一、項目概況
1.項目背景
某煤礦成立于1958年，現(xiàn)有職工3，000多人，年產(chǎn)無煙煤130多萬噸，日排放污水5，000m³。
根據(jù)國家環(huán)境保護法規(guī)及有關(guān)規(guī)定，必須對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水進行處理并實施達標(biāo)排放。

2.污水排放量及排放規(guī)律

該礦所排放的污水主要來源于采煤廢水，全礦采用三班制生產(chǎn)，每天抽水量合計約為5，000m³/d。

3.污水水質(zhì)狀況
根據(jù)該企業(yè)提供的當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門水質(zhì)監(jiān)測報告，指標(biāo)如下：
 
污染項目 CODcr（mg/L） SS（mg/L） pH值
數(shù)值     171－294      266－286   2.71－4.33

4.煤礦污水特點概述

煤礦礦井排水的特點是水量大。同時由于該礦礦床中含有游離二氧化碳、游離硫酸，同時礦床中的硫化物、腐殖質(zhì)等無機物、有機物與富含氧的水發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，使該礦床所排污水形成了酸性水，pH值為2.7－4.3。由于礦床中的裂隙水往下流的過程中把煤層中的細小顆粒帶走，所以廢水中往往含有懸浮狀態(tài)的礦物和煤粒。同時，礦井排水又受到開采過程中的人為污染。該煤礦所排污水水量較大，呈酸性，其污染程度較一般工業(yè)廢水輕，這為其以后回用提供了條件。

二、污水處理站設(shè)計技術(shù)方案

1. 設(shè)計處理規(guī)模

設(shè)計處理能力：Q=5，000m³/d。污水處理站按三班制運行設(shè)計，平均處理水量為210m³/h。

2.設(shè)計進水水質(zhì)

污染項目        CODcr（mg/L） SS（mg/L）  pH值
數(shù)值              400          400        2.7

3.污水處理采用的排放標(biāo)準(zhǔn)

采用GB8978－1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中表4的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
污染項目 CODcr（mg/L） SS（mg/L） pH值
數(shù)值         100        70         6－9

4. 設(shè)計原則

 本方案設(shè)計主要從以下幾個方面來考慮：
 4.1認(rèn)真執(zhí)行國家的有關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用目前國內(nèi)最先進的治理方案。
 4.2 總的治理原則是：因水而宜，分而治之，終端處理。
 4.3在采用先進水處理工藝、確保出水水質(zhì)達標(biāo)排放的同時，力求簡單實用，提高系統(tǒng)的自動化程度，以方便管理。
 4.4 所選用的工藝設(shè)施具有技術(shù)的成熟性、運行的安全性和水質(zhì)的穩(wěn)定性，在降低一次性投入的同時，運行成本要低，并具有可持續(xù)發(fā)展性。
 4.5 污水處理站的維修方便。

5.污水處理

 該礦廢水屬于酸性水質(zhì)。對酸性廢水的治理是首先采用中和處理。常用的方法有：酸、堿廢水相互中和，投藥中和和過濾中和法等。用酸、堿廢水相互中和法本礦不具備條件。過濾中和法不適用本礦的污水。所以，采取“投藥中和法”為最佳治理方案。投藥中和法是應(yīng)用廣泛的一種中和方法。最常用的堿性藥劑是石灰，有時也選用苛性鈉，碳酸納等。由于石灰就地取材，價格便宜，故采用石灰作中和劑。投加石灰中和分干投和濕投兩種。對酸性廢水的中和處理，干投法設(shè)備簡單，但反應(yīng)不易徹底，而且較慢，其投加量為理論值的1.4~1.5倍。濕投法設(shè)備較多，但反應(yīng)迅速，投加量為理論值的1.05~1.1倍。綜合考慮，我們采用的是濕投法。本工藝法處理所產(chǎn)生的污泥，用于本礦的鍋爐燃燒，而污泥中存有大量的煤粉和一些石灰，其中石灰在鍋爐燃燒中能起到固硫作用，減少對大氣的污染。一舉兩得?？紤]到該礦所排放的廢水，在枯水期和雨季水質(zhì)較差，如果僅采用一級沉淀，難以達標(biāo)。如果采用二級沉淀，不僅占地面積大，投資也大。權(quán)衡利弊，決定采用：“中和處理＋沉淀＋混凝氣浮”的工藝對該廢水進行處理。同時，對整個氣浮池系統(tǒng)安裝了避風(fēng)、避雨裝置，即使在惡劣的氣象條件下，當(dāng)一級沉淀達不到設(shè)計要求時，經(jīng)過氣浮裝置處理的廢水仍能達到國家所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時也為廢水處理后回用創(chuàng)造了條件。為了提高氣浮效率，降低運行成本，在絮凝劑和助凝劑的選擇和用量上我們用該礦所提供的廢水做了條件實驗，選擇了最佳的絮凝劑和助凝劑，并確定了最佳的投藥量。

6.污泥處理

污水處理中的污泥處理和處置技術(shù)在我國還剛剛起步，在全國現(xiàn)有污水處理設(shè)施中有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到1/4，處理工藝和配套設(shè)備較為完善的還不到1/10能夠正常運行的為數(shù)不多，污泥直接排放造成的二次污染必須予以高度重視。我國傳統(tǒng)的污泥處理和處置存在基建投資大、負荷低、安全性要求高、運行管理難度大、運行經(jīng)驗缺乏等問題，所以造成設(shè)備閑置，浪費極大。我國存在大量小型污水處理廠，其污泥絕大部分未能得到妥善處置，污泥處置已經(jīng)成為污水處理站設(shè)計、運行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥處理和處置不僅是我國而且是世界面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。關(guān)于污泥脫水的方法，一般有自然干化（干化場）、機械脫水、污泥烘干及焚燒等。結(jié)合本礦特點本方案采用先進的機械脫水法。

7. 污水處理工藝流程圖

 
8.工藝流程說明

根據(jù)該污水呈酸性的特點，首先對該污水進行中和處理，使pH值達中性左右，然后進入輻流式沉淀池自然沉降，使CODcr、SS初步去除，然后再通過淺層超效氣浮池進行混凝氣浮處理，最終出水清澈透明，完全可優(yōu)于國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
沉淀池污泥和氣浮池化學(xué)絮凝污泥經(jīng)污泥池收集后經(jīng)污泥濃縮池濃縮進入帶式壓濾機進行壓濾至含水率為70％左右，然后摻入煤中燃燒或運出廠外填埋。

9.本工藝流程中采用的特色技術(shù)

9.1、物化混凝段采用國內(nèi)最先進的KROFTA淺層超效氣浮凈水器。該設(shè)備不同于傳統(tǒng)的氣浮設(shè)備，它是將傳統(tǒng)氣浮采用的“動態(tài)進水，動態(tài)出水”改變成“靜態(tài)進水，靜態(tài)出水”，成功地應(yīng)用了“零速度原理”和“淺池理論”，集凝聚氣浮、撇渣、沉淀、刮泥于一體，是一種高效的水質(zhì)凈化設(shè)備。其優(yōu)點是：
（1） 應(yīng)用“淺池理論”設(shè)計，有效水深只有550cm是傳統(tǒng)氣浮的五分之一，使設(shè)備占用空間大大減小。由于對進出水的巧妙隔離，使懸浮物、油脂的分離不受上升和下降流速的影響，氣浮分離時間只有3min，是傳統(tǒng)氣浮的十分之一。
（2） 微細氣泡與絮粒的粘附發(fā)生在整個氣浮分離過程，沒有氣浮死區(qū)。
（3） 用螺旋泥斗清渣，在任一時刻消除的浮渣都是池內(nèi)浮起時間最長的浮渣，也就是說固液分離最徹底，而且浮渣是瞬時清除，隔離排出，對水體幾乎沒有擾動。
（4） 采用旋轉(zhuǎn)布水、集水、撇渣和穩(wěn)流裝置新結(jié)構(gòu)，控制池內(nèi)紊流現(xiàn)象，反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)、清水區(qū)始終保持穩(wěn)定。

9.2在中和反應(yīng)工藝中，采用連續(xù)式全自動石灰乳制備投加系統(tǒng)，自動化程度高，大大減輕了工人的勞動強度。

9.3應(yīng)用了我們自己研制的節(jié)能型高效靜態(tài)混凝反應(yīng)器。使用該裝置能控制最好的混合形式、反應(yīng)方式和反應(yīng)時間，藥水混合效果好，反應(yīng)較徹底，能充分發(fā)揮藥劑的作用，降低加藥量，使運行費用進一步降低。同時無需另加動力設(shè)備。

9.4絮凝劑和助凝劑的投加全部由隔膜計量泵控制，可大大節(jié)省藥劑用量。

9.5針對物化混凝處理而專門設(shè)計的投加藥系統(tǒng)，可嚴(yán)格控制藥劑的水解度、溶解時間，大大提高投藥效果。

9.6 pH值的控制采用國際上先進的pH值在線監(jiān)測;中和劑的投加采用自動控制。

9.7 上污泵的開停由液位控制器控制，液位上限和下限可自動報警。加藥計量泵和上污泵為同步控制。

9.8 污泥處理采用了目前國內(nèi)最先進的機械脫水方式，用帶式壓濾機進行脫水，脫水后污泥直接外運。

10. 污水處理效果預(yù)測

該污水的治理重點放在處理水中的CODcr和pH值的調(diào)整上，在處理CODcr的同時，水中的SS也得到一定的凈化，現(xiàn)將各單元處理CODcr及SS的效率情況，列表計算如下：
處理單元 項目 主要污染物
                CODcr（mg/L） pH值 SS（mg/L）
中和反應(yīng)池 進水 400            2.7    400
           出水 400            7.5    400
           去除率（％）     00

輻流式沉淀池 進水 400          7.5    400
             出水 280          7.5    320
             去除率（％）   30~20

淺層超效氣浮池 進水 280        7.5    320
               出水 84         7.0    16
               去除率（％） 70~95
從上表可以看出，處理后水質(zhì)完全優(yōu)于國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，且留有相當(dāng)大的余地。如果該處理后水白白排放掉實在可惜，經(jīng)消毒處理后完全可回用于企業(yè)辦公樓，住宅樓沖廁，沖地坪和澆花草用。如再加一級過濾工序，處理后水可達到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。

11. 主要構(gòu)筑物概述

11.1 調(diào)節(jié)池

主要功能：均化水質(zhì)，調(diào)節(jié)水量。根據(jù)該礦排水規(guī)律，調(diào)節(jié)池必須有4個小時的儲水調(diào)節(jié)能力，才能保障污水處理穩(wěn)定運行。

11.2 中和反應(yīng)池

主要功能：進行酸堿中和，調(diào)整廢水的pH值。

11.3 輻流式沉淀池

主要功能：去除靠重力自然沉降的懸浮物.
采用園形鋼砼結(jié)構(gòu)，選用設(shè)有中心傳動刮泥機的輻流式沉淀池。

11.4 淺層超效氣浮池

主要功能：通過加藥絮凝，去除廢水中大部分CODcr和懸浮物，使處理水達標(biāo)排放。
采用淺層超效氣浮裝置。該裝置是一種高效的水質(zhì)凈化設(shè)備，其水力停留時間僅為傳統(tǒng)氣浮的十分之一。
配套設(shè)備有：溶氣罐，空壓機，回流泵，減速機等。
采用園形鋼砼結(jié)構(gòu)，二座。

11.5 污泥池

主要功能：貯存輻流式沉淀池定期排放的污泥和淺層超效氣浮池產(chǎn)生的化學(xué)絮凝污泥。
方形鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式。

11.6 污泥濃縮池

主要功能：對污泥進行濃縮，減少污泥體積，為污泥壓濾創(chuàng)造條件.。
采用園形鋼砼結(jié)構(gòu)。上設(shè)中心傳動刮泥（濃縮）機。

11.7 壓濾機房

單層磚木結(jié)構(gòu)。

11.8 配藥加藥間

單層磚木結(jié)構(gòu)。

11.9 石灰乳制備、投加及石灰倉庫

單層磚木結(jié)構(gòu)，建筑面積42m2。

11.10 操作人員值班室和配電房

單層磚木結(jié)構(gòu)，分成兩間，建筑面積42m2。

11.11全自動石灰乳制備系統(tǒng)

整套系統(tǒng)由：干粉投加器、Y型過濾器、溶液連續(xù)制備系統(tǒng)、計量泵、脈動阻尼器、變頻器、電動沖程控制器和PLC控制柜等組成。

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