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500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案500吨/天洗煤废水处理工程初步设计方案武汉奥泰自动化工程有限责任公司二0一一年十月20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案目录前言………………………………………………………………………………….11.污水站设计依据……………………………………………………………………12.污水处理站设计范围……………………………………………………………..13设计参数及条件……………………………………………………………………23.1设计条件………………………………………………………………………..23.1.2设计出水水质指标………………………………………………..………24污水处理工艺方案………………………………………………………………...34.1工艺方案选择的指导思想……………………………………………………..34.2工艺选择………………………………………………………………………..44.3工艺设计的基本原理…………………………………………………...............74.4工艺设计说明…………………………………………………………………...74.5工艺流程介绍…………………………………………………………………...84.6主体构筑物工艺设计…………………………………………………………..94.1.1格栅井…………………………………………………………………...104.1.2调节池…………………………………………………………………...114.1.3反应池…………………………………………………………………...114.1.4斜板沉淀池………………………………………………………………124.1.5中间池……………………………………………………………………1220--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案4.1.6膜处理设备………………………………………………………………124.1.7清水池……………………………………………………………………124.1.8污泥浓缩池………………………………………………………………134.1.9污泥干化场………………………………………………………………134.7设备间功能及运行方式....…………………………………………………...145.污水处理站站区总体设计………………………………………………………156.工期及调试时间安排……………………………………………………………157.工程概算……………………………………………………………………..........167.1用电负荷分析及计算…………………………………………………………..177.2污水处理站运行成本分析……………………………………………………..188.维护及运行管理………………………………………………………................189.后期服务措施……………………………………………………………………..1920--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案前言　　煤炭行业在煤的生产、运输、应用等过程中会产生大量的废水。最典型的是洗煤废水，洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合组成的一种多项体系。洗煤废水中包含有煤泥颗粒，矿物质，粘土颗粒等。废水一般具有SS、CODcr、BOD5浓度高等特点，因此，煤泥水不仅具有悬浊液的性质，还往往带有胶体的性质；细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小，不易静沉，这些性质决定了该类废水污染重、处理难度大。未经处理排入水体，对受纳水体造成严重污染，应厂方委托对其所排废水进行治理,PH呈中性。考虑多种不可预测因素影响，本方案设计处理水量每天500m³。1、 设计依据：1.1矿主提供的有关资料.1.2《污水综合排放标准》GB8978-1996.1.3《城镇污水处理厂污染物标准》GB18918-2002.1.4《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）.1.5《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84.1.6《水排水设计基本术语标准》GBJ125-8920--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案.1.7《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003.1.8《环境空气质量标准》GB3095-1996.1.9《城市区域环境噪声标准》GB3096-93.1.10《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90.1.11《供电系统设计规范》GB3096-93.1.12《低压配电设备设计规范》GB50054-95.1.13《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）2、设计范围(1)、以污水处理站界区外一米为交点，一米以内全部内容（工艺、土建、电气、自控），一米以外由建设单位自理。   (2)、污水处理站从进口到出口全部内容。   (3)、本工程费用未含特殊地基处理，站内道路和绿化由建设单位实施，无围墙、大门等内容。3、设计条件及参数3.1.设计条件本设计为初步拟设阶段，设计参数主要来源于用户提供的资料、相关的国家标准、规范及类似的工程经验。3.2.设计进水水量设计水量为500m³/d,设计按21m³/h计算。20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案3.3.设计出水水质指标根据矿主提供的水质指标，设计洗煤废水进水水质参数如下：3-3-1水质指标排放浓度水质指标排放浓度CODcr(mg/L)≤500氨氮(mg/L)≤200SS(mg/L)≤200pH值6~9废水经处理后污染物达到国家《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准：表3-3-2水质指标排放浓度水质指标排放浓度CODcr(mg/L)≤70氨氮(mg/L)≤15BOD5(mg/L)≤20SS(mg/L)≤50总氮≤30pH值6~9本洗煤废水处理程度见表3-3-3：污染物进水浓度（mg/L）出水浓度（mg/L）去除率（%）COD≤500≤70≥86NH3-N≤200≤15≥92.5SS≤200≤50≥754.污水处理工艺方案4.1工艺方案选择的指导思想20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案污水处理工艺的选择是根据污水进水水质、出水标准、污水处理厂规模、排放水体的环境容量，以及当前的经济条件、管理水平、自然条件、环境特点等因素综合分析研究后确定的。各种工艺有其各自的特点及适用条件，应结合当地的实际情况、项目的具体特点而定。洗煤废水处理厂工艺选择的指导思想如下：（1）工艺性能先进性：工艺先进而且成熟，流程简单，对水质适应性强，出水达标率高，污泥易于处理、处置。（2）高效节能经济性：耗电量小，运行费用低，投资省，占地少;（3）运行管理适用性：运行管理方便，设备可靠，易于维护；（4）文明生产安全性：重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产条件。4.2 工艺选择：本污水处理站工程规模为500m3/d，结合本工程进出水水质特点，综合考虑各方面情况，目前在矿井废水的治理技术上，有以下几种处理方法：(一)、气浮法（瀑气系统，风机需要降震降操处理)操作较复杂。(二)、重为浓缩沉淀法（靠自身重力）要有足够的场地（建沉淀池）　　(三)、混凝助凝加斜板沉淀池法（利用无机高分子凝集剂混凝和有机高分子凝集剂助凝）其各种方法的优缺点分析之：20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案a,气浮法：优点：气浮法的处理效果好、占地小，有效去除水中的有机成分，去除率高。缺点：其操作复杂，不容易控制、抗冲击性能较差。b,沉淀法：优点：容易去除水中的颗粒物质，容易操作和控制。缺点：沉淀时间长，停留时间长，浮泥较多，占地面积大，去除率低。c,药剂混凝助凝法+斜板沉淀池优点：药剂投加两少，经过改良的斜板沉淀池，提高沉降效率，节省占地面积，易操作。表面负荷高。运行方式主要是上流式水流在斜板中由于“浅池作用”携带的固体被沉积下来，通过池底的污泥收集系统统一排走。缺点：污泥具有一定的粘性，斜管内空间很小，易出现挂壁附着，容易出现堵塞问题。结合以上优缺点，选择药剂混凝助凝加斜板沉淀池的工艺，该法中有机高分子凝集剂的选择是决定此方法的经济效益程度和出水水质情况，絮凝剂的用量多少要根据煤的性质和浓度而定，具体实验要在现场进行。对每班的添加量和洗水浓度进行称量和测试，对比一周，总结该煤种絮凝剂的耗量。此次设计结合以往的经验值计算了每天每百吨废水投加的药剂量，其药剂为：PAM为5Kg/100吨废水，PAC为7~820--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案Kg/100吨废水，但在实际操作中，以现场试验实测的量来准确的添加，达到更加的去除效果。在原有沉淀法的基础上加装斜板（管）增加沉淀效率，节省占地面积的一种新型高效沉淀工艺加膜处理技术。此法在洗煤废水中应用较为广泛，因此，本工艺选择由格栅井、调节池、药剂反应池、斜板沉淀池，中间沉淀池、膜处理设备、清水池、污泥浓缩池及污泥干化场9部分组成，其辅助设施由配电间，脱水车间。4.3工艺基本原理：　　　斜板沉淀池是根据浅层沉淀理论，在普通的沉淀池中加装斜板，以增大沉淀池的沉淀面积，缩短沉降深度，改善水流状态。因斜板沉淀池具有较大的水力湿周长，较小的水力半径，使雷诺数Re大为降低，拂劳德数Fr明显提高，缩短了沉淀时间，因而缩小了沉淀池的体积。　　目前，斜板沉淀池在水处理中得到广泛应用，而且已有很多成功经验，成功的工程实例，由于只要求去除悬浮物和COD，所以投加混凝剂和絮凝剂之后，处理出水完全可以达到排放标准。　　中间池药剂反应池调节池斜板沉淀池洗煤废水格栅井清水池膜加PAC,PAM加PAC,PAM达放标排泵泵上清液回流20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案污泥泵·污泥外运至干化场污泥浓缩池洗煤废水处理工艺流程图4.4，工艺设计说明：　4.4.1、废水直接流入调节池内，调节池的容积为168m3，废水可在其中停留6小时。　4.4.2、药剂反应池的容积17m3，废水在其中停留时间约为0.8h，使之充分混合、反应，确保斜板沉淀池内形成良好的矾花。4.4.3、斜沉池的容积为84m3，废水在其中停留4小时，使泥水分离达到最佳状态，同时也增大了系统的抗冲击能力。4.4.4、中间池容积为11m3，其停留时间为0.5小时，为后期的膜处理加压提供蓄水功能。4.4.5、膜处理设施的处理后排入清水池，清水池的容积为35m3，停留时间为1.7小时。4.5.6、污泥浓缩池收集污泥，储泥，消化污泥，容积为28m3。4.5工艺流程介绍20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案废水在调节池内由提升泵送入反应池，在反应池内投加混凝剂和絮凝剂，并进行机械搅拌，使之充分接触、反应，然后流入斜沉池。在斜沉池内由进水槽流入，经过挡板的阻挡，废水从池底经过斜板向上流，SS反向向下运动，进行沉淀，污泥沉入泥斗，经排泥管由污泥泵抽出，经脱水机房的设备将泥水分离，形成的泥饼外用至污泥干化场，上层清液流入调节池。斜沉池的容积为84m3，确保了夏季雨水较大时所增加的不可预测因素的影响，同时利于将来的发展和减轻斜板的负荷，延长设备的使用寿命。中间池为蓄水池，为后续的膜处理设施提供压力，安装2台水泵，提升水到达膜处理设施中，处理完的水流到清水池，达标排放。4.6 主体构筑物设计：4.1.1格栅井功能：去除污水中较大的漂浮物（如树叶、杂草、木块、废塑料等），保护水泵和后续管、阀件的正常工作。运行方式：根据杂物量的多少，需要人工定期清理。土建尺寸：平面尺寸为B×L＝0.8m×2.0m，1座池深1.5m，钢砼结构，地下式设计流量：Q=21.0m3/h主要设备：人工格栅（订做）20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案有效栅宽：750mm栅条间距：10mm安装角度：75°4.1.2 调节池：功能：针对来水流量变化大，一方面调节水质、均化水量，保护水泵的正常运行，另一方面确保后面设施发生故障时争取充裕的维修时间。污水经提升泵均匀提升至后续处理构筑物进行处理。水力停留时间：HRT=6.0h运行方式：根据调节池水位由PLC自动控制水泵的开停，根据累运运行时间自动轮值，同时可设手动控制。土建尺寸：平面尺寸为B×L=5.0m×8.5m，1座池深4.5m，钢砼结构，地下式主要设备：潜水排污泵65WQ25-15-2.5，2台，1用1备，配置自耦4.1.3 反应池功能：在管道混合器上加混凝剂，在反应池中添加助凝剂，在搅拌机的作用下充分反应。水力停留时间：HRT=0.8h20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案土建尺寸：平面尺寸为B×L=2.0m×3.5m，1座池深3.5m，钢砼结构,半地上式主要设备：药剂桶两台，φ=1200×1500，2台，1用1备，管道混合器一台，DN=50mm,搅拌器2台，W=1.0Kw,投药泵两台，DHFS-103,0.75kw　4.1.4 斜板沉淀池：功能：沉淀水中的污泥，杂质，使泥水分离，沉到泥斗的污泥通过污泥泵输送到污泥浓缩池。设计参数池内停留时间：t=4.0h设计表面负荷：1.0m3/m2·h运行方式：定期气提污泥，防止斜管堵塞。土建尺寸：平面尺寸为B×L＝4.0m×5.25m，1座池深4.5m，钢砼结构，半地上式主要材料：斜管21.0m2　4.1.5 中间池：功能：蓄水作用，给后面的膜处理设施提供压力，此池设置水泵二台。水力停留时间：HRT=0.5h20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案运行方式：根据池内水位由PLC自动控制水泵的开停，根据累运运行时间自动轮值，同时可设手动控制。土建尺寸：平面尺寸为B×L=2.0m×3.0m，1座池深2.5m，钢砼结构，地上式主要设备：潜水排污泵65WQ21-15-2.5，2台，1用1备，配置自耦4.1.6膜处理设备：功能：对处理过的水进行深度处理，达到排放标准。采购成套设备运行方式：启动中间池的水泵，产生压力的水进入膜系统，进水与反冲洗通过阀门控制即可。占地面积：2.0m²型号：XH-25设备处理量：25m³/h,一台滤膜：8040*10支过滤精度：0.02-0.2um不锈钢架：1套管道、阀门：1套进水压力：1-2kg20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案水流量：20-30m³/h，进水管径：DN50，出水管径：DN50.4.1.7 清水池：功能：蓄水，为膜的反冲洗提供水源。进过处理达标的水排放到受纳水体。设计参数池内停留时间：t=0.8h运行方式：定期反冲洗，防止膜堵塞。土建尺寸：平面尺寸为B×L＝2.0m×3.5m，1座池深3.5m，钢砼结构，地下式4.1.8污泥浓缩池：功能：收集池内污泥，通过泵将污泥抽至污泥浓缩池。土建尺寸：平面尺寸为B×L＝2.0m×2.0，2座池深3.5m，钢砼结构,半地上式主要设备：搅拌机，2台，STJ-2500，1.0kW4.1.9污泥干化场功能：堆放污泥，自然风干，回收利用。土建尺寸：平面尺寸为B×L＝8.0m×10.0，1座，其混凝土厚度为150mm.4.7设备间功能及运行方式20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案（1）功能设备间主要设备是脱水机、螺杆泵、加药装置，污泥泵将污泥输送到污泥脱水系统中，同时加药，通过挤压，形成泥饼，用人力将污泥外用至污泥干化场，清洗现场。并通过电脑控制柜对整个系统的运行进行控制。主要设备：螺杆泵：G30-1，Q=5.0m3/h，P=0.6Mpa,H=60m,N=2.2kw,1台，板框压滤机，1台，XMY520-20U,8M2，溶药装置，2台，Φ1.0×1.5m，STJ-100，0.75kW，含搅拌器，投药泵，2台，DHFS-103，0.75kW（3）运行方式污泥浓缩池一用一备，每两天运行一次，一次为约3.0小时，看螺杆泵抽出的水质变清就可停止运行。螺杆泵将泥水抽到压滤机内，挤压成泥饼外用。电控制柜对污水处理系统进行自动控制，特殊情况时，可启动手动控制。（4）土建尺寸平面尺寸为B×L＝3.54m×10..6m，建筑面积37.524m2设备间高3.50m，砖混结构5.污水处理站总体设计原则本污水处理站净占地面积约440m2,总平面布置的主要原则如下:（1）按照不同功能,分区布置,功能分明并用绿化带隔开；20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案（2）各处理构筑物布置紧凑,流程顺畅,避免管线迂回；（3）根据常年及夏季主导风向，合理确定生产管理区的位置，使污水处理过程中产生的臭气对环境的影响降到最小；（4）交通顺畅，使施工、管理、操作方便。总平面布置根据地势及地质等因素进行布置，考虑流程合理、管线顺畅、操作管理方便、经济实用。6.工期及调试时间安排本工程土建完工及工艺安装完成需要60天左右，调试时间根据污水进入时间而定，预计至污水进入设施到调试成功需30天。7.污水处理站工程概算本项目污水处理工程（500m3/d）投资概算为人民币79.118万元（不含外接管网费用，特殊地基处理、绿化费用及征地费用）。表7-1工程内容及概算表：工程名称：500m³/d废水处理工程序号名称规格型号数量单位单价合计备注万元万元一土建1格栅井0.8×2.0×1.52.4m30.0650.156钢砼1调节池5.0×8.5×4.5191.25m30.06512.431钢砼2反应池2.0×3.5×3.524.50m30.0651.593钢砼3斜板沉淀池5.25×4.0×4.594.50m30.0656.143钢砼4中间池2.0×3.5×3.524.50m30.0651.593钢砼5清水池2.0×3.5×3.524.50m30.0651.593钢砼6污泥浓缩池（2.0×2.0×3.5）×228.00m30.0651.820钢砼20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案7污泥干化场8.0×10.0×0.2520.00m30.0501.000素砼8设备间3.54×10.6×3.537.52m20.0501.876砖混9零星工程∑（1-6）×10%1项　2.805　10土建工程总造价∑（1-7）31.008　二工艺安装1人工格栅　1套0.2200.220现场自制2提升泵65WQ25-15-2.54台0.5002.000带自耦3污泥泵50WQ21-15-1.52台0.5601.120耦4螺杆泵G30-1，Q=5m3/h,1台0.5500.550　5板框压滤机XMY520-20U,8M21台5.5005.500　6管道混合器DN=501台0.1500.150　7搅拌机W=0.75kw3台0.5501.650　7潜水推进器W=1.0kw4台0.4001.600　8膜处理系统XH-251台5.005.000　9溶药装置Φ0.8×1.0m，STJ-100，0.75kW，含搅拌器2套0.6301.260　10投药泵DHFS-103，0.75kW2套0.2200.440　11电脑控制柜PLC，全自动1套7.0007.000　12斜管　21m20.0501.050　13浮球　4个0.0200.080　14轴流风机SFB2.5-4,0.09kW4台0.1000.400　15角钢、钢筋　3吨0.3901.170　16溢流堰　1个0.0550.055　17管、阀件　1套3.0003.000　18电缆线、管　1套1.0001.000　19防腐涂料　180kg0.0081.440　20间接费∑（1-19）×15%5.803　21小计∑（1-20）44.488　22综合费21×10%4.449　23设计费22×4％1.780　24工艺安装总造价∑（21-23）50.716　25综合税24×5.8％2.942　26工艺安装含税总造价∑（24-25）53.658　　工程总造价一项+二项79.118　20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案大写:人民币柒拾玖万壹仟壹佰捌拾元整7.1污水处理站用电负荷分析及计算污水处理站（500吨/天）用电负荷计算表7-2名称型号功率(kW)运行数量(个)备用数量(个)装机功率(kW)运行功率(kW)每天工作时间(h)耗电量(kW)提升泵65WQ-25-15-2.52.202212.004.4024105.600污泥泵50WQ21-15-1.51.50111.501.501.52.250轴流风机SFB2.5-4,0.09kW0.094　0.360.36227.920投药泵DHFS-103，0.75kW0.75111.500.752015.000溶药搅拌机STJ-2500，2.2kW2.20112.202.202044.000溶药装置ST-1200,0.75kW0.75110.750.752015.000潜水推进器W=1.0kw1.0042　4.002080.000螺杆泵G30-1，W=2.2kw2.201　2.202.201.53.300板框压滤机XMY520-20U,8M21.501.5　1.501.501.52.250小计　　　　18.11　　271.320每天耗电量kWh　　　　　15.38　11.305吨水耗电量kWh/d　　　　　　　0.0237.2污水处理站运行成本分析工程处理规模为（500吨/天）表7-3如下：20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案工程规模：500m3/d废水处理工程名称标准运行费（元/d·m3）人员工资（4人）1000元/（人·月）0.267电费0.023×0.760.017药剂费用0.5410.541小计　0.825吨水运行成本　0.8258.维护及运行管理说明由于本工程涉及到的污水处理站处理规模较小，现场只需2人员管理。每周进行一次小型维护，每月进行一次中型维护，每年进行一次大维护。设备定期进行运行功能检查及维修。9．后期服务措施（1）确保提交的设备在安装施工调试后，能通过环保部门的验收监测。出水水质指标达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准并保证系统稳定运行。（2）负责现场施工、安装、调试及其它有关工作。（3）免费为业主培训1名操作维修人员。（4）出水经验收监测达标后，我公司可接受业主方委托进行污水处理站的长期运营工作。附图：1、污水处理厂平面布置图20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司\n500m³/d洗煤废水处理工程初步设计方案2、污水处理厂工艺流程图　　 20--武汉奥泰自动化工程责任有限公司