朝阳露天煤矿生活污水处理设计 5页

·84·露天采矿技术2015年第10期DOI：10．13235／j．cnki．1tcm．2015．10．025朝阳露天煤矿生活污水处理设计贾桢桢(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110055)摘要：针对露天煤矿生活污水水质特点提出了可行的水处理工艺流程；详细介绍了生活污水处理站各建、构筑物的设计计算及设备选型。经过处理后的生活污水达到一级标准A标准出水水质。关键词：生活污水；一体化处理构筑物；设计计算中图分类号：X523文献标志码：B文章编号：1671—9816(20i5)10—0084—05SewagetreatmentdesigninChaoyangOpen-pitCoalMineIIAZhenzhen(ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupShenyangDesign&ResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Accordingtothewaterqualitycharacteristicsofsewageinopen-pitcoalmine，theauthorpresentsthefeasiblewatertreatmenttechnologicalprocess，andintroducesthedesigncalculationandequipmentselectionofeachbuildinginsewagetreatmentstation．ThesewagewhichistreatedreachestheAlevelstandardwaterquality．Keywords：sewage；integrationtreatmentstructure；designandcalculation朝阳露天煤矿位于黑龙江省双鸭山市宝清县朝2生活污水处理工艺流程阳乡，行政区划属宝清县朝阳乡和八五二农场三、生活污水处理主体工艺采用生物膜法，生活污水五、六分场所管辖。宝清朝阳露天煤矿分2期建设，一体化处理构筑物主要由初沉池(竖流沉淀池)、生物一期规模11．0Mt／a，二期规模14．0Mt／a，主要供应接触氧化池、二沉池(斜管沉淀池)及曝气生物滤池组与之配套的宝清朝阳电厂、甲醇厂。该项目符合能源成。污水通过机械格栅拦污后经集水池提升泵提升至项目需适度超前的经济规律，符合国家的产业政策，调节池，调节池内进行预曝气处理，再经调节池提升符合振兴东北老工业基地的要求，符合双鸭山市和泵提升至生活污水一体化处理构筑物，一体化处理构宝清县的发展实际。筑物出水自流至中间水池，再经中间水泵提升至石英1处理规模及进出水水质砂过滤器，石英砂过滤器出水自流至复用水池。石英砂过滤器和曝气生物滤池反冲洗排水经排水沟自流露天矿工业场地生活污水主要由食堂、浴室、办排至调节池内，初沉池及二沉池内污泥经排水沟自流公楼等建筑内的一般生产生活污废水组成，排水自排至污泥池内，污泥池内污泥浓缩后定期外运。生活流至生活污水处理站。生活污水处理站总处理规模污水处理工艺流程图如图1，主要设备一览表见表1。800m。／d，水处理能力40m／h。由于露天矿生活污水尚未形成，参考其它露天矿生活污水水质资料：3生活污水处理站设计及计算CODo=100—300mg／L，BOD5=60—150mg／L，SS1)格栅井尺寸：(长×宽×深)LXB×H=2．15m=120～200mg／L，NH3一N=15～20mg／L，TP=×0．50m×2．50m，钢混结构。配套：格栅(详见表4mg／L，pH值：6～9。处理后的生活污水经复用水1)。同时满足GB50014—2006室外排水设计规范【1第泵加压供水至加水站复用于道路降尘洒水及绿化，6．3．5条及6．3．6条关于格栅工作平台要求。外排要求按GB18918—2002城镇污水处理厂污染物2)集水池尺寸：(长×宽×深)L×BXH：3．00m排放标准1中一级标准的A标准确定出水水质。×2．35m×4．00m，钢混结构。配套：潜污提升泵。提收稿日期：2015—05—21升泵出水管上止回阀的作用是防止介质倒流、防止作者简介：贾桢桢(1983一)，女，辽宁昌图人，工程师，硕士，毕业于哈尔滨工业大学，现从事给排水设计工作。泵及驱动电动机反转，但设有止回阀的管道易堵塞，\n露天采矿技术2015年第10期·85·大气▲鼓风机除臭装置反冲洗来水泵业节池}__—初沉池l——叫生物接触氧化池l——叫二沉池卜—曝气生物滤池卜—叫砂滤罐复用水池上泵清反冲洗排水Jr反冲洗排水道路降尘滴水及绿化液回污泥浓缩池污泥池内污泥浓缩后定期外运流图1生活污水处理工艺流程图表1主要设备一览表3)调节池尺寸：(长X宽×深)×BX=13．00mx4．50mx4．00m，钢混结构，调节池内设潜水提设备名称规格数量备注升泵。按照GB50810—2012煤炭工业给水排水设计生物接触氧BKSO032台1用规范[3]第3．3．6条“调节池容积可按4—8h日平均化池曝气风机p=4．39m3／min，日=0．06MPa，N=11kW1备曝气生物滤BK5~6．，l用小时水量计算”，GB50015—2003建筑给水排水设计池曝气风机p=5．31m3／min，日=0．06MPa，N=11kW1备规范[41第4．7．9条“生活排水调节池有效容积不得大曝气生物滤BK60081用于6h生活排水平均小时流量”要求，认为综合考虑．，池反洗风机p=8．53mTmin，H=O．06MPa，N=18．5kW1备两规范要求，生活污水调节池有效容积宜取46h集水池潜水lOOWQSO一10—55△1用生活排水平均小时流量，本设计生活排水调节池有提升泵p=80m，=O．10MPa，N：5．5kW1备效容积约为5h生活排水平均小时流量，满足规范调节池潜水。wQ叫3台要求。为防止调节池内产生大量沉淀，调节池底部设提升泵p=20m，：0．15MPa，N：1．5kW1备置穿孔布气管，布管间距800mm，孔眼中心间距KPL65—160(I)A△1用中间水泵p：40m，：0．30MPa，N：7．5kw。1备100mm，孔眼直径5mm。4)污泥池尺寸：(长x3gx~×B×H=450m×3．60KPL125／l25A反洗水泵2台Q=120m3／h，H=0．14MPa，N=11kWm×4．00m，钢混结构。初沉池及二沉池内污泥经排水KPL80／1603用沟自流排至污泥池内，污泥池内污泥浓缩后定期外运。回用水泵p：40m，：0．35MPa，Ⅳ：7．5kW1备5)为节省占地、避免水池及配管冻结，格栅井、格栅宽度：400mm，栅隙：5．0mm，．集水池、调节池及污泥池均设计为为同底等高共用机械格栅安装角度：75。，电机功率：Ⅳ：0．75kW。池壁的地下式一体化池子。污泥池上清液达到溢流二氧化氯HB一600型1用。奋液位通过溢流管溢流至调节池，这样仅在调节池设发生器产氯量为600g，h1备溢流管自流排至场外低洼处既可。JC一1000型除臭装置6)生活污水一体化处理构筑物主要由初沉池(竖配套风机：N：115kW流沉淀池)、生物接触氧化池、二沉池(斜管沉淀池)及石英砂处理水量：40m咖2400mm×42o0mm过滤器o23一A防腐2座曝气生物滤池组成，各池体均采用钢混结构，各2个。为降低造价，节省占地，生活污水一体化处理构筑物且造成水力损失，导致能量消耗。止回阀经常损坏，设计为同底等高共用池壁的室内半地下一体化池子，当需要检修或者更换止回阀时，用闸阀把它与压水地上3．30m，地下2．70m。污水经调节池提升泵提升管路隔开，避免水倒灌。格栅井内2台潜水提升泵，后靠重力通过一体化处理构筑物。生活污水一体化处压力仅为10m，出水管较短，故省去水泵出水管上理构筑物剖面图如图2。为避免管道对一体化处理构的闸阀和止回阀。集水池有效容积为14．1ms，集水筑物各池体内部结构造成干扰，一体化处理构筑物各池潜水提升泵p=80m3／h，集水池容积为潜水提升池体采用非共用池壁侧出水堰出水；为避免造成死水泵10．6rain出水量，满足GB50014—2006室外排水区，各级进水、进气管布置在出水堰另一侧；为达到均设计规范第5．3．1条第一款“污水泵站集水池容积，匀布水布气，采用淹没式孔口出流均匀布水布气。不应小于最大1台水泵5rain出水量”要求。7)初沉池外形尺寸：×BXH=3．00mx3．00\n·86·露天采矿技术2015年第10期BOD5浓度取150mg／L，则生物接触氧化池进水BOD5浓度为120mg／L，生物接触氧化池出水BOD5浓度为52．5mg／L；第6．9．8条“底部全池曝气时，气水比宜为8：1”，则生物接触氧化池需气量为4．5m3／min。穿孔布气管布管间距300mm，孔眼中心间距100mm，孔眼直径5mm。按照给水排水设计手册第五册《城镇排水》第二版[5】要求”生物接触氧化停留时间不得图2生活污水一体化处理构筑物剖面图少于2h”，本设计有效接触时问为2．7h，满足要求。填料总体积：108m。，填料层总高度H=3m，分3mx6．O0m，初沉池设计计算见表2，2座，竖流沉淀层，每层1m，弹性填料：150mmx160mmx80mm，池形式，钢混结构。按照GB50014—2006室外排水设丝长L=35mm，填料材质：聚丙烯。填料支架：3．00计规范第6．5．1条“初沉池沉淀时间为0．5～2．0h，表mx5．00m，间距150mm，螺纹钢d=12mm，6套。面水力负荷1．5～4．5m，／(m·h)”要求，本设计初沉池沉淀时间取1h，表面水力负荷口取2．5m3／(mz·h)，表3生物接触氧化池设计计算表=口0．0007m／s。初沉池中心管(钢制盖板)采用DN500螺旋缝焊接钢管，L=2800mm；喇叭口(fo：名称公式dl=500：675，L：675mm；反射板17。，Lf=880mm。单池有效容积F=旦：2665m3．单池总面积F=V=8表2初沉池设计计算表．80m取9m2有效接触时间==1．35h<2．oh名称公式单池最大设计流量g==20m=O．0055msF=18m，t=2．7h>2．0h，L×B=3mx6m中心管面积，=g。=O．183m骨=日+hl+h2+(m一1)h3+h4=6m总高度超高h。取0．50m，填料上水深h：取0．50m，中心管直径d0：、／笪：0．48m取0．50m填料层间隙高取O．25m，配水区高度k取1．50m。喇叭口直径d。=1．35=0．65m需气量D=D=4．5m3／min缝隙高度h3=gl们fl=O．27m取0．30沉淀部分有效断面积Fg一=7·9m2取9rn29)二沉池(斜管)外形尺寸：XBXH=3．00mL×B=3m×3mX3．00mx6．00m，二沉池设计计算见表4，2座，钢沉淀部分有效水深h2=vt3600=2．52m取2．60m混结构。按照GB50014—2006室外排水设计规范》第污泥所需容积F=磊0一：1．2m26．5．1条及6．5．14条“生物膜法后的二沉池表面水力负荷为24m3／(mz·h)”，本设计水力负荷为2．44污泥斗容积V，=(+Rr+r2)=9m3>1．2mm／(mz·h)，符合规范要求。斜管斜长1．00m，孑L径污泥斗高度h5=(R—r)tan60。=2．2m取2．5m100mm，水平倾角60。。日=h1+h2+h3+7+h5=6mlO)曝气生物滤池外形尺寸：×B×H=3．00m沉淀池总高度超高h，取0．30mx2．00mx6．00m，曝气生物滤池设计计算见表5，2缓冲层高k取O．30m座，钢混结构。按照GB50014—2006室外排水设计规8)生物接触氧化池外形尺寸：XBXH=3．00范第6．9．23条“五日生化需氧量容积负荷为3～6kgm×6．00mX6．00m，接触氧化池设计计算见表BOO5／(m·d)”，本设计取3kgBOD5／(m·d)；第3，2座，钢混结构。按照GB50014—2006室外排水设计6．9．20条“反冲洗空气强度宜为l0—15IJ，(m2·s)，反规范第6．9．11条，5d生化需氧量容积负荷取1．5kg冲洗水强度宜为8L／(m2·s)”本设计反冲洗空气强BOO5／(m·d)；第6．2．2条“初沉池BOD5处理效率度取15L／(m2·s)，反冲洗水强度8L／(m·s)，则滤为20％～30％，生物膜法(包括初沉池)处理效率池冲洗需气量5．4m3／rain，需水量2．5m／rain。《排水65％～90％”，本设计初沉池BOD5处理效率取20％，工程》【6】要求“水力负荷k介于2—8m。废水／(m生物膜法(包括初沉池)处理效率取65％，进水(滤池)·h)之间”，本设计水力负荷为2．78m。废水／\n露天朱矿技术2015年第10期·87·表4二沉池(斜管)设计计算表到溢流液位也可通过溢流管溢流至中间水池，这样仅在中间水池设溢流管自流排至场外低洼处既可。名称公式12)石英砂过滤器数量：2座，填料类型：石英有效面积F：=7．3Tn2，取9m2，L×B；3mx3m砂，填料层高：1200mm，外形尺寸：62400mm×停留时间f：f垒±睾2Q：45．9i4200mm，材质：Q235一A防腐。设计总处理水量：q40m3／h，流速：8．9m／h，符合GB50013—2006室外给污泥斗容积。=—!(十r+r2)=7．9m3水设计规范第9．5．8条“单层细砂滤料正常滤速7污泥斗高度h5=(R—r)tan60。：2．2m—9m／h”要求。按照第9．5．17条“单层细砂级配滤料H=hl+h2+h3+h4+h5=6m冲洗强度12—15L／(m。·s)，冲洗时间为57min”超高^。取1．00m，沉淀池总高度要求，反冲洗水量约为20m。斜管上水深h取0．934m，l3)消毒间设置二氧化氯发生器。按照GB50013—缓冲层高k取1．00m2006室外给水设计规范第9．8．25条、第9．8．26条、及第9．8．27条要求：制备二氧化氯的原材料盐酸和固体氯酸钠相互接触易引起爆炸，故分类储存且二氧化氯加药间与储存库房毗邻；二氧化氯泄露空气中浓单池滤料体积=QSo_=7m2度大于11％易发生爆炸，故设备间内应有每小时换气A：。V8～12次的通风设施(暖通专业配合)，二氧化氯加单池滤池面积：3．5m取6m2，L×B：3m×2mn药间及库房与其他工作间完全隔开，并设置直接通向校核水力负荷：2．78m3／m2．h室外并向外开启的门。设二氧化氯检测仪和报警设施1套，值班室内备有防毒面具、抢救设施和工具箱，H=hl+h2+h3+h4+h5：6m防毒面具应严密封藏，以免失效；二氧化氯消毒间和超高h取1．40m稳水层高度h2取0．80m滤池总高度取2m，承托层高k取O．30m氯酸钠库房设置洗手盆，事故时便于水龙头接上水配水室高h取1．50m管冲洗地面达到稀释泄露溶液的目的；消毒药剂均滤池冲洗需气量Q=qA=5．4retrain系强氧化剂有腐蚀性，故二氧化氯加药间和药剂库地面涂刷地坪漆或者环氧树脂等耐腐蚀表层处理。滤池冲洗需水量OqA=2．5m3／minl4)生活污水处理站西北侧为鼓风机房，因风机(m2(滤池)·h)，满足要求；要求“曝气速率为4—15噪音较大，故将6台鼓风机设置在独立的房间内。m，，(m2·h)”，本设计采用15m3／(m2·h)，需气量为315)污水处理厂在运行过程中散发的臭气，对水m3／min。采用单孔膜空气扩散器，支管DN20，列距间厂工作人员的身体健康极为不利，而且对周围的居民隔110mm，行距间隔100mm。布水布气系统采用长和周边环境造成了严重的影响，故设置除臭装置—套。柄滤头，按照给水排水设计手册第五册《城镇排水》16)控制间及配电室严禁与水接触，故该工作间第二版要求“50～60个长柄滤头，m2滤板”，本设计地下避免设置地下水池。采用50个长柄滤头／m滤板，共设置600个长柄滤17)初沉池排泥管，二沉池排泥管，石英砂过滤头。滤料层选用球形轻质多孔陶粒滤料3—5mm，器进水管、出水管、反冲洗进水管及反冲洗出水管，24m，。承托层选用机械强度和化学稳定性良好的卵曝气生物滤池曝气管、出水管、反冲洗进水管及反冲石，其级配自上而下为2—4mm、4—8mm、8—16洗出水管，生物接触氧化池曝气管，调节池曝气管均mm，高度分别为50、100、100mm；体积分别为0．6、设置电动阀+手动阀，手动阀常开，电动阀故障时关1．2、1．2m。钢制滤板规格1m×1m，共12块。闭手动阀门检修电动阀。集水池、调节池、中间水池11)中间水池尺寸：LXB×H=3．50m×3．00m及复用水池均通过液位计控制水泵启停，达到全自x4．50m，钢混结构。复用水池尺寸：L×B×H=动化控制。9。00m×3．50m×4．50m，钢混结构。为节省占地、l8)考虑本地区属自重性湿陷性黄土，根据建筑避免水池及配管冻结，中间水池及复用水池均设计为物重要性和所在地的地基湿陷等级，处理站室内及同底等高共用池壁的地下式一体化池子，复用水池达(下转第90页)\n·90·露天采矿技术2015年第10期动呼吸量实现范围：(10～78)L／rain等多量参数大大4结语提高。装置的研究主要执行标准中的技术要求和测试2．2测试数据的采集方法方法的安全性能规定的技术指标，改进完善检测过装置实现自动采集输出信号，其中操作方法为：程中手段控制，提高了自救器、呼吸器的生产和制造在启动装置预热后，检查数字显示表基准点；测试系的试验的质量标准。同时又适应于国内与国际实验统静态的压力、温度、流量运行情况；使用标准气体室间的相互认证，使检测设备和技术参数水平跟上O：和CO校核标定分析仪的误差值，如误差超过规国际快速发展的安全可靠性能试验的要求，有效地定值，调整微动开关，直至达到准确点为止；计算机完成对外进出口自救器、呼吸器产品的商品检验、产采集器显示数据与数字表进行比对；试验进行时出现品的型式检验、新产品定型试验，国家有关机关部门非正常的报警提示及正常试验时的情况。输出信号数下达的质量监督检验以及国内外产品质量争议时的据处理：显示各种参数的曲线、试验项目和名称、各种仲裁检验、委托检验等工作任务，为国家指定的检验气体浓度、系统压力、温度、流量，至运行作业时间。机构提供产品质量测试评价，为煤矿救护救援安全曲线及历史报表，浏览曲线：用于设置打印规定保障和创新和谐稳定社会奠定了技术基础。的时间内参数曲线；系统压力在单位内的时间曲线；系统温度在单位内的时间曲线；系统流量在单位内的参考文献：时间曲线；各种参数累计历史报表(1年内的报表)；[1]马善清．过滤式自救器国标检验装置的最佳结构形式各种参数运行显示，缺项提示报警累计历史报表；打[J]．煤矿安全，1997(7)．印自制原始记录报表：按选择时间段采集数据。[2]聂雅玲．符合国际标准的化学氧自救器的研制[J]．煤矿安全，1998(10)．3选用质量流量计的测试流量的方法[3]张振华，陈世醒．SR一100化学氧自救器的设计特点装置原有的流量控制，采用的湿式流量计，试验[J]．煤矿安全，2002(10)．前每次要用标准气袋来进行标定，操作起来非常繁[4]毛欣．如何正确发挥自救器的作用[J]．煤矿安全，琐麻烦，标定时间长，不容易控制体积，稍微有一点2005(6)．闪失就失效。本装置研究的流量系统为，利用双柱阀[5]余进．FSG一1型救护器综合试验装置的研究[J]．煤矿安全，2005(9)．流量传感器流量控制，输出接口部件转换二进制4[6]赵立，聂雅玲，马善清．人类用呼吸保护装备[M]．徐～20mA、DC，实现系统流量测试，实施安装移动方州：中国矿业大学出版社，2009．便，可以每年进行1次自校准或直接到计量检定部[7]陈伟，刘应书．化学氧呼吸器的现状与发展趋势[J]．门标定，同时装置符合欧盟共同体和我国GB或中国安全生产科学技术，2013(4)．MT、AQ的标准。整体控制系统实现软件模拟数据采【责任编辑：陈毓】集与存贮(动态显示、超限报警提示灯功能)。(上接第87页)定出水水质。通向室外防护距离范围内的埋地管道均设置检漏沟参考文献：和检漏井。[1]GB18918～2002城镇污水处理厂污染物排放标准[s]．4结论[2]GB50014—2006室外排水设计规范[s]．[3]GB50810—2012煤炭工业给水排水设计规范[s]．朝阳露天煤矿生活污水处理主体工艺采用生物[4]GB500154—2003建筑给水排水设计规范[s]．膜法。为降低造价，节省占地，生活污水一体化处理[5]北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册第构筑物设计为同底等高共用池壁的室内半地下一体五册《城镇排水》[M]．北京：中国建筑工业出版社，2009．化池子，污水经调节池提升泵提升后靠重力通过一[6]龙腾锐，何强．排水工程[M]．北京：中国建筑工业出版体化处理构筑物。处理后的生活污水复用于道路降社。2011．尘洒水及绿化，外排要求按GB18918—2002(城镇污[7]GB50013—2006室外给水设计规范[s]．水处理厂污染物排放标准》中一级标准的A标准确【责任编辑：解连江】