1、甘肃省万胜矿业有限公司甜水堡煤矿180m3/h 矿井水&30m 3/h*2 生活饮用水处理系统设计方案内 蒙 古 煤 炭 科 学 研 究 院 有 限 责 任 公 司一、工程概况1.位置交通环县甜水堡矿区位于甘肃省庆阳市环县西北角与宁夏回族自治区盐池县交界处。行政区划属环县甜水堡镇管辖。地理坐标东经 1064514-1064756，北纬 370302-370916。矿区南北走向长（2.49.3）11.7km，东西倾斜平均宽 3.2km，矿区面积约（5.329.66）34.96km 2。环县至吴忠公路（国道 G211 线）经过甜水堡镇。自甜水堡镇向南距环县93km，西峰 251km，西安 523k
2、m，北距吴忠 117km。向北经吴忠距包（头）兰（州）铁路的青铜峡车站 159km，矿区内有简易公路与国道 G211 线相通，交通比较方便。 （见交通位置图） 。2. 矿井水处理设计能力：根据国家环保政策，矿井建设的同时，必须建设矿井水处理站，另外，根据“节约用水、一水多用 ”原则，矿井下排水经处理后可回用于矿井井下消防洒水、选煤生产用水、防火灌浆用水等生产用水，以及办公冲厕用水、场地绿化用水等。建设矿井水处理站，将井下排水处理后回用于生产用水等 ，达到井下污水零排放。不仅解决了矿井水外排引起的环境污染问题，而且节约了水资源，具有明显的经济环境和社会效益。而且目前该地区的水资源匮乏，必须将矿井
3、水进行深度处理达到生活饮用水卫生标准 （GB5749-85）指标，以满足生活饮用水用途，本工程将180m3/h 矿井水全部进行处理成污水综合排放标准GB8978-1996 一级标准排放，并将其中 60m3/h 的矿井水进行深度处理成生活饮用水卫生标准（GB5749-85）的生活饮用水满足煤矿职工生活用水，生活饮用水远期预留二套 2*30m3/h。经过本处理系统污水处理污水回用能缓解本地区煤矿水资源的供需矛盾，有着重大的意义。二、编制依据1、 城市区域环境噪声标准 GB3096-932、 室外排水设计规范 GBJ14-873、 给水排水工程结构设计规范 GBJ69-844、 污水综合排放标准 G
4、B8978-19965、 生活饮用水卫生标准 GB5749-19856、 活性炭净水器 CJ3023-19937、 水处理设备技术条件 JB/T2932-1999三、设计原则1、充分考虑二次污染的防治，要求运行噪声低，处理设施要有密封措施，尽量减小对周围环境的影响；2、系统操作简单，维护管理方便，工程周期短，使用寿命长；3、系统能自动运行，经常性运行费用低，总投资省；3、污泥产生量少，并能保证有可靠的出路；四、编制范围矿井水处理及生活饮用水处理设备选型及构筑物选型计算。五、设计参数1、矿井水水质报告陕西省饮用水产品质量监督检验站检验报告委托单位：万胜矿业有限公司 报告批号：2011GC46 第
5、 2 页共 3页送样编号 水仓 检测编号 2011gc65毒理指标序号 检验项目 单位 检测结果 指标限制 单项判定1 砷 mg/L 0.002 0.01 符合2 镉 mg/L 0.0002 0.005 符合3 铬（六价） mg/L 0.20 0.05 不符合4 铝 mg/L 0.002 0.01 符合5 汞 mg/L 0.0004 0.001 符合6 硒 mg/L 0.002 0.01 符合7 氰化物（以 CN 计） mg/L 0.002 0.05 符合8 氟化物（以 F 计） mg/L 1.6 1.0 不符合9 硝酸盐（以 N 计） mg/L 72.9 10（地下水源限制时20）不符合10
6、 三氯甲烷 mg/L 0.0002 0.06 符合11 四氯化碳 mg/L 0.0002 0.002 符合感官性状和一般化学指标序号 检验项目 单位 检测结果 指标限制 单项判定1 色度（钴铂色度单位） NTU 5 15 符合2 浑浊度（散射浑浊度单位） 4.7 1（水源与净水技术限制时为 3）不符合3 臭和味 无异臭、异味无异臭、异味 符合4 肉眼可见物 无量纲 少量白色悬浮物 无 不符合5 pH mg/L 8.0 不小于 6.5 不大于 8.5 符合6 铝 mg/L 0.02 0.2 符合7 铁 mg/L 0.03 0.3 符合8 锰 mg/L 0.01 0.1 符合9 铜 mg/L 0.
7、05 1 符合10 锌 mg/L 0.05 1 符合11 氯化物 mg/L 2782 250 不符合12 硝酸盐 mg/L 2220 250 不符合13 溶解性总固体 mg/L 8505 1000 不符合14 总硬度（以 CaCO3 计） mg/L 1716 450 不符合15 耗氧量（COD Mn 法，以 O3计）mg/L 2.0 3（水源限制，原水耗氧量大于 6mg/L 时为5）符合16 挥发酚类（以苯酚计） mg/L 0.002 0.002 符合17 阴离子合成洗涤剂 mg/L 0.05 0.3 符合序号放射性指标污水主要为来自来煤矿矿井水，为典型的矿井水，具体设计指标如下：2、水量1）
8、矿井水处理部分根据业主提供的数据为 180m3/d。2）生活饮用水处理部分考虑部分设计余量，设计按：30m 3/h*2 套设计，远期预留一套30m3/h*2(25C)。3、出水水质1）矿井水处理部分出水水质达到井下消防、洒水水质标准GB50383-2006名 称 单 位 数 值悬浮物含量 mg/L 不超过 30悬浮物粒度 mm 不超过 0.3pH 6-9大肠菌群数 不超过 3 个/L2）生活饮用水处理部分出水水质达到生活饮用水卫生标准 （GB5749-85 ）中的相关指标。名 称 单 位 数 值CODCr mg/L 10色度 度 15，并不得呈现其他异色混浊度 度 3，特殊情况5嗅和味 - 不
9、得有异臭、异味肉眼可见物 - 不得含有细菌总数 个/mL 100总大肠菌群 个/L 3检验项目 单位 检测结果 指导值 单项判定1 总 放射性 Bq/L 0.02 0.5 符合2 总 放射性 Bq/L 0.03 1 符合游离余氯 mg/L 在与水接触 30min 后应不低于 0.3mg/LTDS mg/L 1000总硬度 mg/L 4503）设置形式部分设施(主要为水池等构筑物)为室外设置，部分为室内建筑。六、工艺选择1、井下涌水特点煤矿废水虽然经过经过沉淀预处理，水质依然达不到出水标准，其主要含有固体悬浮物、色度、浊度、细菌及 COD。2、工艺确定1） 矿井水处理部分废水主要污染项目为煤粉悬
10、浮物(SS)、色度、浊度、细菌及 COD。色度、浊度主要是水中的煤粉悬浮物引起的；COD 主要是煤粉的自身耗氧量引起的。只要将废水的煤粉悬浮物去除，则色度、浊度、和 COD 就自然降价。水中的细菌大多粘附在悬浮颗粒上，经过混凝、沉淀、过滤可去除大多数细菌，再经消毒，就可达到达到排放要求，并增加消毒装置。因此本项目去除矿井废水中的煤粉悬浮物及有机污染物是废水处理的关键。根据以上论述，本处理系统主要是将该污水经过混凝反应，然后再经过斜管沉淀池，并采用多介质过滤。为了达到出水要求的细菌学指标，出水口还需要增加消毒装置。2） 生活饮用水处理部分由于深度处理要求达到生活饮用水卫生标准GB5749-85
11、还远远不够，因此工艺还需要进一步去除 COD 及其他有机污染物，由于污水处理的已经达到或超过一级排放标准，因此设计再采用活性炭过滤器去除水中的有机物，保护后级处理系统，其核心技术采用反渗透，去除水中的绝大部分污染物确保水质达到设计要求。为了确保细菌指标达到出水要求，后级增加消毒设备与污水处理部分的设备合用。3、工艺流程图1） 矿井水处理工艺PAC矿井水 预沉调节池 潜污泵 静态混合器 一体化净水器 净水池 井下回用水泵 使用点 ClO22） 饮用水处理工艺加药 阻垢剂 净水池 回用水泵软化沉淀池软水箱盘式过滤器 超滤装置 超滤水箱RO 供水泵保安过滤器 RO 装置 纯水箱 供水泵 使用点消毒3
12、） 污泥处理工艺来自一体化净水器及沉淀池的污泥 污泥浓缩池 污泥螺杆泵 离心脱水机 干泥外运 滤液回流至调节池4、工艺简介1） 矿井水处理工艺根据用户废水水质、水量、处理后要求达到的水质标准，结合以往工程的经验及本煤矿的具体情况，提出以上处理工艺。本工艺分废水调节、加药系统、混凝沉淀、过滤及消毒部分。矿井水在矿井下经过提升调节池，在调节池内调匀水质水量后进入混凝反应池，经过投加混凝药剂并反应后进入斜管沉淀池，沉淀池将沉淀大部分 SS，为了达到设计出水要求工艺中设置了混凝、沉淀、过滤及消毒技术技术。经过以上处理工艺出水水质能够达到设计要求。2） 饮用水处理工艺由于矿井水的 TDS（溶解性总固体）
13、及硬度指标超标，因此设计首先对经净水设备处理后的废水采用加药软化的方法，降低反渗透进水硬度，再通过盘式过滤器和超滤装置进行处理，以保护 RO 膜的正常使用，RO 是先进的膜分离技术。经过该装置的处理，出水能够确保满足设计要求。5、工艺特性1）凭先进的技术、精良的制作、优良的出水和良好的服务，该工艺得到了广大用户的欢迎，同时也得到了国家环保局、科委、建设部等有关部委的大力推广。2） 沉淀过滤是一种成熟的物化处理工艺，具有效率高、占地面积小、处理效果稳定。3） 该工艺成熟、可靠。 4） 反渗透系统选用美国 DOW 公司专业生产厂商的标准膜元件，以确保出水水质及水量，提高设备的可靠性，其过程采用全自
14、动控制，可以 24 小时连续运行，满足用户要求。5） 关键器件采用进口品牌，以确保系统的可靠性。七、工艺说明1、矿井水处理部分1） 调节池为使污水处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质，所以设计一预沉调节池，不仅能使井下排水均质、均量，有效地承受井下泵房不定量排水产生的冲击负荷，保证处理设施正常运行；而且能起到很好的预沉作用。在预沉池后端设置调节池，调节池内置潜污泵，以保证一定的额定流量提升至污水处理设备。选用 WQ 型潜污泵两台，1 用 1 备。预沉池上方设置行车式刮泥机，排泥采用泵吸式为了污泥在调节池中沉降。2） 加药装置为了有效地去除水中的煤粉悬浮物，在水中投加絮凝剂，所以在水中
15、投加絮凝剂建议投加聚合氯化铝(PAC) ，PAC 对高浊度、低浊度、低水温、高色度都有较好的混凝效果。它形成的絮凝体快且颗粒大而重，易沉淀，适用的 pH值范围较宽。投加混凝剂后，水中的杂质通过混凝架桥作用生成胶体并与水中其他胶体颗粒进行吸附，使其絮凝生成胶体较大颗粒沉淀物，然后经后道的一休化净水器进行分离处理，达到固液分离的目的。3） 静态混合器静态混合器主要用于原水与药液的混合，在系统中投加凝聚剂通过混合器进行三级微涡叶片混合，使药剂与原水混合均匀。材质采用 FRP 制造。4） 净水器本净水器采用一体化净水处理装置，是集混合、反应、絮凝、集泥、排泥、沉淀、集水配水、及于一体的多元化设备,对进
16、水浊度冲击适应性强。出水浊度控制为 15NTU(进水浊度小于 1000NTU)。在反应采用新技术以加强吸附凝聚效果，沉淀区采用六角蜂窝填料斜管装填方式与水流方向相反。斜管内水流上升流速控制成设定流速，斜管上清水区高度为达到设计的要求、反应室内设置折板布置，使流速梯度值由大到小，使药剂与水多方位接触，水中悬浮物絮凝成疏水性物质，上部出水经过溢流后至沉淀区。沉淀区内进水装置采用多孔板形式，原水与沉降物再次充分碰撞接触 经过斜管填料沉降后，去除几乎所有絮凝体及机械杂质. 经过一定使用条件,还具有除藻功能。出水经过集水穿孔式汇集后至集水槽，再通过配水进入过滤器进行过滤。沉降物经过斜板进入污泥斗,由排泥
17、管靠重力将污泥排至污泥浓缩池，排泥阀采用蝶阀，有由操作人员定期排泥。沉淀出水由配水箱进入各室砂滤池进行过滤，滤料采用高效的双层滤料过滤，在滤料的选用上，考虑到泡沫塑料珠加工制造的困难以及价格高等问题，采用了价格低、强度大、耐摩擦、易冲洗、使用寿命长的无烟煤和石英砂为滤料。5） 中间水池中间水池主要是将过滤水缓冲一下，经提升进入下一道生活饮用水处理工序，其余排放。设计停留时间为 1hr，结构采用钢砼结构。中间水池内设置中间水泵 2 台。中间水池兼作消毒水池、反洗水池及排放水池，内部进行分格处理。6） 二氧化氯发生器为了使系统出水符合生活杂用水标准，必须对自动净水器出水进行杀菌消毒处理，使水中的细
18、菌指标达到设计要求。本工程杀菌剂采用二氧化氯。二氧化氯易溶于水在水中不分解，具有广谱、高效、快速的杀菌效果，其杀菌能力是氯气的 3-5 倍。二氧化氯的发生采用化学法，在负压条件下将氯酸钠水溶液与盐酸定量输送到反应系统中，经过加温、曝气反应、产出二氧化氯和氯气的混合气体，经吸收系统形成一定的二氧化氯混合消毒液，由投加系统自动投加到清水池中。清水池同时兼作消毒反应池。生活饮用水处理部分与污水处理部分的消毒装置合用。2、生活饮用水处理部分1） 超滤装置中空纤维超滤膜分离技术是一种广泛应用于溶液和气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。它利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，膜壁密布微孔，原液在一定压力下
19、通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而较大分子( 分子量大于 10 万)的溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出膜组件，膜不易被堵塞，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。.中空纤维膜是分离膜的一种重要形式。在单位体积膜组件中，中空纤维膜的有效膜面积最大，过滤分离效率高，容易清洗，结构简单，操作方便，在生产过程不产生二次污染。该结构是中空纤维膜结构，由纤维挤压形成。这种纤维具有非对称结构且细如发丝，大约 42 微米（0.0016 英寸）内径为 85 微米（0.0033 英寸） 。数百万支纤维形成一束，在约 150cm 长度处对折，并将等长的多孔塑料管插入束中作给水分布器。该纤维束两端用环氧树脂封装形成一个透水的管板与一个阻水的挡板以防止给水旁流到浓水出口。
