煤矿矿井废水
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***煤矿矿井废水
处理方案设计
一、概述
煤矿开采过程中会产生一定量的矿井水,其主要污染物为SS、COD、石油类和部分金属、非金属元素,有些矿井水中还含有放射性污染物,这些矿井水排放到自然环境中,对农业、土地、森林等资源造成不同程度的破坏。另一方面,煤矿的开采造成大面积地下水位下降。因此,开展矿井水处理、资源化再利用工作具有非常大的环境、社会和经济效益。由此可见,***地区矿井废水治理已成当务之急,是环保工作的重点,也是水污染治理的重点,更是采煤业主不可推卸的义务。
我公司根据业主要求对***煤矿矿井废水处理工程进行方案设计,在进行深入调查、多次与业主沟通基础上,提出了如下处理方案。利用技术先进、操作维护管理简单、运行稳定的处理系统消除污染,使矿井水能够全部达标排放或回用。同时恭请各级领导和专家审查并提出宝贵意见。
二、设计依据
✍甲方提供的水量相关资料(业主提供日废水量为300m3)
✍《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)
✍《给水排水设计规范》(GBJ15-88);
✍《建设项目环境保护管理条理》(1998年)
✍(87)国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”;
✍《室外排水设计规范》(GBJ14-87)及其他相关规范;
✍《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88
✍《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002
✍《采暖通风和空气调节设计规范》GBJ19-87
✍《供配电系统设计规范》GB50052-95
✍《低压配电设计规范》GB50054-95
✍《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
✍《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83
✍《工业企业照明设计标准》GB50034-92
✍《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90
三、设计原则
1、工艺技术经济、实用、可靠,处理后水质能达到国家《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准。
2、保证出水达标的同时,运行费用低。
3、本着技术先进,运行可靠,操作管理简单的原则选择污水处理工艺,使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来;
4、平面布置和工程设计时,结合现状,布局力求紧凑、简洁,工艺流程合理通畅,节省占地。
四、设计范围
1、污水治理设计;
2、构筑物设计;
3、加药装置设计;
五、设计技术指标
1、设计参数:
(1)、日污水量:Q =300m3/d
(2)、平均小时污水量:q平均=12.5 m3/h (3)、最大小时水量:q max=15 m3/h
(4)、变化系数:k=
2、设计负荷:
六、工艺设计
1、工艺流程的选择
煤矿矿井水中的主要污染物为悬浮物(SS),构成这些SS的主要是煤屑、岩粉、粘土等细小颗粒物,尤其是煤粉,其含量为几十到几百毫克/升。而且煤粉能被重铬酸钾等强氧化剂氧化,显示有较高浓度的COD。由于受到煤、废机油、乳化油等污染,矿井水中还含有一定量的油类。
煤矿矿井水的污染物特性可概括如下:
✍矿井水的主要污染物为SS,而且SS中的煤粉是构成矿井水COD 的主要成分;无论是去除污水中的COD还是SS,归根到底是能够有效去除废水中的SS。✍矿井水中的SS含量非常不稳定,不仅同一矿区各矿的矿井水浓度差异较大,并且同一矿井不同时期排水浓度也有很大差异。这对于物化处理而言,在处理装置的稳定运行方面有较大的影响。
✍矿井水中的SS悬浮稳定性好,不易脱稳沉降。
✍矿井水的色度较高。
根据煤矿矿井水的水质特点分析,目前国内外普遍采用混凝沉淀加过滤的工艺进行处理,但关键是在以下几个方面存在差别:
✍具体的处理设施的选择上,如何保证运行稳定、容易操作管理
如斜管沉降池容易堵塞,普通混凝沉淀池出水SS偏高,普通的混凝反应耗药量大且混合不均匀导致出水水质差等等。
✍具体的设计参数选择上,更好的解决好排泥、合理的加药问题、合理的混凝反应问题等
在来水水质水量有变化的时候,常规的混凝沉淀工艺缓冲能力不够,使出水水质波动较大,需要改进。
✍水处理药剂方面
目前国内外的技术差别主要体现在国外的药剂比较先进,有专门的高分子有机絮凝剂。我公司经过大量的工程实践、探索和改进,以形成了针对酸性矿井水、高含盐矿井水、高浊度矿井水处理的系列专用药剂,对保证废水的处理效果和处理成本的降低,发挥了重要作用;
根据我公司的工程实践和实验研究,推荐采用以下工艺来处理煤矿矿井水。
2、矿井水处理工艺流程
矿井废水在流入调节池之前先在井底水仓进行沉淀,沉淀后的水悬浮颗粒较小,单靠自然沉淀无法满足排放水水质标准,所以采用混凝、沉淀的方法。混凝沉淀工艺不但投资少、处理效果好、而且占地面积小。本设计方案的核心设备采用我公司自行研制开发的专有技术设备——“旋流混凝反应器+高效沉淀澄清池”进行废水治理。
矿井水由井下水仓提升至调节池内,经过一级提升泵提升,进入“旋流混凝反应器+高效沉淀澄清池”装置内,在此设备内混凝、沉淀后达标排放。污泥干化处置,干煤泥资源化利用。
具体工艺流程见下图。
也节省了药剂费。出水通过提升泵提升进入旋流反应器,在旋流反应器加入混凝剂,在湍流状态下,药剂与废水发生分步混合反应。而且在旋流状态下,药剂与废水的混合非常完全,形成的矾花基本处在理想状态,保证了混凝沉淀的高效运行。
在中和池内通过泵回流水力混合搅拌作用加速水中重金属离子与OH-
充分接触反应,经一定的停留时间后达到去除重金属的目的。在反应器内,细煤粉在药剂的作用下形成了容易沉淀的絮体,从废水中分离出来。石油类则吸附在煤粉絮体上,从废水分离出来,进入污泥处置系统。上述反应保证了废水的稳定达标排放。