煤矿井下废水达标排放处理方案

煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司11.工程概况工程名称为煤矿井下废水达标排放处理设计，工程规模为600m3/d。本次编制的内容为该污水处理工程的施工设计方案，处理能力600m3/d的污水处理站一座。污水处理采用预处理加混凝沉淀工艺，污泥处理采用直接机械浓缩脱水处理工艺，污水处理站占地1500m2。2．设计依据和设计资料·《室外排水设计规范》(GBJl4-2006)·《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)·《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)·《污水综合排放标准》(GB8978-1996)·《给水排水标准规范实施手册》3．设计原则1）、满足环境保护的各项国家有关法规、规范及标准，污水处理达标后达到国家《污水综合排放标准》中的一级排放标准；2）、选择技术先进、处理效果好、运行稳定、可靠、操作管理简单、节能、占地面积小、工程投资省和运行费用低的工艺；3）、充分考虑二次污染防治，噪声低，基本无异味，以免影响周围环境；4）、污水处理系统自动化程度高运行，经常性运行费用低，总投资省；5）、污水处理系统使用寿命长，设备运行可靠；6）、污泥产生量少，并能保证污泥有可靠的出路。4．污水水量、水质和排放标准根据建设单位提供的资料，该煤矿的井下废水水源单一，有机物污染浓度较低，平均排水量为：25m3/h(600T/d)，出水水质要求达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准，污水的进水水质以及所要达到的排放水质标准如表3-1。表3-1污水进水水质和排放水质标准CODcr（mg/l）SS（mg/l）PH污水进水水质1502706-9污水综合排放标准100706-9煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司2PACPAMPAM5．工艺5.1设计规模煤矿井下废水达标排放处理工程简称处理站，根据煤矿现状确定处理站的设计规模为600m3/d。平均流量：Q平=600m³/d=25m³/h总变化系数：KZ=2.24最大流量：Qmax=Q平KZ=56m³/h5.2污水处理工艺的选择本设计工艺主要是处理矿坑废水，其水质特点是色度较深，COD较低，如果采用预处理加混凝沉淀和过滤处理法，不仅可以去除色度，还可以去除一定量的COD，处理后的水能够达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定的一级排放标准。所以，不用再采用生物处理方法。混凝沉淀的基本原理是在废水中投加混凝剂，在废水中形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中细小的悬浮物，而且可以去除色度、油份、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属及有机物等。5.3污水处理流程根据所选的污水处理方案，确定出污水处理流程如图5-1所示：图5-1污水处理流程图采用混凝沉淀法为核心构筑物的污水处理工艺流程，如图5-1所示，煤矿矿废水调节池混凝沉淀达标排放粗提格升栅泵及站细格栅污泥池污脱泥水浓间缩泥饼外运砂滤器煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司3坑废水经原有排水管道汇集后，首先进入粗格栅，经粗格栅拦截水中大块漂浮物后，由潜污泵提升至细格栅，进一步去除污水中细小悬浮物，经细格栅处理过的废水直接流入调节池进行水质水量的调节，以保证后续处理构筑物及处理设备的稳定运行，内设提升泵，由时间继电器控制启泵，用来将调节池里的水提到混凝池里，混凝沉淀池设一座，采用澄清池，澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体的设施，具有效率高，而尺寸小的优点。混凝沉淀池通过搅拌、加药、絮凝和沉淀过程可以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。经混凝沉淀池处理之后的水再经过砂滤器进行过滤，达到要求出水标准，可以直接就近排放到受纳水体。设置一个污泥池，经混凝沉淀产生的污泥含水率为99.2%，排到污泥池后，利用污泥泵将污泥运输到污泥浓缩脱水间，经机械浓缩脱水机脱水后形成含水率小于80%的泥饼，用卡车外运，通过做农用肥料或填埋等方法将泥饼最终处置。5.4处理构筑物及设备的技术参数5.4.1粗格栅及提升泵站来自煤矿井下的废水，先经粗格栅去除较大的漂浮物后，再进入提升泵站，经泵提升后去细格栅井。格栅井设置粗格栅两台，一用一备。采用回转式机械格栅，格栅前后安装启闭机，以便检修和清污。格栅为间断运行，其开停可由以下两种条件控制：格栅前后液位差、定时运行。栅渣排至螺旋输送机，经螺旋压榨机脱水后外运。为了减少泵站的占地面积和土建造价，设计中提升泵采用无堵塞潜污泵，选用三台，两用一备；潜污泵采用自动耦合机构以便安装、检修和更换，提升泵可根据吸水井液位的变化自动开停。（1）构筑物①粗格栅设计流量：Qmax=56m³/hQ平=25m³/h功能：去除污水中较大的漂浮物，以保证污水提升系统的正常运行。煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司4类型：地下钢筋混凝土结构，直壁平行渠道。平面尺寸：L×B=8.9m×2.2m栅渠有效宽度：B=500mm栅渠数：2条②提升泵站设计流量：Qmax=56m³/hQ平=25m³/h功能：提升污水，满足污水处理高程要求。类型：地下式钢筋混凝土结构数量：1座平面尺寸：L×B=3.9m×5.1m（提升泵站与粗格栅合建，污水提升后去细格栅间）（2）主要设备①粗格栅a.粗格栅设备类型：回转式设备数量：2台，一备一用主要设计参数：单台设计流量Qmax=56m³/hQ平=25m³/h栅条间隙b=20mm格栅有效宽度B=500mm栅前水深h=1000mm栅前流速10.7/vms过栅流速0.8/vms格栅倾角60水头损失100hmm控制方式：根据格栅前后液位差或定时由PLC自动控制格栅运行，同时可采用手动控制。煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司5主要材质：不锈钢b.螺旋输送机设备类型：无轴螺旋输送机设备数量：1套设计能力：1m3/h主要材质：螺旋叶片、输送机壳及盖板为不锈钢耐磨衬条（或盖板）为耐磨工程塑料控制方式：与格栅连接，由PLC自动控制，顺序开停。c.螺旋压榨机设备类型：螺旋压榨机设备数量：1套设计能力：1m3/h主要材质：不锈钢②提升泵设备类型：200QW30—22—5.5型潜污泵设备数量：3台（两用一备）设备参数（单台）：流量：Qmax=30m³/hQ平=13.4m³/h扬程：22m电机功率：5.5kW控制方式：根据细格栅吸水池液位由PLC自动控制水泵开停，根据累计运行时间自动轮换，同时可采用手动控制。主要材质：灰铸铁5.4.2细格栅来自煤矿井下的废水经粗格栅去除大的漂浮物，再经污水提升泵提升后，进入细格栅间进一步去除污水中细小漂浮物，在细格栅间配置两台回转式格栅除污机，栅渣经螺旋输送机送至格栅一侧，由螺旋压榨机脱水后与污泥一起运到垃圾填埋场。同样细格栅设计为两格，一用一备。煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司6（1）构筑物细格栅渠设计流量：Qmax=56m³/hQ平=25m³/h功能：进一步去除污水中细小漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。类型：地上钢筋混凝土结构，直壁平行渠道。平面尺寸：L×B=9.2m×4.05m栅渠有效宽度：B=500mm栅渠数：2条（2）主要设备细格栅a.细格栅设备类型：回转式设备数量：2台主要设计参数：单台设计流量Qmax=56m³/hQ平=25m³/h栅条间隙b=8mm格栅有效宽度B=500mm栅前水深h=900mm栅前流速10.8/vms过栅流速smv/85.0格栅倾角60水头损失mmh100控制方式：根据格栅前后液位差或定时有PLC自动控制格栅运行，同时可采用手动控制。主要材质：不锈钢b.螺旋输送机设备类型：无轴螺旋输送机设备数量：1套煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司7设计能力：1m3/h主要材质：螺旋叶片、输送机壳及盖板为不锈钢耐磨衬条（或盖板）为耐磨工程塑料控制方式：与格栅连接，由PLC自动控制，顺序开停。c.螺旋压榨机设备类型：螺旋压榨机设备数量：1套设计能力：1m3/h主要材质：不锈钢5.4.3调节池为了使后续处理稳定运行，针对间歇排放污水的特点，设置一个水质水量调节池，调节池的调节时间为10小时，池内设液位控制系统。安放潜水泵的调节池设有四道液位控制：—中位：启动两台泵—高位：报警，启动备用泵—中低位：关闭备用泵—低位：报警，关闭泵（1）构筑物调节池设计流量：Q平=25m³/h设备数量：3台（两用一备）功能：调解水质水量类型：钢筋混凝土结构。数量：1座有效调节容积：220m3调节池尺寸：L×B×H=10.3m×6.5m×4.5m阀门井功能：检修阀门类型：钢筋混凝土结构。煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司8数量：1座平面尺寸：L×B=1.5m×3.4m（2）主要设备污水泵设备类型：100QW30—22—5.5型潜污泵设备参数（单台）：流量：Qmax=30m³/hQ平=13.4m³/h扬程：22m电机功率：5.5kW控制方式：根据调节池里的液位由PLC自动控制水泵开停，根据累计运行时间自动轮换，同时可采用手动控制。主要材质：灰铸铁5.4.4砂滤器设计流量：Qmax=56m³/hQ平=25m³/h功能：进一步去除水中的污染物型号：CSF-50型外循环连续砂滤器数量：1套处理能力：46-57m3/h安装尺寸：Φ2700mm×6500mm5.4.5混凝沉淀池混凝沉淀池设置一座，采用澄清池，澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体的构筑物，具有效率高，而尺寸小的优点。在澄清池中，沉泥被提升起来并使之处于均匀分布的悬浮状态，在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层，该层悬浮物浓度约在3～10g/L。原水在澄清池中由下向上流动，泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。当原水通过活性污泥层时，利用接触絮凝原理，原水中的悬浮物便被活性污泥渣层阻留下来，使水获得澄清，清水在澄清池上部被收集。煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司9混凝沉淀池除了包括澄清沉淀分离部分外还包括投药、混合、反应几个部分。投药投药分干法和湿法两种。干法是把药剂直接投放到被处理的水中。其优点是占地少，缺点是对药剂的粒度要求较高，投配量较难控制，对机械设备的要求较高，同时劳动条件也差。用得较多的是湿法，即先把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理的水中，投药设备包括投加和计量两部分。通常采用的设备有：耐酸水泵、真空泵及空气压缩机等；常用的设备有：计量泵、浮杯式计量器、转子流量计、电磁流量计等。本工艺采用湿式计量泵投加方式，设备用耐酸型计量水泵。混合药剂投入废水中后发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物体接触，形成小的矾花，这一过程就是混合，大约在10～30秒内完成，一般不超过2min。对混合的要求是快速而均匀，快速是因为混凝剂在水中发生的反应速率很快，需要尽量造成急速搅动以生产大量的细小胶体，并不要求产生大的颗粒；均匀是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。常用的混合种类有水泵混合、管式混合和机械混合三类，本工艺采用管式混合。反应混合完全后，水中产生细小絮体，但还未达到能自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使细小的絮体逐渐成大的絮体。反应设备有一定的停留时间和适当的搅拌强度，让小絮体能相互碰撞，并防止产生大的絮体沉淀。但如搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎。所以沿着水流方向搅拌强度越来越小，反应时间一般为20～30min。（1）构筑物设计流量：Qmax=56m³/hQ平=25m³/h功能：利用絮凝沉淀的原理去除污水中的污染物质，达到预期的水质净化目标。类型：钢筋混凝土结构数量：1座煤矿井下废水达标排放处理工程太原市华特森环境技术有限公司10尺寸：混凝沉淀池有效容积：V＇=61m3混凝沉淀池直径：D=5.6m混凝沉淀池直壁高度：H4=1.6m混凝沉淀池圆台高度：H5=5.6m混凝沉淀池圆台底部直径：DT=2.4m混凝沉淀池球冠高度：H6=1.0m水力停留时间：1.5h（2）主要设备a.搅拌机设备型号：JJ-60CJ