【文章內(nèi)容簡介】 市九龍坡區(qū)中梁山，位于主城區(qū)一環(huán)高速外，二環(huán)高速內(nèi)；距重慶市中心18公里，交通十分方便。南北兩礦井水處理廠分別建在兩礦井井口外空地上，處理后清水通過管網(wǎng)就近接入周邊的工業(yè)用水企業(yè)使用。加壓泵站建設(shè)在兩礦井水集中的位置，使礦井水在泵站進(jìn)行匯合，對(duì)兩礦井涌水量變化進(jìn)行互補(bǔ)，達(dá)到均衡水量的目的。3．5．2地形、地貌、地質(zhì)九龍坡區(qū)位于川東南平行嶺谷低山丘陵地區(qū)，大體分3個(gè)區(qū)域：東部為丘陵谷地；中部為中梁山低山槽谷，海拔350~698米，；西部為丘陵平地。3．5．3氣象 兩煤礦隸屬于重慶中梁山煤電氣有限公司，位于重慶市九龍坡區(qū)中梁山田壩。該區(qū)屬亞熱帶溫濕氣候，℃，年均降雨量1315mm。 重慶直轄市位于長江上游，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。年平均降雨量582 mm，全年霧日接近100天。平均相對(duì)濕度33％，平均風(fēng)速為1—2 m／s，靜風(fēng)頻率和逆溫頻率高。重慶主城區(qū)常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)。重慶森林資源豐富，約有樹種近千種，其中珍稀樹種近30種。自然植被屬亞熱帶常綠闊葉林。土壤主要由耕作土壤和自然土壤組成。其中紫色土和水稻土所占比例較大。 3．5．4水文流經(jīng)九龍坡區(qū)的主要河流是長江，其水資源豐富，長江最大流量為43700立方米/秒，多年平均流量為8670立方米/秒?？菟谄骄髁?753立方米/秒，90%保證率設(shè)計(jì)流量為2300立方米/秒。該地區(qū)排水主要經(jīng)地區(qū)排污溝排入磨灘河支流，經(jīng)伏牛溪最后匯入長江。，為IV類水域，使用功能為農(nóng)業(yè)用水。3．5．5工程地質(zhì)本工程場(chǎng)地構(gòu)造裂縫不發(fā)育，無斷層、滑坡、邊坡失穩(wěn)、軟弱夾層等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)構(gòu)造簡單。但本項(xiàng)目在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)之前應(yīng)對(duì)工程所涉及區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘探。3．5．6征地拆遷及移民安置本項(xiàng)目主體工程建設(shè)地點(diǎn)現(xiàn)為空地，不存在拆遷安置費(fèi)用，僅有供水管網(wǎng)敷設(shè)經(jīng)過地域存在少量的拆遷安置及青苗補(bǔ)償?shù)裙ぷ髁俊?．5．7其它建設(shè)條件本項(xiàng)目主體工程建設(shè)地點(diǎn)（南、北兩礦井廢水處理廠）現(xiàn)為該公司臨時(shí)堆煤空地，有一條運(yùn)煤公路可直接進(jìn)入該建筑工地，現(xiàn)有動(dòng)力電源位置位于該采煤礦井井口，可以作為施工用電。 實(shí)施方案4．1工藝技術(shù)方案的比較和選擇目前，在國內(nèi)對(duì)煤礦礦井廢水處理通常采用的是“混凝—沉淀”或“混凝、沉淀—過濾”的處理工藝。該工藝主要是針對(duì)礦井廢水中懸浮物含量高、COD等有機(jī)污染物含量低等特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該工藝方案的主要工藝構(gòu)筑物為混凝沉淀池和過濾池。礦井廢水在混凝沉淀池中的反應(yīng)過程主要分兩個(gè)步驟，第一步為混凝，第二步為沉淀。混凝能有效地降低原水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，降低出水濁度和BOD5；但混凝一般適用于粒度在1nm~100μm的分散體系。其基本原理是：水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩(wěn)定性。帶電膠體與其周圍的離子組成雙電層結(jié)構(gòu)的膠團(tuán)。吸附層的離子隨膠核一起運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出來的電位稱為電動(dòng)電位或ζ電位，其數(shù)值可以根據(jù)電泳或電滲實(shí)驗(yàn)結(jié)果用下式求得：ζ=4Π181。u/（DE）181。——液體的動(dòng)力粘度，Pa；u——顆粒電泳遷移的平均速度或液體電滲的平均移動(dòng)速度，cm/s；D——液體的介電常數(shù)；E——兩電極間單位距離外加的電位差，絕對(duì)靜電單位/cm，1絕對(duì)靜電單位=300V。要使膠體脫穩(wěn)與凝聚，必須降低ζ電位和破壞水化膜，并提供膠粒碰撞動(dòng)能。造成膠體碰撞的主要原因是布郎運(yùn)動(dòng)、流速梯度和渦流紊動(dòng)。但對(duì)于顆粒直徑在1181。m左右的顆粒，布朗運(yùn)動(dòng)已基本不起作用。因此必須進(jìn)行機(jī)械攪拌使其保持較高的碰撞速度。當(dāng)細(xì)小的顆粒在絮凝劑和攪拌的作用下迅速凝集成比較大的穩(wěn)定的固體顆粒（或膠體）后，在其自身重力的作用下慢慢沉淀到沉淀池的底部后被泵所抽走。從而使廢水和懸浮物相互分離達(dá)到固液分離的效果。在懸浮物下沉的過程中，懸浮物所吸附的部分有機(jī)物（表現(xiàn)為COD）也同時(shí)得到了一定的處理效果。在絮凝沉淀以后用石英砂過濾可以保證出水SS達(dá)標(biāo)。如果僅進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，一般采用普通快濾池即可使出水達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。本工藝對(duì)北方地區(qū)煤礦采掘廢水處理效果較好，但對(duì)于西南地區(qū)煤礦產(chǎn)生的礦井廢水處理效果則較差。這主要是因?yàn)槲髂系貐^(qū)煤炭中含硫量比較高，而且這一地區(qū)土壤呈酸性從而導(dǎo)致該地區(qū)礦井廢水一般都呈現(xiàn)出酸性特征。因此，對(duì)于南方酸性廢水則必須進(jìn)行PH調(diào)節(jié)后才能達(dá)到應(yīng)有的處理效果。同時(shí)，由于酸性礦井水中通常含有溶解性的鐵和錳等，如果要將該類廢水處理后回用，則必須按照相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)除鐵和錳的措施。同時(shí)，如果要同時(shí)滿足生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，則本項(xiàng)目在廢水回用作工業(yè)用水部分礦井水必須進(jìn)行除鐵錳和消毒，在滿足工業(yè)用水的指標(biāo)的前提下，使礦井水中大腸桿菌群指標(biāo)以及余氯指標(biāo)符合生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)上述的分析可以得出，由于重慶中梁山煤電氣公司南北兩礦所排出的礦井廢水程酸性特征，可以將土壤和煤層中大量的金屬化合物等物質(zhì)溶解在水中，僅僅經(jīng)過混凝沉淀是無法使廢水達(dá)標(biāo)排放，更無法使廢水達(dá)到回用于工業(yè)用水的要求。因此，本報(bào)告書建議采用“PH調(diào)節(jié)—混凝沉淀—除鐵錳—精密過濾（也可稱為高效過濾）—消毒”的處理工藝處理工業(yè)用水部分，對(duì)于豐水季節(jié)多余的廢水則采用“PH調(diào)節(jié)—混凝沉淀”的工藝處理可使多余廢水達(dá)標(biāo)。在水處理過程中產(chǎn)生的污泥，通過濃縮和壓濾形成固體后，與煤矸石堆放在矸石場(chǎng)，或進(jìn)行其它處置。4．2工藝技術(shù)方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)在根據(jù)中梁山煤電氣公司提供的南北兩礦井的涌水量和季節(jié)變化情況以及該礦井水水質(zhì)和礦井水的用途要求。嚴(yán)格按照國家法律、法規(guī)和地方行政主管部門的要求以及行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范；同時(shí)大量采用先進(jìn)、科學(xué)的處理工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。4．2．1進(jìn)水水質(zhì)目前，中梁山煤電氣公司還沒有對(duì)南北兩礦井廢水水質(zhì)情況進(jìn)行全面的分析，目前可供參考的進(jìn)水水質(zhì)依據(jù)是重慶九龍坡區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站在1997～2001年期間對(duì)兩煤礦井下水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。但該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)只對(duì)環(huán)境敏感的PH、SS和COD三個(gè)污染指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)。但從該礦井廢水所呈現(xiàn)的黃黑色等表觀特征，分析，該礦井廢水中可能還含有大量的鐵錳以及硫等物質(zhì)。因此，：：設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)名稱SS濃度COD濃度PH值鐵錳硫南礦800mg/L80mg/L4~8——————北礦800mg/L80mg/L4~8——————4．2．2處理規(guī)模本項(xiàng)目分南北礦分別進(jìn)行治理。南礦設(shè)計(jì)處理規(guī)模為500m3/h，為保證豐水期處理廠仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行，本處理系統(tǒng)最大處理容量可以達(dá)到1500m3/h。最小涌水量達(dá)到200 m3/h時(shí)仍然能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，噸水處理成本上漲不到10%。北礦水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為400 m3/h，最大處理容量可達(dá)到1200 m3/h，當(dāng)最小處理水量達(dá)到120 m3/h時(shí)，仍能體現(xiàn)處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。兩座理廠總設(shè)計(jì)處理規(guī)模為900 m3/h，可處理最大容量為2700 m3/h，對(duì)于在設(shè)計(jì)處理規(guī)模以上的部分作為達(dá)標(biāo)治理設(shè)計(jì)，不作為工業(yè)用水處理。4．2．3處理方法由于本章第一節(jié)已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)的礦井廢水治理工藝進(jìn)行了簡要的分析說明，并確定了本項(xiàng)目中礦井廢水的主要工藝流程。根據(jù)用水水質(zhì)要求和相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的要求，：礦井廢水通過自流或在提升泵的作用下進(jìn)入礦井外處理廠的調(diào)節(jié)沉砂池內(nèi)進(jìn)行水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)沉砂池內(nèi)安裝有行車式泵吸砂機(jī)一臺(tái)，將沉淀入池底部的泥砂吸出后直接進(jìn)入污泥脫水機(jī)房進(jìn)行脫水。當(dāng)調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水水位達(dá)到設(shè)定的取水高度時(shí)，根據(jù)礦井涌水情況調(diào)節(jié)一級(jí)泵站內(nèi)相應(yīng)的污水污物泵，將廢水提升進(jìn)入混合池。根據(jù)調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水的PH值確定廢水石灰投加量以及絮凝劑投加量。~，廢水進(jìn)入輻流式沉淀池進(jìn)行沉淀。為加快藥劑和水之間的混合速度，本設(shè)計(jì)中采用空氣攪拌的方式強(qiáng)制混合以達(dá)到較好的混合效果，同時(shí)對(duì)廢水中低價(jià)態(tài)的金屬離子進(jìn)行氧化。以便提高后續(xù)處理設(shè)施對(duì)金屬離子的處理效果。廢水進(jìn)入輻流式沉淀池內(nèi)進(jìn)行沉淀，此階段，廢水中的絕大部分懸浮物和COD等在此混凝沉淀階段與水完成分離。經(jīng)過混凝沉淀處理后的廢水各項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到空氣空氣礦井廢水調(diào)節(jié)沉砂池一級(jí)泵站輻流式沉淀池混合池混合池混合池輻流式沉淀池輻流式沉淀池緩沖水池混合池混合池除鐵錳濾池除鐵錳濾池精密過濾池精密過濾池消毒消毒儲(chǔ)水池加壓泵站企業(yè)用水達(dá)標(biāo)排放污泥濃縮池污泥脫水機(jī)房干泥外運(yùn)藥劑藥劑水處理線路 藥劑線路 空氣線路 污泥線路《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB89781996）所規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)豐水季節(jié)礦井涌水量達(dá)到最大的時(shí)候，多余的礦井水經(jīng)過混凝沉淀處理后達(dá)標(biāo)后引入騎龍穴水庫作為補(bǔ)充水或作為灌溉水使用，或者直接排入受納水體。但是，此時(shí)的礦井水水質(zhì)還沒有達(dá)到工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。必須進(jìn)行后續(xù)的深度處理后才能作為工業(yè)用水供給企業(yè)使用。因此，廢水經(jīng)過混凝沉淀處理后進(jìn)入緩沖池，在二級(jí)泵站提升水泵的作用下進(jìn)入深度處理的混合池，此階段的混合池還是使用空氣攪拌系統(tǒng)攪拌，將藥劑和礦井水充分混合后進(jìn)入除鐵錳濾池進(jìn)行過濾除鐵錳等金屬離子。經(jīng)過除鐵錳濾池處理出來的礦井水再自流進(jìn)入精密過濾池進(jìn)一步過濾。由于精密過濾池內(nèi)濾料顆粒直徑很小，礦井水經(jīng)過精密過濾池過濾以后，礦井水中幾乎沒有SS了（濃度低于5mg/L）。礦井水此時(shí)已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)。但是由于要求同時(shí)達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此在經(jīng)過精密過濾池處理出水需要加氯使供水管網(wǎng)末端余氯含量和大腸桿菌群達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的要求。礦井水經(jīng)過消毒后，進(jìn)入儲(chǔ)水池，儲(chǔ)水池能夠儲(chǔ)存清水量為礦井水處理站處理能力水量的2小時(shí)以上的水量，儲(chǔ)水池出水管道接入供水泵站，泵站根據(jù)兩座水處理廠處理水量的變化情況進(jìn)行調(diào)配，使兩水處理廠供水量達(dá)到一定程度的互補(bǔ)。同時(shí)根據(jù)泵站后供水主管道內(nèi)水流壓力變化調(diào)整水泵功率。在滿足供水能力的情況下盡可能地減少電力消耗。沉淀池產(chǎn)生的污泥通過污泥泵站進(jìn)入污泥濃縮池內(nèi)進(jìn)一步濃縮后經(jīng)過污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理后外運(yùn)處置。本項(xiàng)目除礦井內(nèi)管溝和水倉是在原有設(shè)施上改造外，其余全部為新建工程。4．2．4治理后的污染物排放及要求本項(xiàng)目建設(shè)投產(chǎn)以后，礦井廢水經(jīng)過處理后達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后不再排入磨灘河，對(duì)水體環(huán)境不產(chǎn)生不利的影響。根據(jù)本報(bào)告書采用的工藝設(shè)計(jì)流程，礦井廢水經(jīng)過深度處理后可以同時(shí)達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以。：中梁山煤電氣公司南、北煤礦礦井廢水處理廠出水水質(zhì)指標(biāo)（供給工業(yè)用水）序號(hào)污染物名稱出水指標(biāo)1SS≤5mg/L2PH值7~93含油量≤2mg/L4Fe≤5Mn≤6總大腸桿菌群≤三個(gè)/L7余氯8總硬度≤9溶解氧≤4．3環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)控本設(shè)計(jì)中由于廢水實(shí)現(xiàn)零排放，礦井廢水不再向磨灘河水體排放，而且由于項(xiàng)目地點(diǎn)的選擇等已經(jīng)考慮到該項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境沒有不利影響。不需要安裝COD在線監(jiān)測(cè)儀等廢水監(jiān)測(cè)設(shè)施（也無法使用）。但為保證本項(xiàng)目中的兩座礦井廢水處理廠提供的工業(yè)用水穩(wěn)定可靠，同時(shí)減少運(yùn)行控制人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少運(yùn)行管理人員。本項(xiàng)目中大量采用了自動(dòng)控制設(shè)備。在調(diào)節(jié)沉砂池安裝PH和水位控制儀器儀表。同時(shí)對(duì)精密過濾池出水流量和進(jìn)水流量進(jìn)行嚴(yán)格控制。對(duì)水處理廠主要構(gòu)筑物采用現(xiàn)場(chǎng)攝相頭監(jiān)控。運(yùn)行控制人員在總控室可以觀察到各主要水處理構(gòu)筑物的現(xiàn)場(chǎng)情況。對(duì)水質(zhì)分析采用定期化驗(yàn)分析和不定期抽查相結(jié)合的原則，確保工業(yè)用水水質(zhì)穩(wěn)定。4．4管網(wǎng)設(shè)施由于本項(xiàng)目中所涉及的壓力管道直徑比較大，目前對(duì)大口徑的壓力供水管道，如果采用工程塑料材質(zhì)的造價(jià)成本太高。雖然其安裝和維護(hù)相對(duì)要比鋼管簡單，但是如果本項(xiàng)目全部采用工程塑料管道安裝，將會(huì)使本工程的建造成本大幅度提高。從經(jīng)濟(jì)上并不合算。因此，本項(xiàng)目中壓力管道以鋼管為主。在混凝沉淀處理以前的汲水管道采用球墨鑄鐵管道安裝；其余管道采用無縫鋼管安裝。其中南礦礦井廢水處理廠主管道最大直徑為DN700mm，分之管道最大直徑為DN450mm。深度處理部分分之管道直徑為DN250mm，主管道為DN450mm。北礦礦井廢水處理廠主管道最大直徑為DN600mm，分之管道最大直徑為DN400mm。深度處理部分分之管道直徑為DN200mm，主管道直徑為DN400mm。4．5主要設(shè)備方案根據(jù)重慶中梁山煤電氣公司提供的資料和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行本礦井廢水綜合利用項(xiàng)目設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)中包含標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選型以及非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。以下分別根據(jù)該公司南礦和北礦兩個(gè)礦井廢水處理廠的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。由于設(shè)計(jì)資料尚沒有完善，本設(shè)計(jì)中所統(tǒng)計(jì)的設(shè)備不包含礦井內(nèi)排水設(shè)備的增加部分。只對(duì)兩座礦井水處理廠的設(shè)備及其附屬的變頻供水泵站設(shè)備等主要部分的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。：南礦井廢水處理廠主要設(shè)備一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量裝機(jī)功率備注1掃描式泵吸泥機(jī)BXM12臺(tái)1安裝在調(diào)節(jié)沉砂池內(nèi)2支敦式雙周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)CG2028BΙ臺(tái)3安裝在輻流式沉淀池中3立式污水污物泵臺(tái)4三用一備4立式污水污物泵臺(tái)311KW/臺(tái)兩用一備5立式污水泵500WL24909110臺(tái)2110KW/臺(tái)兩用，相互備用6清水泵IS125100250B臺(tái)345KW/臺(tái)兩用一備，配變頻器7污泥泵臺(tái)411KW/臺(tái)四用8渣漿泵臺(tái)311KW/臺(tái)三用9污泥脫水機(jī)YJD2000臺(tái)3三用10鼓風(fēng)機(jī)BK5008臺(tái)2一用一備