂时储存处理消毒后的清水，采用次氯酸钠消毒。
设计计算：
1座，采用半地上式钢混结构，有效容积V=42m³
规格尺寸：
L×B×H=5.0m×3.0m×3.0m。
（10）污泥干化池
设置目的：
用于干化污水处理过程中生产的污泥
设计计算：
2座，采用地上式砖混结构，有效容积V=68m³
规格尺寸：
L×B×H=10.5m×2.5m×1.5m×2座。
（11）压滤机基础
设计尺寸：
L×B×H＝1.0m×0.25m×1.0m×2个，两个基座之间中心距离3.43m
结构形式：
钢混（上部棚架）
数量：
1座
功能及作用：
安放压滤机
设备配置：
选用机械压滤机BAMJ60/800-251台，过滤面积60m2，板框数46块，滤室容积752L，功率3KW。
（12）操作管理房
设置目的：
主要用于放置风机、消毒器、投药设备等。
设计参数：
2间；
规格尺寸：
L×B×H=3.0m×3.0m×3.0m×3间
结构：
采用地上砖混结构。
赫章县青松煤矿矿井废水处理工程采用的主要土建构筑物见表3-1
表3-1主要土建构筑物一览表
序号
构筑物名称
规格尺寸（L×B×H）
数量
结构形式
1
石灰池
1.5m×1.5m×1.2m
2座
地上式钢混结构
2
中和池
5.0m×1.0m×4.5m
1座
半地上式钢混结构
3
调节池
14.7m×5.0m×4.5m
1座
半地上式钢混结构
4
絮凝池
1.85m×1.85m×4.5m
2座
半地上式钢混结构
5
沉淀池
12.55m×4.0m×4.5m
1座
半地上式钢混结构
6
浓缩池
5.0m×3.7m×3.0m
1座
半地上式钢混结构
7
反冲洗水池
5.0m×1.2m×3.0m
1座
半地上式钢混结构
8
回用水池
5.0m×3.0m×3.0m
1座
半地上式钢混结构
9
污泥干化池
10.5m×2.5m×1.5m
2座
半地上式钢混结构
10
无阀过滤器基础
Φ=4.0m
1座
毛石砼结构
11
压滤机基座
1.0m×0.25m×1.0m
2个
钢筋混凝土结构
11
管理房
3.0m×3.0m×3.0m
3间
半地上式砖混结构
2、主要设备选型
（1）污水提升泵
选用提升泵3台（两用一备），型号：
80PWF-100，流量72m3/h，扬程12.5m，功率5.5KW。
该泵主要用于将均质均量后的煤矿废水提升至絮凝池和过滤器中。
（2）加药装置
加药装置采用加药桶高位投加，搅拌药剂使用空气搅拌，采用电磁阀与水泵同步启动,调节阀控制流量。
（3）污泥泵
选用ZW25-8-15，1台，Q=8.0m³/h，H=15m，N=2.2kw。
它具有方便排泥、运行稳定、操作简单等特点。
（5）上清液回流泵
选用WQK8-12QG,1套,Q=8m³/h，H=12m，N=0.75kw。
（6）无阀过滤器
选用SYG-70型钢材无阀过滤器1台，Φ=3.600mm，H=4500mm，处理能力为70m³/h，主要技术参见表3-2.
表3-2SYG型重力式无阀过滤器主要技术参数
进水水头
（mH
O）
平均滤速
（m/h）
滤料厚度
（mm）
平均反冲洗强度
（L/s.㎡）
排泥周期
（h）
排泥时间
（min）
8～12
9.82
800
6～8
24～48
3～5
该设备是我公司根据“重力过滤和虹吸反冲洗”的原理研究开发的新型高效过滤器，无需设施反冲洗水泵或水塔。
它具有工艺先进、过滤效果好、结构紧凑、占地面积小、操作简单、管理维护方便等优点，广泛应用于中小型工业给水、煤矿废水末端过滤工艺。
（7）电控柜
采用非标制作的电控柜，1台，主要用于控制提升泵、加药装置等设备。
（8）附属装置
根据环保部门的要求，污水处理站装设独立电表和达标排放管道单独安装水表。
六、投资估算
1、投资估算依据
（1）贵州省建筑工程计价定额（2004年版）。
（2）贵州省安装工程计价定额（2004年版）。
（3）设备价格按照设备制造厂家报价，材料价格参照毕节地区当地材料价格。
（4）其他按市场价格确定。
2、主要设备费
表4-2主要设备及材料报价一览表（单位：
万元）
序号
设备名称
型号
参数
单位
数量
单价
（万元）
总价
（万元）
1
搅拌电机
H=0.75kw
台
3
0.085
0.255
2
污水提升泵
80PWF-100
Q=72m³/h，H=12.5m，N=5.5kw
台
3
0.45
1.35
3
投药泵（PAC）
PT-02
流量：
22-110L/h，功率：
60W
台
1
0.25
0.25
4
投药泵（PAM、NaCLO3））
KCS-3
流量：
0.3～1.9L/h，功率：
25W
台
2
0.21
0.42
5
污泥泵
ZW25-8-15
Q=8m³/h，H=15m，N=2.2kw
台
1
0.25
0.25
6
搅拌桶
φ1200
套
4
0.060
0.24
7
回流泵
WQK8-12QG
Q=8m³/h，H=12m，N=0.75kw
台
1
0.15
0.15
8
污泥泵（螺杆泵）
Ⅰ-1B2吋
Q=8.85m³/h，H=80m，N=3kw
台
1
0.36
0.36
9
无阀过滤器
SYG-80
Q=80m³/h。
过滤流速9.82m/h
台
1
7.15
7.15
10
板框压滤机
BAMJ60/800-25
过滤面积60m2，滤室容积752L。
套
1
5.52
5.52
11
电控柜及线缆
非标
套
1
0.85
0.85
12
斜管
52
M2
0.08
4.16
13
安装材料
管道，阀门等
批
1
0.75
0.75
14
合计
贰拾壹万柒仟零伍拾元整（￥21.705万元整）
4、设备及安装工程费用
表4-3设备及安装工程费一览表
序号
项目名称
金额（万元）
备注
1
设备及材料费
21.705
2
安装调试费
5.5
3
运输搬运费
1.6
4
税收
0.982
合计
贰拾玖万柒仟捌佰柒拾元整（￥29.787万元整）
注：
土建部分由矿方负责修建，我公司可提供设计施工图并派专人负责指导。
七、运行费用估算
1、药剂费用：
（1）、絮凝剂：
聚合氯化铝（PAC）单价：
2600元/吨
平均投加量50mg/L（吨水投50克，折合人民币0.13元）
则处理每m3水所需PAC费用：
50mg/L×2600元/吨×10-6=0.13元/m3
（2）、助凝剂聚丙烯酰胺，投加量10克/吨单价8000元/吨
10mg/L×8000元/吨×10-6=0.08元/m3
小计处理每m3水所需药剂费用：
0.13元/m3+0.08元/m3=0.21元/m3
2、消毒剂费用
消毒剂：
次氯酸钠（NaCLO3）单价：
3000元/吨
平均投加量20mg/L（吨水投20克，折合人民币0.06元）
则处理每m3水所需PAC费用：
20mg/L×3000元/吨×10-6=0.06元/m3
小计：
0.06元/m3。
小计处理每m3水所需药剂费用：
0.21元/m3+0.06元/m3=0.27元/m3。
3、设备电费：
表5-1主要设备装机功率和运行功率统计表
序号
设备名称
功率
（kw）
数量
（台）
总功率
（kw）
同时运行时间
（台）
每天运行时间
（h）
每天用电量（kwh）
1
污水提升泵
5.5
3
16.5
2
24
264
2
污泥泵
2.2
1
2.2
1
2
4.4
3
回流泵
0.75
2
1.5
1
1
0.75
4
搅拌电机
0.75
3
2.25
3
24
54.0
5
污泥泵（螺杆泵）
3.0
1
3.0
1
2
6.0
6
压滤机
3.0
1
3.0
1
2
6.0
7
系统设备总功率
（1+…+6）
8
每天耗电量
（1+…+6）
电费：
335.15（kw.h）×0.50（元/kw.h）÷24（h）÷70=0.099元/m³。
4、人工费用：
煤矿废水处理站管理人员设置2名，工资为1000元/月.人，按处理水量计算人工费用2人×1000（元/月.人）÷30d÷1680m³/d=0.040元/m³
5、运行费用：
0.27+0.099+0.040=0.409元/m³
第二部分赫章县青松煤矿生活污水处理工程
一、设计依据
1.《中华人民共和国环境保护法》
2.《中华人民共和国水污染防治法》
3.《贵州省环境污染物排放标准》（DB52/12-1999）；
4.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
5．《污水综合排放标准》（GB8978―1996）一级标准
6.业主提供的相关资料及参数
7．现场勘察
二、设计原则
1、贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家规定的相关法规、规范及标准；
2、根据实际地形条件，进行合理的规划布局；
3、根据当地换吧部门的水环境保护要求，通过技术经济对比分析，确定最佳的煤矿生活污水处理工艺流程及处理技术，确保处理后出水达标排放。
同时也要避免对周围环境造成二次污染；
4、经济合理，投资省、运行成本低，操作管理和维修方便。
三、设计水质水量
1、设计处理水量
根据业主提供的相关技术基础资料和我公司技术人员的限产踏勘，该煤矿人员编制为523人，平均每人每天用水量按250L计算，则用水量为：
131m3/d，污水形成率取80%，因此生活污水排放量为105m3/d（即：
4.4m3/h），则设计污水处理量按5m3/h进行方案设计。
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