一、項(xiàng)目背景
煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占70％以上，煤炭開采過程中會排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢必對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國40％的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴(yán)重污染。因此，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井污水經(jīng)治理后綜合利用，對礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
隨著政府支持力度的加大和企業(yè)意識的不斷提高，很多企業(yè)對污染物排放治理力度不斷加大，因此，坪上煤業(yè)有限責(zé)任公司提出將該礦達(dá)標(biāo)處理后的《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》GB/T8920-2002及《礦井防塵灑水用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50215-2005 。
二、設(shè)計(jì)原則
1、本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定，保證礦井水處理后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
2、立足國內(nèi)，采用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行的處理工藝，降低工程投資和處理成本；
3、根據(jù)煤礦企業(yè)特點(diǎn)，采用可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，便于管理，減少維修工作量；
4、設(shè)計(jì)中盡量利用設(shè)備和構(gòu)筑物結(jié)合的方法，同時(shí)保證新建礦井水處理設(shè)施高效、節(jié)能，管理運(yùn)行、維修方便；主要凈化處理設(shè)施采用鋼砼結(jié)構(gòu)，確保使用壽命；
5、選擇流程時(shí)盡可能減少運(yùn)行費(fèi)用，降低造價(jià)。
三、工程設(shè)計(jì)
1、處理工藝確定原則
根據(jù)已經(jīng)確定的條件和要求，在污水處理達(dá)到雜用水和防塵灑水用水的總體方案確定中，需遵循以下的原則：（1) 所選工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟，對水質(zhì)變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定便于管理，能保證出水水質(zhì)滿足雜用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；
（2）采用先進(jìn)、合理、可靠的處理工藝，在確保處理效果的前提下，做到工藝流程簡潔、操作簡單、管理方便、占地小、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低；
（3）所選工藝要易于操作、運(yùn)行靈活且便于管理，能根據(jù)水質(zhì)的變化對工藝的運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；
（4）所選工藝及設(shè)備自動(dòng)化程度要高，便于提高操作管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；
2、處理工藝的選擇
（1）礦井污水工藝的選擇：煤礦污水處理在上世紀(jì)80年代采用活性污泥法處理工藝的較多，由于污水中有機(jī)物含量太低，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中微生物得不到最低限度的營養(yǎng)物質(zhì)，形不成沉降性能較好的活性污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)不起來。氧化溝水處理工藝，也存在同樣的問題，由于營養(yǎng)物質(zhì)低，形成的污泥沉降性能差，基本沒有可以回流的污泥，致使氧化溝系統(tǒng)變成了附加曝氣的帶狀平流沉淀池，達(dá)不到處理要求。隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，目前煤礦廢水主要應(yīng)用加藥混凝沉淀的水與泥分離技術(shù)，隨之產(chǎn)生的一體化凈化器是首選設(shè)備，目前在全國煤炭行業(yè)小型污水處理得以廣泛的推廣與應(yīng)用，因此本方案最終決定，采用一體化凈化器作為此次的主體工藝。
（2）礦井污水：采用調(diào)節(jié)沉淀+一體化凈水器+精密過濾和消毒 的核心工藝，詳見工藝流程圖。
3、工藝特點(diǎn)，礦井污水工藝特點(diǎn)
（1）本工藝通過高新技術(shù)，將直流混凝、重力分離、固液分離、直接過濾、虹吸反洗及污泥濃縮等過程有機(jī)融合為一體，在同一罐體內(nèi)完成廢水的多級凈化，實(shí)現(xiàn)了在線式快速連續(xù)高效處理。
（2）處理效率高(廢水凈化時(shí)間根據(jù)SS濃度不同一般只有20-30分鐘，凈化水可回用或排放)。
（3）占地面積小(只有傳統(tǒng)工藝的1/8-1/10，以單臺處理10m3/h廢水的設(shè)備為例，占地面積僅為9m2)。
（4）污泥濃縮快(從設(shè)備底流排出的污泥易脫水、干化快，并且可適用于各種干化和自然干化池場)。
（5）工藝路線短，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，管理操作簡單(每班只需1人兼管，也可實(shí)行自控)。
（6） 投資費(fèi)用低(比國外同類先進(jìn)產(chǎn)品價(jià)格低70%)。
（7）處理效果好，處理出水SS可達(dá)到3～15mg/L，COD去除率可達(dá)到40-99.9%。經(jīng)處理的水可以重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)“零排放”。
4、工藝流程
5、工藝流程說明
礦井污水經(jīng)礦區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)或地下溝渠匯集到污水處理站，進(jìn)入到調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行時(shí)間停留，調(diào)節(jié)待處理污水的水質(zhì)和水量，調(diào)節(jié)池底面的部分煤渣通過行車式吸泥機(jī)抽吸至污泥池，調(diào)節(jié)池的出水由管道泵進(jìn)入煤泥凈化器之，在管道中通過加藥系統(tǒng)對污水進(jìn)行加藥，投加混凝劑PAC和助凝劑PAM，起到加快污水的沉淀、絮凝的目的，加藥后的水再進(jìn)入到煤泥凈化器中經(jīng)沉淀、過濾等一系列處理后，匯集到中間水池，中間水池的水可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步深度處理的水再通過管道泵進(jìn)入雙親可逆過濾器，過濾出水進(jìn)入清水經(jīng)二氧化氯發(fā)生器消毒，供防塵回用。其中煤泥凈化器和精密過濾器需定期進(jìn)行反沖洗，反沖洗采用水反沖洗，水源來自清水池，反沖洗污水返回到調(diào)節(jié)池，與原污水混合，煤泥水凈化器定期排泥，排放到污泥池，污泥池的污泥經(jīng)螺桿泵進(jìn)入帶式壓濾機(jī)，壓干的污泥由汽車外運(yùn)，壓濾的濾液回流至調(diào)節(jié)
（1）調(diào)節(jié)水池：礦井污水經(jīng)礦區(qū)內(nèi)管網(wǎng)或地下溝渠引至調(diào)節(jié)池。由于污水水量和水質(zhì)在不同時(shí)間內(nèi)有較大的差異和變化，為使污水在后序設(shè)備中的正常穩(wěn)定運(yùn)行，特設(shè)調(diào)節(jié)池，把排進(jìn)的高濃度低濃度水混合均勻，起到調(diào)節(jié)水量、穩(wěn)定水質(zhì)的目的，不受污水高峰流量和濃度的影響，確保后級處理系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。污水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水力停留，停留時(shí)間為礦井水2小時(shí)，進(jìn)行污水處理前的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池設(shè)立一應(yīng)急旁通管路，檢修爬梯等基本配套設(shè)施。調(diào)節(jié)池的污水將由污水提升泵調(diào)節(jié)地送入后序處理設(shè)備。調(diào)節(jié)池采用平流式結(jié)構(gòu)，在池頂上安裝有泵吸式吸泥機(jī)，通過液下吸渣泵將沉淀在池底的污泥抽吸到排泥槽進(jìn)入污泥池，在泵吸泥機(jī)上安裝有浮擋刮板，將調(diào)節(jié)池的表面的浮油刮進(jìn)集油槽進(jìn)入污泥池，刮油時(shí)通過調(diào)節(jié)堰門調(diào)節(jié)液面高度確保浮油容易進(jìn)入浮油槽。
（2）全自動(dòng)煤泥凈水器：全自動(dòng)煤泥凈水器利用直流混凝、微絮凝造粒、動(dòng)態(tài)把關(guān)過濾和壓縮沉淀的原理，將污水凈化中的混凝反應(yīng)、重力沉降、動(dòng)態(tài)過濾、污泥濃縮等處理技術(shù)有機(jī)組合集成在一起，在同一罐體內(nèi)短時(shí)間(20-30 分鐘)完成污水的多級凈化。全自動(dòng)煤泥凈化器通過虹吸作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反洗過濾部分，反沖洗水源來自原水，反沖洗后的水并入調(diào)節(jié)池，繼續(xù)進(jìn)行再處理。同時(shí)凈化器定期排泥，泥水混合物排入到污泥池進(jìn)行沉淀后進(jìn)行壓濾處理。
（3）中間水池：經(jīng)過污水處理系統(tǒng)處理后的水，匯集到中間水池，此時(shí)出水達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可作為井下生產(chǎn)用水，以及地表綠化用水、消防用水等提供了可靠的保障。
（4）污泥池：調(diào)節(jié)池的煤渣排至污泥池，同時(shí)全自動(dòng)煤泥凈水器定期排泥，排至污泥池，污泥池內(nèi)煤泥水經(jīng)過時(shí)間停留后，底部含泥量較高的煤泥可直接進(jìn)行銷售。
（5）雙親可逆過濾器：在中間水池的池內(nèi)設(shè)有水泵，將中間水池的水抽至雙親可逆過濾器，過濾器采用纖維作為濾料，過濾精度達(dá)到0.2mm，進(jìn)水壓力為0.25MPa，雙親可逆過濾器的出水進(jìn)入至清水池，二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)生的ClO2進(jìn)入清水池作為消毒劑，出水可作為回用水，作為洗浴及雜用水。過濾器的反洗采用清水作為反洗水源，反洗出水回流至調(diào)節(jié)池。
（6）清水池：清水池作為精密過濾器的出水的貯水池，同時(shí)作為過濾器反洗的水源，一般設(shè)計(jì)為密封形式，以防灰塵或其它雜物的進(jìn)入。
（7）壓濾機(jī)及其配套部分：煤泥凈化器及調(diào)節(jié)沉淀池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥池通過污泥螺桿泵抽至壓濾機(jī)，壓濾機(jī)采用帶式，配套PAM加藥裝置，絮凝系統(tǒng)、皮帶輸送機(jī)等配套設(shè)施。壓出的干污泥由貨車?yán)鑫鬯幚韴觥?/span>
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