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我国自上世纪年代末就开始重视环境保护工作至今,环境保护已经成为我国的项基本国策。
当今城市发展与环境保护就已经成为我国环保工作的大重心,国家在城市环境保护上不断加大投入。
但随着我国城市工业的飞速发展,城市生态仍在不断恶化。
在环境污染中,水污染是较为严重的部份。
据统计,重庆市每年废水排放量就达,其中约有废水未经任何处理就直接排入江中,导致水环境质量不断恶化,长江污染逐渐加重。
特别是三峡水库蓄水后,长江水流速度缓慢,滞留时间长,水力条件改变,河流的输送扩散稀释自净能力将大大减弱,从而会造成水污染物浓度增加,岸边污染带加宽。
如果现有污染源不能有效治理,伴随经济发展,工业企业规模加大,废水排放量增加,治理不力可能导致水污染加剧。
目前,全球水资源匮乏,我国的水资源人均拥有量只有世界人均水资源拥有量的,而且我国的水资源历来分布极为不均,北缺南丰。
但随着南方城市经济的快速发展,环境污染导致水环境的不断恶化导致南方许多城市也出现水荒。
因此,在保护环境,减少污染物向环境中排放的同时,应尽量做到资源化利用废水资源。
针对矿井水资源化处理已经有的成熟工艺和工程实例。
由于我国经济的持续快速的增长,用水量大幅度上升,而水资源又严重匮乏,将影响经济的发展速度。
矿井水的资源化处理可以从不同程度上缓解当地用水紧张的局面。
市场用水需求随着城市化进程的不断加快而增加,城市的规模也越来越大,特别是中梁山地区的城市人口增加和大中型工业企业的不断建设,使原本就紧张的水资源更加呈现出严重不足的状况,制约了地区经济的发展,与此同时,生态失衡和水环境污染等城市问题也随之加剧。
中梁山地区是九龙坡区煤炭汽车摩托车橡胶电力设备和机械加工较集中的工业区。
在年的重庆市总体规划中,将九龙坡区华岩镇的半山幸福联合齐团朝阳村等片区,规划为机械加工镁冶炼摩托车装配等行业集中的大型工业企业基地即九龙工业园区西区。
工业用水量大幅度增加,而企业为降低生产成本,在满足生产用水的前提下,如何降低生产用水成本是用水量大的企业必须考虑的问题。
中梁山地区的现有供水量严重不足,见中梁山周边用水调查表。
水,是般工业企业生产必须的,而高能耗企业更是离不开水,如发电厂橡胶制品镁冶炼煤炭洗选加工煤气化和煤化工等行业。
些企业将水作为产品生产的中间体,参与生产些企业将水作原料,直接加入到产品生产中。
中梁山煤矿矿井水由于涌水量大,水源点位臵较高等特点,给该类废水利用提供了定的方便如可以降低取水成本。
矿井废水经过适当处理后,可作为城市用水辅助水源,而且特别适合作为用水量大的企业的工业用水补充水源,由此缓解中梁山地区用水紧张的矛盾。
用矿井水作为工业用水补充水源,有不需要建设取水工程,用户输水距离短,工程造价低,维护管理简单,运转费用少的优点。
在销售价格上与自来水元吨相比,其水价只有其定位在元吨,有较大的价格竞争优势。
由于中国经济的高速增长,用水量大幅度上升,而水资源又严重匮乏,将影响经济的发展速度,政府为平衡供水失衡问题,水价不断攀升将成为必然。
中梁山地区的自来水主要由沙坪坝水厂提供。
在年沙坪坝水厂的自来水水价为民用元吨,工业元吨,建筑元吨,商业元吨。
据有关报道,由于城市污水处理成本大幅度上升,重庆的自来水水价仍有上调的趋势,企业使用自来水的成本也将大幅度增加。
表中梁山周边的企业用水调查表序号企业名称用新鲜水量吨日备注佳通轮胎公司改扩建完成后重庆庆铃汽车有限公司公司有自备水井新时代环松摩托车有限公司起重机厂生活后勤建设摩托车有限公司在建设中重庆隆兴镁业有限公司在建设中中梁山煤电气公司北矿井下气化项目工业实验中中梁山煤电气公司发电厂中梁山煤电气公司选煤厂合计企业污染现状污染物排放现状重庆中梁山煤电气有限公司拥有两个煤矿井南矿井北矿井。
两矿井排放的矿井水为带有行业特征的煤炭水,存在的主要问题是在清理井下水仓和巷道时,水中的悬浮物色度等指标有不同程度超标,悬浮物最高浓度达,最小浓度为,平均浓度达平均浓度达,最小为,最高达。
废水排入磨滩河,对磨滩河及周边的水体造成了定的污染。
以下根据该公司生产工艺流程以及在生产过程秒。
枯水期平均流量立方米秒,平均流速米秒,保证率设计流量为立方米秒。
该地区排水主要经地区排污沟排入磨滩河支流,经伏牛溪最后汇入长江。
磨滩河在区内流域面积为平方米,为类水域,使用功能为农业用水。
工程地质本工程场地构造裂缝不发育,无断层滑坡边坡失稳软弱夹层等不良工程地质现象,地质构造简单。
但本项目在进行施工设计之前应对工程所涉及区域进行详细的工程地质勘探。
征地拆迁及移民安臵本项目主体工程建设地点现为空地,不存在拆迁安臵费用,仅有供水管网敷设经过地域存在少量的拆迁安臵及青苗补偿等工作量。
其它建设条件本项目主体工程建设地点南北两矿井废水处理厂现为该公司临时堆煤空地,有条运煤公路可直接进入该建筑工地,现有动力电源位臵位于该采煤矿井井口,可以作为施工用电。
实施方案工艺技术方案的比较和选择目前,在国内对煤矿矿井废水处理通常采用的是混凝沉淀或混凝沉淀过滤的处理工艺。
该工艺主要是针对矿井废水中悬浮物含量高等有机污染物含量低等特点进行设计。
该工艺方案的主要工艺构筑物为混凝沉淀池和过滤池。
矿井废水在混凝沉淀池中的反应过程主要分两个步骤,第步为混凝,第二步为沉淀。
混凝能有效地降低原水中的悬浮物和胶体物质,降低出水浊度和但混凝般适用于粒度在的分散体系。
其基本原理是水中胶体颗粒微小表面水化和带电使其具有稳定性。
带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。
吸附层的离子随胶核起运动表现出来的电位称为电动电位或电位,其数值可以根据电泳或电渗实验结果用下式求得液体的动力粘度颗粒电泳迁移的平均速度或液体电渗的平均移动速度液体的介电常数两电极间单位距离外加的电位差,绝对静电单位,绝对静电单位。
要使胶体脱稳与凝聚,必须降低电位和破坏水化膜,并提供胶粒碰撞动能。
造成胶体碰撞的主要原因是布郎运动流速梯度和涡流紊动。
但对于颗粒直径在左右的颗粒,布朗运动已基本不起作用。
因此必须进行机械搅拌使其保持较高的碰撞速度。
当细小的颗粒在絮凝剂和搅拌的作用下迅速凝集成比较大的稳定的固体颗粒或胶体后,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。
从而使废水和悬浮物相互分离达到固液分离的效果。
在悬浮物下沉的过程中,悬浮物所吸附的部分有机物表现为也同时得到了定的处理效果。
在絮凝沉淀以后用石英砂过滤可以保证出水达标。
如果仅进行达标处理,般采用普通快滤池即可使出水达到国家规定的排放标准。
本工艺对北方地区煤矿采掘废水处理效果较好,但对于西南地区煤矿产生的矿井废水处理效果则较差。
这主要是因为西南地区煤炭中含硫量比较高,而且这地区土壤呈酸性从而导致该地区矿井废水般都呈现出酸性特征。
因此,对于南方酸性废水则必须进行调节后才能达到应有的处理效果。
同时,由于酸性矿井水中通常含有溶解性的铁和锰等,如果要将该类废水处理后回用,则必须按照相应设计规范设计除铁和锰的措施。
同时,如果要同时满足生活杂用水水质标准和工业锅炉用水水质标准的要求,则本项目在废水回用作工业用水部分矿井水必须进行除铁锰和消毒,在满足工业用水的指标的前提下,使矿井水中大肠杆菌群指标以及余氯指标符合生活杂用水水质标准的要求。
根据上述的分析可以得出,由于重庆中梁山煤电气公司南北两矿所排出的矿井废水程酸性特征,可以将土壤和煤层中大量的金属化合物等物质溶解在水中,仅仅经过混凝沉淀是无法使废水达标排放,更无法使废水达到回用于工业用水的要求。
因此,本报告书建议采用调节混凝沉淀除铁锰精密过滤也可称为高效过滤消毒的处理工艺处理工业用水部分,对于丰水季节多余的废水则采用调节混凝沉淀的工艺处理可使多余废水达标。
在水处理过程中产生的污泥,通过浓缩和压滤形成固体后,与煤矸石堆放在矸石场,或进行其它处臵。
工艺技术方案设计本设计在根据中梁山煤电气公司提供的南北两矿井的涌水量和季节变化情况以及该矿井水水质和矿井水的用途要求。
严格按照国家法律法规和地方行政主管部门的要求以及行业设计规范同时大量采用先进科学的处理工艺进行设计。
进水水质目前,中梁山煤电气公司还没有对南北两矿井废水水质情况进行全面的分析,目前可供参考的进水水质依据是重庆九龙坡区环境监测站在年期间对两煤矿井下水的水质监测统计数据。
但该统计数据只对环境敏感的和三个污染指标进行监测统计。
但从该矿井废水所呈现的黄黑色等表观特征,分析,该矿井废水中可能还含有大量的铁锰以及硫等物质。
因此,本设计进水水质入下表所示表设计进水水质名称浓度浓度值铁锰硫南矿北矿处理规模本项目分南北矿分别进行治理。
南矿设计处理规模为,为保证丰水期处理厂仍然能够稳定运行,本处理系统最大处理容量可以达到。
最小涌水量达到时仍然能够使系统稳定运行,吨水处理成本上涨不到。
北矿水处理厂设计处理规模为,最大处理容量可达到,当最小处理水量达到时,仍能体现处理系统的经济性和稳定性。
两座理厂总设计处理规模为,可处理最大容量为,对于在设计处理规模以上的部分作为达标治理设计,不作为工业用水处理。
处理方法由于本章第节已经对传统的矿井废水治理工艺进行了简要的分析说明,并确定了本项目中矿井废水的主要工艺流程。
根据用水水质要求和相关设计技术规范的要求,本项目矿井水处理厂工艺流程如后图所示矿井废水通过自流或在提升泵的作用下进入矿井外处理厂的调节沉砂池内进行水量和水质的调节。
在调节沉砂池内安装有行车式泵吸砂机台,将沉淀入池底部的泥砂吸出后直接进入污泥脱水机房进行脱水。
当调节池内废水水位达到设定的取水高度时,根据矿井涌水情况调节级泵站内相应的污水污物泵,将废水提升进入混合池。
根据调节池内废水的值确定废水石灰投加量以及絮凝剂投加量。
将废水的值调节到以后,废水进入辐流式沉淀池进行沉淀。
为加快药剂和水之间的混合速度,本设计中采用空气搅拌的方式强制混合以达到较好的混合效果,同时对废水中低价态的金属离子进行氧化。
以便提高后续处理设施对金属离子的处理效果。
废水进入辐流式沉淀池内进行沉淀,此阶段,废水中的绝大部分悬浮物和等在此混凝沉淀阶段与水完成分离。
经过混凝沉淀处理后的废水各项指标已经达到矿井废水调节沉砂池级泵站污水综合排
