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技术文件1矿井水处理系统设计方案（初步设计）宜兴市环球水处理设备有限公司技术部编制2011年8月7日技术文件2目录一、工程范围二、前言2.1、处理站现状2.2、要求设计原则和思路2.3、基本条件和数据2.4、设计范围2.5、设计依据及规模2.6、矿井水进水水质2.7、经处理后水质标准要求三、设计、制造、检验标准及规范四、工艺流程及说明五、设备制造技术参数六、自控说明七、水处理间总体布置八、土建工程与公用工程九、成本分析十、系统设备材料供货范围十一、技术资料及交付进度十二、技术服务和设计联络十三、产品的技术服务和售后服务的内容及措施技术文件3一、工程范围1、本技术规范是根据业主要求，为煤井水处理系统矿井水排放量为2400m3/D。2、工程范围包括设备的供货、安装、调试等总承工程，并应协助业主办理投产验收手续。3、各管口的交界面为各进水集水池的进水口与排放池排水口。二、前言2008年8月矿井改扩建后的生产能力为2.4Mt/a。按设计，在主井工业场地已建成矿井水2400m3/d处理站一座，排出的矿井水经混凝、沉淀等处理后用作选煤厂生产用水。处理后的水质经检测基本符合GB20426-2006煤炭工业污染物排放标准新（扩、改）建生产线排放标准限值规定及《选煤厂用水水质标准》的要求。为了积极响应国家节能减排政策，注重环保效益，在现规模为2400m3/d处理站的基础上，改造成一座矿井水深度处理站，将井下排水进行处理后全部再生利用，回用于地面和井下生产，即解决了周边污染问题，又节约了水资源。2.1、处理站现状一）现矿井水处理站占地面积约为434m2,，并配有2×600m3储水池。二）配置主要设备及参数1、净化器本体2组，型号：GJX-100；规格：9000×3000×4500；处理水量：100m3/h；内置斜管：DN25;设备材质：Q235环氧防腐。生产厂家：宜兴海华环保设备有限公司。2、加药装置2套，型号：TY-0.6；处理能力：100m3/h；规格：1600×750×2600mm；工作压力：常压MPa；生产厂家：宜兴海华环保设备有限公司。3、二氧化氯发生器2台，型号：KW-400；工作电压：380伏；规格：1000×800×1250；功率：4、8千瓦；生产厂家：宜兴海华环保设备有限公司。4、自控装置2套，井下排水处理柜AP1一台；井下排水处理PLC控制柜一台；工技术文件4控机一套。中电加成自动化有限公司提供及安装调试。三）工艺流程根据工艺要求(工艺流程详见下图)，对主要设备进行集中监视和控制，操作员在集控室内通过上位机界面可对设备进行操作。井下排水处理流程图四）存在问题1、2组净化器已运行2年多，内部件需待检确认是否损坏更换或改造。2、现2组净化器反冲洗为手动操作阀，没有实现自控。3、由于没有设计调节沉淀池及设施，一是作为矿井水排至地面后的缓冲，二是作为大量煤泥的沉淀，其水质处理时间上难以调解保证。4、矿井水每天排出时间及次数不确定性，矿井水中的悬浮物含量变化无常（高达1000），因而加药沉淀效果欠佳，很难稳定处理出好水质，不能适应井下生产回用水。（出水≥30g/ml）。5、2组净化器的排污阀速度出水很快，地沟出水速度跟不上排污阀出水速度，经常出现地沟大量煤泥水外溢。需要改造地沟或排污阀。7、二氧化氯发生器装置应根据出水浊度和流量实现自动加药，但目前没有实现自动，原因如下：（1）出水管道上没有装备浊度仪和流量计，无法监视出水浊度和流量。（2）此装置没有投入使用已达一年之久，对井下矿井水不需要消毒的说法，需进一步确认。（3）此装置的加药系统不具备电控功能（需要带变频器的电机和加药泵或其他可电控方案）。井下排水净化器一体化水处理设备选煤厂生产清水池选煤厂循环水池排泥污泥池选煤厂煤泥水系统加药技术文件58、水质处理结果没有设置在线检测系统，不便直接观察，间接替代化验室的化验结果。2.2、要求设计原则和思路一）要求设计原则1、认真贯彻国家关于水资源保护的方针和政策及可持续发展战略，符合国家的有关法律、规范、标准。2、本工程属于技改项目，即集整体设计、改造（原有设备）、安装（新设备）、调试、验收、运行，质保一年的机电自控一体化，水质达标、处理成本低的一揽子工程。3、在现有构筑物的基础上，并符合矿井工业广场地统一规划范围内，作整体布置设计新构筑物及设施，尽量减少占地面积。4、保留现有设备单元及工艺流程。新增设备及工艺流程对现设备及工艺流程的日常运行不能有影响。其衔接安装要有详细进度描述。5、鉴于上述存在问题，事前须派工程技术人员到场勘查确认，并出具详细的改造方案，以此为基础，作整体设计。二）要求设计思路1、因矿井水排量及时间上的不确定，需拟在现流程前端设增调节沉淀设施（水池或灌）。其水量达到一定高度时通过泵自控提升到现有一体化净水处理设备中，减少流量变化对一体化净水设备的负荷冲击，缓解大量煤泥在净化设备中的沉积，提高及确保处理水水质。2、调节沉淀设施（水池或灌）内的沉积煤泥应设置机械刮泥或清挖装置，或沉积量大时自控排放到管路内。3、为使煤泥水零排放，应在五平台空闲处建一坐600m3蓄水池，将收集的水排到水深度处理站进行再处理回用，这样从根本上真正做到了闭路循环零排放。4、所属区域管线较为复杂，为避免工程遇阻，应事先到现场勘查了解其布置及确认通畅情况。对管径及衔接每一节点作出详细改造及安装设计。5、设计时对现有系统流程不合理部分进行设计改造，但不能影响正常使用，通过阀组切换使新、旧系统兼并运行。整体工艺流程须采用自动化控制和监测，及在线监测仪表监控水质。技术文件62.3、基本条件和数据一）矿井服务年限矿井服务年限为41.3年。二）气象条件1、气候类型：本地区属中温带、大陆性气候，冬季寒冷，夏季炎热干燥风沙严重。2、气温年平均气温6.5℃；日最高气温37.7℃；日最底气温-29.1℃；3、降雨量全年降水量为247.0～491.2mm；雨季集中在6~9月份；三）工程地质条件井底海拔高度+1039m；当地土壤性质：属松散黄土；最大冻土深度为1.5m；地震烈度：7。2.4、设计范围煤矿矿井水深度处理工程主体工艺（含现工艺及设备改造）设计；相关非标设备、配套设备及辅助设备的功能设计；电气仪表自控设计；给排水设计；采暖通风设计；建筑结构设计（含调节平流沉淀池和事故水池）等。2.5、设计依据及规模1）根据原矿井设计提供水文资料及近三年矿井2#层生产期矿井水排量的实际情况，又考虑到矿井开采3-5#层过度期及扩能生产期，按其正常涌水量为80m3/h，最大涌水量为120m3/h，加上生产用水排量为依据；其规模按处理能力为每小时100m3/h，故处理能力按2400m3/d设计。2）该工程是处理整个煤矿生产井产生的废水，整个污水处理的处理能力和处理阶段分以下部分：技术文件7A、煤井水处理系统矿井水处理量为：Q1=100m3/h运行方式：三班制B、后续矿井水深度处理（生活饮用水处理系统）：处理量按Q2=100m3/h的系统进水计算，运行方式：三班制C、系统中排出的污泥处理运行方式：间歇方式经过整个处理系统后，出水水质达到《生活饮用水卫生标准》和《井下消防、洒水用水水质标准》、《煤炭工业污水物排放标准》。2.6、矿井水进水水质通过取原水水样，（投标单位设计时必须按要求重新取样化验）经相关检测部门进行了水质卫生检测，具体水质见下表：序号检测项目检测结果01PH值8.1302悬浮物，mg/L9203化学需氧量（CODcr）,mg/L17504生化需氧量（BOD5）5605浊度，NTU23506电导率，μS/cm75307总硬度(以CaCO3计),mg/L25908全盐量(TDS),mg/L46409氯化物,mg/L18.910总有机碳,mg/L2.111矿物油,mg/L0.622.7、经处理后水质标准要求矿井水深度处理后要求达到的水质标准如下：根据煤矿液压支架和采掘设备用水水质指标，结合目前国家煤炭总局所要求的“六大系统”中的供水施救系统需在井下安装供人饮用水的装置，其标准为饮用水标准。综合列出下表的水质指标要求：技术文件8序号项目限值1菌落总数（CFU/mL）小于1002总大肠菌群不得检出3游离余氯≥0.05mg/L4PH值6．5~8.55浑浊度＜1NTU6色度≤15度7臭和味无异臭、异味8CODMN≤3mg/L9肉眼可见物未见异物10三、设计、制造、检验标准及规范1）、设备的设计、制造、安装标准1、煤矿矿井初步设计、环境影响报告及其矿井原始水质资料；2、《生活饮用水卫生标准》GB5749-20063、《室外排水设计规范》GB50014-20064、《反渗透水处理设备》CJ/T119-20005、《工业企业设计卫生标准》TJ36－19796、《工业企业厂界噪声标准》GB12348－19907、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-928、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-929、《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GBJ63-9010、《自动化仪表选型规定》HG20507-9211、《煤矿工业矿井设计规范》GB50215－9412、《煤炭工业给水排水设计规范》MT/T5014-9613、《煤炭工业矿区总体设计规范》MT5006－9414、《煤炭工业矿区机电设备修理设施设计规范》MT/T5008－9415、《煤炭工业选煤厂设计规范》MT5007-94技术文件9上述规范如有更新，以最新的国家标准及规范为准。2）、现场安装机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231钢结构工程施工、安装及验收规范GB50205钢结构工程质量检验评定标准GB50221排水工程机电设备安装质量检验评定标准SZ-06-99泵安装技术规范SD204-98泵安装工程施工及验收规范GB50275-98建筑排水硬聚氯乙烯管道设计与施工验收规程CECS41-92低压流体输送用焊接钢管GB/T3092-93低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3091-93低压流体输送用大直径电焊钢管GB/T14980-94工业管道工程施工及验收规范GBJ235-82给排水管道工程施工及验收规范现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范建筑电气安装工程施工质量检验评定标准电气装置安装工程电缆电线施工及验收规范工业自动化仪表工程施工及验收技术文件10四、工艺流程及说明4.1、预处理部分A、煤井水处理系统矿井水处理量为：Q1=100m3/h运行方式：三班制泵泵井下排水处理流程图预处理工艺流程简要说明由于矿井废水浊度不稳定，原水经调节预沉池后进入机械澄清池，同时投加石灰乳，再加凝聚剂（PAC），使废水中的小颗粒煤灰颗粒凝聚成较大颗粒的煤灰颗粒而易沉降，设置机械澄清池的目的是为了对矿井废水进行化学澄清，降低矿井废水中浊度的含量和重金属离子的含量，使重金属离子通过化学反应而结晶沉淀，从水体中分离出来；通过机械澄清，可去除水体中的大部分CODCr含量，机械澄清池出水高位自流进入全自动净水器，出水经中间水池至用水点。在前级净化部分设置一台100吨/小时的全自动净水器，通过重力流进入矿井废水分离装置，同时投加凝聚剂（PAM），使原水中小颗粒煤灰颗粒凝聚成较大颗粒的煤灰颗粒通过煤水分离装置去除。全自动净水器是集混凝反应、斜管沉淀、过滤于一体的综合净水装置,经混合器混合后的原水进入矿井废水分离装置的反应区进行再次混凝反应，使PAM与原水充分接触反应，经一级斜板整流区进行固液分离使大颗粒的悬浮物得以沉淀，同时经一级固液分离后的水形成均匀的流态进入斜管区进行二级固液分离，经二次沉淀后的清水由自流通井下排水调节预沉池机械澄清池全自动净水器中间水池污泥池选煤厂煤泥水系统石灰紫外杀菌器PAC石灰PAM技术文件11过滤池顶部布水槽进入过滤池。由调节预沉池、机械澄清池和全自动净水器产生的污泥进入煤泥池，由污泥输送至选煤厂煤泥水系统进行浓缩压滤处理，泥饼外运。过滤池主要去除竖流式沉淀区未通沉降的小颗粒的悬浮颗粒，过滤池内设有多种粒径的滤料，上层为粒径较大的无烟煤滤层，下层为石英砂滤层，下层为砾石承托层。由于过滤层特殊的