礦井廢水處理及回用工程可行性研究報告

1 第一章 概 述 1.1 項(xiàng)目概述 項(xiàng)目名稱：清徐東于煤礦 12000T/d 礦井污水處理及回用工程 法人代表： 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 項(xiàng)目建設(shè)單位： 建設(shè)地點(diǎn)： 建設(shè)規(guī)模： 12000T/d 礦井污水處理及回用工程 主要產(chǎn)品： 11400T/d 潔凈生活用水（扣除 5%的蒸發(fā)損耗） 項(xiàng)目總投資： 10000 萬元人民幣，其中：固定資產(chǎn)投資 9250 萬元，鋪底流動資金 750 萬元。 資金來源： 10000 萬元中，企業(yè)自籌 3600 萬元，信貸籌措 6400 萬元。 項(xiàng)目建設(shè)期： 1.5 年 1.2 主辦單位概況 美錦能源集團(tuán)有限公司是國內(nèi) 最大的商品焦生產(chǎn)基地，是太原市城市煤氣供應(yīng)的重要?dú)庠磸S之一，也是省政府命名的資源綜合利用示范企業(yè)之一，現(xiàn)有總資產(chǎn) 86.6 億元，員工 5321 人，其中具有中、高級專業(yè)技術(shù)職稱的各類科技人才 560 余人。公司現(xiàn)有 2 72 孔、 500mm 寬炭化室的 JNK43 98D 型機(jī)焦?fàn)t三組六座，有 2 72 孔、 550mm 寬炭化室的 SCD43 02 型搗固機(jī)焦?fàn)t兩組四座，有 2 31 孔的 66 3 型機(jī)焦?fàn)t兩組四座，有洗煤廠 6 座、高標(biāo)號水泥廠一座，自動化墻地磚生產(chǎn)線 10 條，可采煤礦三座， 2 3MW+6MW 煤 2 矸石自備熱電廠一座，大型運(yùn)載汽車 328 輛。公司年產(chǎn)冶金焦和鑄造焦 530萬噸，煤焦油 18 萬噸、粗苯 4.5 萬噸、硫銨 8000 噸，供外煤氣 8.15 億 m3，墻地磚 1500 萬，微晶玻璃 6 萬，水泥 50 萬噸，原煤 120 萬噸，洗精煤580 萬噸，銷售收入 50.26 億元，實(shí)現(xiàn)利稅 10.9 億元。公司的主產(chǎn)品除了供應(yīng)首鋼、包鋼、唐鋼、鞍鋼、太鋼、承鋼等七大鋼鐵公司之外，還出口日本、印度、韓國等國家。公司連續(xù)數(shù)年被太原市工商行政管理局授予“守合同重信用企業(yè)”，被中國農(nóng)業(yè)銀行山西分行評為“ AAA 級信用度企業(yè)”。 東于煤礦是美錦能源集團(tuán)有限公司管轄之內(nèi)的三個可采煤礦之 一，位于清徐縣東于村邊山腳下，距縣城 12 公里，礦區(qū)面積 9.786 K ，年生產(chǎn)能力90 萬噸，可開采儲量還可服務(wù) 180 年。礦區(qū)在清徐西部邊山一帶的富水區(qū)，在煤礦生產(chǎn)過程中，每小時約有 500 余噸井下污水需要排出地面，其中該礦再利用量約 50T/h，還有 450 余噸的井下污水需要外排，白白浪費(fèi)。 1.3 項(xiàng)目編制依據(jù) 美錦煤業(yè)有限公司提供的東于煤礦供水排水及礦井涌水情況調(diào)查。 東于煤礦礦區(qū) 1/500 地形圖。 東于煤礦的地形、地貌、地質(zhì)、地震、氣象條件等資料。 生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范 2001 版。 中華人民 共和國環(huán)境保護(hù)法 給水排水設(shè)計手冊第二版（城鎮(zhèn)給水、城鎮(zhèn)排水） 山西省建設(shè)工程其他費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn) 太原市城市節(jié)約用水條例 建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)（第二版） 東于煤礦的水費(fèi)、電費(fèi)及排污水費(fèi)等資料。 3 國家發(fā)改委頒布的投資項(xiàng)目可行性研究指南。 山西省技術(shù)改造項(xiàng)目可行性研究報告的具體內(nèi)容和深度。 本公司掌握的相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。 1.4 項(xiàng)目編制的原則 選擇處理水量及工藝方案時，要在認(rèn)真調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，做好方案對比，盡可能采用成熟、可靠的新工藝、新技術(shù)，做到技術(shù)先 進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行可靠。 倡導(dǎo)污水資源化，充分利用污水資源化技術(shù)，合理規(guī)劃污水處理和回用工程。 基建投資省，能耗和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小。 電氣控制，既要技術(shù)先進(jìn)，又要成熟、可靠和實(shí)用。 在保證工藝合理流暢的基礎(chǔ)上，總圖布置盡量緊湊，減少占地面積，降低工程投資。 1.5 編制內(nèi)容及評述要點(diǎn) 根據(jù)美錦煤業(yè)有限公司提供的供水、排水、礦井涌水情況及水平衡圖，確定礦井涌水的處理量和建設(shè)規(guī)模。 根據(jù)礦井涌水的水質(zhì)化驗(yàn)報告，確定水處理的工藝流程。 根據(jù)工藝流程確定平面布置及設(shè)備。 評述項(xiàng)目建設(shè)的必要性。 初步確定建設(shè)條件和工期。 根據(jù)工藝和建設(shè)規(guī)模確定項(xiàng)目投資估算及資金籌措。 對項(xiàng)目做出經(jīng)濟(jì)分析及評價。 4 第二章 項(xiàng)目背景和建設(shè)的必要性 2.1 項(xiàng)目提出的背景 水是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源之一，是不可缺少、也無法替代的特殊資源。沒有水就沒有生命，就沒有文明的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。世界上的水資源是有限的，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展必須與水的供應(yīng)相適應(yīng)，不能超越水資源的承載能力無限制地采水用水。當(dāng)今世界，隨著人口的不斷增長和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，淡水資源的需求量不斷增加；同時，由于不合理的使用，已使本來短缺 的淡水資源更加匱乏。 我國水資源的短缺由來已久。從歷史上看，我國干旱頻發(fā)，素有“十年九旱”之說。在 2200 多年的歷史文獻(xiàn)記載中，發(fā)生重大的旱災(zāi)就多達(dá) 1300余次。我國水資源人均占有量僅有 2300 立方米，而且水資源分布極不均勻，長江以北水系流域面積占國土面積的 63.5%，水資源卻僅占全國的 19%。隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水的缺口將越來越大。目前，我國農(nóng)業(yè)灌溉用水每年的平均缺口約 300 多億立方米，全國農(nóng)村還有 3000 多萬人口飲水困難。全國有 400 多個城市缺水，缺水比較嚴(yán)重的城市有 110 多個，全國城市日缺水量為 1600 萬立方米，每年因?yàn)槿彼绊懝I(yè)產(chǎn)值達(dá) 2000 億元以上，受影響的城市人口約 4000 萬人。 除了我國，世界上還有很多國家和地區(qū)都存在嚴(yán)重缺水現(xiàn)象。聯(lián)合國水資源大會指出：“我們正進(jìn)入一個新的水資源緊缺時代”。全球日益加劇的水危機(jī)，引起了國際社會的高度重視。 1972 年的聯(lián)合國人類環(huán)境會議和 1977 年的聯(lián)合國水事會議就曾向全世界發(fā)出警告：“水不久將成為一項(xiàng)嚴(yán)重的社會危 5 機(jī)，石油危機(jī)之后的下一個危機(jī)就是水”。世界各國都開始對水給予了前所未有的高度重視，并逐漸對水資源危機(jī)形成共識。 1995 年 8 月世界銀行調(diào)查統(tǒng)計報告 公布：擁有世界人口 40%的 26 個國家正面臨水資源危機(jī)，這些國家的農(nóng)業(yè)、工業(yè)和人民的健康受到嚴(yán)重威脅：發(fā)展中國家約有 10 億人喝不到清潔水， 17 億人沒有良好的衛(wèi)生設(shè)施， 80%的疾病是由飲用不清潔水引起，并造成每年 2500 萬人死亡。 1999 年“世界水日”，聯(lián)合國再一次發(fā)出警告，隨著人類生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，世界用水量正以每年 5%的速度遞增，每 15年用水總量就翻一番，除非各國政府采取有力措施，否則，到 2025 年后，地求上將有二分之一以上的人口面臨淡水資源危機(jī)，三分之一以上的人口得不到清潔的飲水。水資源的短缺已 成為當(dāng)今全球性的社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。合理利用水資源，是人類可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，而節(jié)約用水又是水資源合理利用的關(guān)鍵所在，也是最快捷、最可行、最廣泛地維護(hù)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。 水是人類消耗最多的自然資源。水資源的可持續(xù)利用是所有自然資源可持續(xù)開發(fā)利用中最重要的一項(xiàng)。從環(huán)保和水資源節(jié)約的角度講，我國是個水資源貧乏的國家，中國占世界 22%的人口，淡水僅占世界的 8%，是世界 13 個貧水國家之一，此外，我國人口每年凈增約 1500 萬，經(jīng)濟(jì)和消費(fèi)水平幾年翻一番，對水量的需求越來越大。同時水浪費(fèi)現(xiàn)象又十 分嚴(yán)重，水資源有效利用率只有 16%；工業(yè)用水重復(fù)利用率為 20-30%，占總用水量 73%的農(nóng)業(yè)用水效率低于 30%。我國水資源分布不均，南方居住人口約 7 億人，有 4/5 的水，北方有 5.5 億人口，只有 1/5 的水，但 2/3 的耕地在北方，造成了北方干旱，南方濕潤的局面。北方水量短缺現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。大部分地區(qū)的水抽取量已接近或超過了可持續(xù)供應(yīng)水量。 1997 年黃河斷流達(dá) 226 天。因此，國家頒布 6 了中華人民共和國水法、城市節(jié)約用水管理規(guī)定等法律法規(guī)來要求全民節(jié)水。 山西省太原市是全國極度缺水城市之一，太原市人均年占有水 資源量為200 多立方米，僅為全國的 7.4%。按照國際通行的人均 1500 立方米 /年的標(biāo)準(zhǔn)，太原市屬于極度缺水城市。隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快，水資源供需矛盾日益突出。從上個世紀(jì) 80 年代起，太原市陸續(xù)制定了城市節(jié)約用水條例等一系列法規(guī)，從法律上規(guī)范了節(jié)水工作。之后，又修訂了太原市節(jié)約用水條例規(guī)定，要求各工程項(xiàng)目節(jié)水嚴(yán)格執(zhí)行“三同時”原則，即：同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)的原則，并規(guī)定對節(jié)水工作進(jìn)行評估后，才能開工建設(shè)。 2.2 企業(yè)用水概況 美錦能源集團(tuán)有限公司是一個以焦化為主業(yè)的綜合性企 業(yè)，上有東于煤礦和錦富煤礦，下有鋼廠、電廠、陶瓷廠、洗煤廠、煤矸石磚廠、水泥廠等多種企業(yè)。從這些企業(yè)目前的現(xiàn)狀來看，企業(yè)生產(chǎn)和生活用水，主要有三個渠道供給，即：清泉西湖水日供給量為 20000m3，自備水井約 2250m3，礦井奧灰層水日供水量約 1200m3，共計日供水量約 23750m3。 東于煤礦目前開采過程中的礦井涌水，未利用量為 6000m3/d。這部分水現(xiàn)在通過暗涵排走。隨著進(jìn)一步開采向下山方向延伸，礦井涌水量將增加到12000m3/d 左右。 2.3 基礎(chǔ)資料 2.3.1 自然環(huán)境狀況 地理位置 清徐縣是一 個既有煤炭、山石、礦泉水等礦產(chǎn)資源，又有雄厚的焦化、 7 冶金、釀造、建材、運(yùn)輸?shù)裙I(yè)基礎(chǔ)的全國百強(qiáng)縣之一，位于山西省中部，呂梁山北尾之東南麓下，太原岔地南端，汾河河畔，東與晉中市、太谷縣毗連，南與祁縣、文水縣交界，西與交城縣和古交市相鄰，北與太原市接壤，是太原市管轄的六區(qū)三縣之一，平均海拔高度 761.5m。 東于煤礦位于清徐縣東于村邊山腳下，縣城 12 公里，屬于東于鎮(zhèn)東于村境內(nèi)。 地形地貌 清徐縣地處呂梁隆起、五臺隆起之間，西北部為山區(qū)，中部和東南部為沖積扇平原，地勢是西北高、東南低，地形以山地和平川為主。 本 工程所屬區(qū)域位于清徐縣西偏北邊山腳下，系呂梁山支脈邊沿，區(qū)域內(nèi)地勢西北高東南低。 地下水 項(xiàng)目所在地區(qū)地下水主要有奧陶系巖溶裂隙水和第四系孔隙水，由于已探明的地下水源大多開發(fā)利用，開采量大于自然補(bǔ)給量，導(dǎo)致地下水位下降，形成地下水區(qū)域性下降漏斗。地下水深度 -100 米以下，上部為孔隙潛水，下部為孔隙承壓水。 地質(zhì)與地震 東于煤礦所處區(qū)域地層大致屬于第四紀(jì)馬蘭黃土，土層較厚，地層土質(zhì)依次為：粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂、基巖等，建筑場地類別為 III 類，從粘粉含量上分析，可判斷為不液化土。 東于煤礦工程所在地區(qū)地震設(shè) 防烈度為 7 級。 氣象條件 本工程所處區(qū)域與太原市一樣屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季氣溫適中；冬季 8 平均溫度在 2.7-6.7 ，極端最低氣溫為 -27.5。年平均風(fēng)速 1.6 2.4m/s，3-5 月平均風(fēng)速最大，可達(dá)到 3.0m/S 以上， 6-9 月最小為 2.0m/s 左右；風(fēng)向的年、季、月分布較紊亂，但總的趨勢是冬季受蒙古高壓控制，以偏北為主，夏季受大陸低壓和太平洋副熱帶高壓控制，以偏南風(fēng)為主，秋季又轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，春季以西北風(fēng)為主。 氣象資料如下： 極端最高氣溫 39.5 極端最低氣溫 -27.5 年平均氣溫 9.5 最高月平均氣溫 23.5 最低月平均氣溫 -6.5 夏季平均大氣壓 919.9hPa 冬季平均大氣壓 923.9hPa 年平均降水量 466mm 年最大降水量 794.0mm 年最小降水量 216.0m 年平均風(fēng)速 2.4m/s 瞬時最大風(fēng)速 25.0m/s 全年最多風(fēng)向及頻率 C 29.5% NW14.79% 夏季最多風(fēng)向及頻率 C 20.7% NW12.79% 冬季最多風(fēng)向及頻率 C 20.1% NW12.7% 基本風(fēng)壓 0.3KN/ 基本雪壓 0.2KN/ 9 最冷月 (一月 )平均氣溫 -7 最熱月 (七月 )平均氣溫 28 冬季空調(diào)室外計算溫度 -15 夏季空調(diào)室外計算溫度 32.5 河流 本區(qū)河流屬汾河水系 ,清 徐縣區(qū)境內(nèi)支流有白石河和房山河，自西北向東南轉(zhuǎn)南由礦區(qū)境穿過。白石河系縣區(qū)西部偏北山區(qū) (東于煤礦礦區(qū) )的一條季節(jié)性河流 ,河床寬 20 米左右 ,平時受納由東于煤礦排洪暗涵排出的礦井水、附近村莊及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排出的生產(chǎn)和生活廢水。 2.4 項(xiàng)目的提出 企業(yè)嚴(yán)重缺水 從企業(yè)目前現(xiàn)狀看，企業(yè)生產(chǎn)和生活用水由三部分供給，即：清泉西湖水日供給量為 20000m3，礦井奧灰層水日供給水約 1200m3，自備水井約 2550m3，共計日量約 23750m3，缺水約 10800m3/d 左右。礦區(qū)生活用水采用分時段式供水（一天早、晚各供一小時） 來解決供水不足的問題。為避免清徐縣地下水位繼續(xù)下降，太原市和清徐縣要求關(guān)閉各單位自備井，到時企業(yè)缺水量將更大。缺水現(xiàn)狀已是擺在東于煤礦面前制約生產(chǎn)發(fā)展、影響職工群眾生活極其嚴(yán)重的問題。 外購用水價格逐步提高 目前企業(yè)生產(chǎn)用水價為 3.75 元 /噸，再加上排污費(fèi) 0.6 元 /噸，實(shí)際生產(chǎn)用水費(fèi)用為 4.35 元 /噸；生活用水價為 2.2 元 /噸，再加上排污費(fèi) 0.25 元 /噸，實(shí)際生活用水價為 2.45 元 /噸。以后水價還將逐年以 10%的速度遞增，最終將達(dá)到 7 元 /噸以上。這將會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。 10 環(huán)境污染問題 東于煤礦目 前的礦井涌水未利用量為 4800m3/d，隨著進(jìn)一步開采延伸，礦井涌水量將達(dá)到 12000m3/d 左右，現(xiàn)在這部分水通過暗涵排入白石河，污染環(huán)境，每年還需向環(huán)保部門交納排污費(fèi)約 4.5 萬元。 綜合上述情況，美錦能源集團(tuán)有限公司提出：將礦井涌水經(jīng)過技術(shù)處理達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)來解決企業(yè)缺水的想法是十分必要和有利的。 2.5 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 我國是缺水大國，其水資源分布極不均衡，東于煤礦礦產(chǎn)資源較為豐富，但水資源匱乏，嚴(yán)重制約了礦區(qū)的生產(chǎn)發(fā)展和生活，卻又未能較好的利用井下涌水資源，使企業(yè)一邊支付人力、電力、設(shè)備資源將礦井涌 水外排，一邊還向社會繳納為數(shù)不菲的排污費(fèi)。企業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)用水和職工生活用水卻要出資向社會購買來解決，無形中為企業(yè)造成更大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。 從水質(zhì)上來講，該煤礦礦井涌水由于水質(zhì)狀況較差，對產(chǎn)品和設(shè)備均會造成一定程度的影響，不經(jīng)處理無法應(yīng)用。但該礦礦井涌水水質(zhì)只需經(jīng)過深過濾處理后即可使用。并且通過對涌水的處理試驗(yàn)，處理后的涌水能夠達(dá)到生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。 隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，在外購水價不斷上漲和排污收費(fèi)不斷提高的情況下，用水成本將會成倍地提高，會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。經(jīng)過深度處理后飲用水，經(jīng)計算只需 1.39 元 /噸 的成本，可大大降低企業(yè)生產(chǎn)和生活用水成本，從效益上講具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。 經(jīng)初步分析，一年可為企業(yè)增加供水量 175 萬 m3-395 萬 m3，節(jié)約用水費(fèi)用在 660 萬元以上，一年可為企業(yè)創(chuàng)造利潤 990 萬元以上。這不僅解決了企業(yè)用水問題，也為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以解決部分職工就業(yè)問題， 11 同時還具有相當(dāng)深遠(yuǎn)的社會效益，解決汾河水污染，實(shí)乃為一舉多贏之舉，該工程的上馬勢在必行。 第三章 工程設(shè)計方案 3.1 設(shè)計規(guī)模 現(xiàn)在美錦能源集團(tuán)有限公司下屬各企業(yè)正常生活用水量約為 10365m3/d，工業(yè)用水量約 24185m3/d，總需用水量為 34550m3/d，呈嚴(yán)重缺水狀態(tài)。如新建日處理 12000m3礦井涌水的設(shè)施和加工處理廠，經(jīng)處理后生成生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水，除供生活使用外、還可供礦區(qū)除塵、生活雜用及設(shè)備反沖洗（約有5%）等用水。 根據(jù)上述供水與需水情況及建設(shè)單位提供的今后礦井涌水量情況，井下正常涌水量為 460m3/h，最大涌水量為 500m3/h，設(shè)計按最大涌水量考慮，由此確定處理規(guī)模為 12000m3/d。 3.2 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì) 3.2.1 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù)礦方監(jiān)測的井下涌水水質(zhì)情況，現(xiàn)列表 3-1 如下： 表 3-1 東于煤礦礦井水水質(zhì)情況 編號 污染物 取樣口 1 色度 18 度 2 SS 210 3 臭和味 無 4 PH 值 8 5 肉眼可見物 水樣呈灰黑色，有碳渣等沉淀物 12 6 總硬度 300.27mg/l 7 鐵 0.529 mg/l 8 硫酸鹽 52.64 mg/l 9 氯化物 20.5 mg/l 10 氨氮 0.355 mg/l 11 硝酸鹽氮 0.634 mg/l 12 亞硝酸鹽氮 0.042 mg/l 13 耗氧量 4.76 mg/l 14 氟化物 0.1 mg/l 15 細(xì)菌總數(shù) 200 個 / ml 16 大腸桿菌 30 個 / ml 17 CoDcr 145 18 BoD5 30 通過對井下水的水質(zhì)分析，再結(jié)合井下水質(zhì)的變化情況，最終確定礦井水處理站的進(jìn)水水質(zhì)見表 3-2。 表 3-2 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 編號 污染物 取樣口 1 色度 18 度 2 SS 220 3 臭和味 無 4 PH 值 7 5 肉眼可見物 水樣呈灰黑色，有碳渣等沉淀物 6 總硬度 310.45mg/l 7 鐵 0.646 mg/l 8 硫酸鹽 41.87 mg/l 9 氯化物 112.0 mg/l 10 氨氮 0.645 mg/l 11 硝酸鹽氮 4.0mg/l 12 亞硝酸鹽氮 0.054mg/l 13 13 耗氧量 5.76 mg/l 14 氟化物 0.1 mg/l 15 細(xì)菌總數(shù) 160 個 / ml 16 大腸桿菌 36 個 / ml 17 CoDcr 140 18 BoD5 32 3.2.1 設(shè)計出水水質(zhì) 處理后將達(dá)到生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范 2001 版規(guī)定的要求。 3.3 設(shè)計方案 礦井水主要是由于煤礦開采破壞了煤系上覆含 水層而形成的井下涌水，初始流入井筒和巷道的涌水未受到污染時為清潔水，在開拓及采煤過程中才受到污染。根據(jù)前面的水質(zhì)監(jiān)測資料表明，該礦礦井水為中性、無有毒重金屬物質(zhì)，但 SS、 Mn 較高，大腸桿菌數(shù)和細(xì)菌總數(shù)也比較高（需要說明的是一般礦井水中均有一定量的 COD，但其主要是由煤粉引起的，由水中還原性碳元素所致，一般隨著懸浮物的去除， COD 隨之而去除。）。由于本工程礦井水處理后，要作為生活飲用，因此，應(yīng)根據(jù)出水水質(zhì)要求進(jìn)行處理。 經(jīng)過以上分析，本工藝主要考慮 COD、 SS、硬度、 Fe 等的去除。由于原水中含鹽量、硫化物等不 高，本處理中考慮用反滲透工藝。 綜上所述，項(xiàng)目采用混凝沉淀、過濾滲透的處理工藝。 3.3.1 反滲透工藝 采用反滲透脫鹽工藝，絮凝沉淀、機(jī)械過濾器、 MF 過濾器（精濾）、 UF裝置超濾為預(yù)處理，保證反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 反滲透是以壓力為推動力的膜分離技術(shù)。膜分離過程具有無相變、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、裝置簡單、操作方便等特點(diǎn)。從 70 年代起，隨著材料的發(fā)展和膜組件 14 的工業(yè)化，反滲透作為單元操作，在水資源的有效利用、有用物質(zhì)的回收、廢水的處理與回用、溶液分離的濃縮等方面得到較廣泛應(yīng)用。 反滲透分離原理：當(dāng)鹽水和純水被一張半透膜隔 開時，純水透過半透膜向鹽水側(cè)擴(kuò)散，滲透的推動力是滲透壓。在鹽水側(cè)施加一個外部壓力，當(dāng)外部壓力大于滲透壓時，鹽水側(cè)的水分子將滲透到純水側(cè)，這種現(xiàn)象稱之為反滲透。反滲透工藝先進(jìn)，性能可靠，抗負(fù)荷沖擊性好，且出水水質(zhì)高于生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 反滲透已廣泛應(yīng)于苦咸水淡化、海水淡化、電鍍廢水、食品工業(yè)廢水和生活污水處理與回用等行業(yè)，反滲透能處理的大分子在 3 10-4-0.2。 3.3.1.1 工藝流程 PH 調(diào)節(jié)裝置 井下涌水 源水池 絮凝劑添加透 絮凝斜板沉淀池 多介質(zhì)過濾 阻垢劑添加 超濾 中間小池 保安過濾器 反滲透裝置 清水池 3.3.1.2 工藝說明 礦井水進(jìn)入混凝反應(yīng)池、斜板沉淀池，通過向水中加混凝劑和殺菌劑，在絮粒形成過程中，吸咐懸浮顆粒和溶解有機(jī)物質(zhì)；殺菌劑消除水中細(xì)菌。絮?？稍谝欢ǖ某恋?xiàng)l件下從水中分離、沉淀出來。 原水雖然是井下水，但由于處于煤礦區(qū)，開采造成水質(zhì)污染，水池中有較多的懸浮物、膠體、大分子有機(jī)物、微生物，因此水質(zhì)較差。從井下涌水提升通過管道流入混凝反應(yīng) 池，在管道入池口前加混凝劑和殺菌劑。原水進(jìn)入斜板沉淀池，被混凝劑和殺菌劑殺滅水中的微生物，使出水 SS小于 8mg/L，細(xì)菌、大腸桿菌達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。上清水由增壓泵打入機(jī)械過濾器。 提升 提升 15 從斜板沉淀池出來的水進(jìn)入機(jī)械過濾器，對沒有完全沉淀的雜質(zhì)進(jìn)行截留。在運(yùn)行過程中，要經(jīng)常對機(jī)械過濾器進(jìn)行反沖洗，反沖洗用水為 RO 濃縮水池水，反沖洗污水入過濾池，過濾后的水用于礦井除塵； 反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求是濁度小于 1NUT， PH 值 4-7，水溫 15-35，COD 小于 1.5mg/L。 反滲透系統(tǒng)裝置、機(jī)械過濾器等設(shè)在廠房內(nèi)，能夠保 證水溫 15-35，礦井涌水中加絮凝劑、消毒劑，經(jīng)絮沉淀、機(jī)械過濾等可使水中的 COD 達(dá)到反滲透系統(tǒng)的要求。 原水以 MF 精濾器和 UF 超濾器使水中的濁度小于 1NUT，達(dá)到反滲透要求。 從 UF 超濾器出來的水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，去除水中的硬度、溶解性固體等，使之達(dá)到生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范的要求。 由于原水中加入了殺菌劑 NaCLO 溶液，因此本系統(tǒng)采用在 MF 過濾前投加還原劑，降低水中的余氯，以保證進(jìn)入 RO 裝置的水質(zhì)要求； 設(shè)置 MF 過濾器的主要目的是截留膜前水中 5 m 的顆粒、膠體、懸浮物，以防止大顆粒物進(jìn)入反滲透膜。過濾 器外殼采用不銹鋼，內(nèi)裝精度 5 m 濾芯。在正常工作情況下，濾芯可維持 10 個月左右的使用壽命，當(dāng)大于設(shè)定的壓差時應(yīng)當(dāng)更換。 UF 超濾裝置采用的是中空纖維濾膜分離技術(shù)，本方案采用的材料是聚硯8040 膜，截留分子量為 5-8 萬道爾頓， UF 膜采用的是無相變的物理方法，無任何化學(xué)反應(yīng)地將水凈化處理，可有效去除細(xì)菌、大腸桿菌、致病原等有害菌群以及膠體大分子有機(jī)物， UF 膜過濾后的水體污染指數(shù) SDI 4，濁度1NTU，確保 RO 的進(jìn)水要求。 由于 UF 膜出水壓力低、流速小，所以為充分保證后續(xù) RO 裝置的用水量， 16 又在 UF 膜裝置后增加 一個 4m 5m 4m（ 80m3）的水箱。 反滲透系統(tǒng)由三部分組成，即：加藥裝置、反滲透裝置、反滲透清洗裝置。 由于反滲透膜脫鹽裝置是溶解固形物濃縮排放和利用淡水的，根據(jù)原水水質(zhì)分析報告，為了防止?jié)馑?，特別是 R 壓力容器中最后一根膜元件的濃水側(cè)出現(xiàn)諸如 CaCO3、 CaCO4濃度積大于其平衡溶解度指數(shù)而結(jié)晶析出，從而損壞膜元件的應(yīng)用特性，因此在進(jìn)入膜元件之前，設(shè)置了阻垢劑投加裝置。該裝置由計量箱、計量泵組成。 計量泵與高壓泵聯(lián)動，并受阻垢劑藥液箱的液位控制器，當(dāng)藥液箱液位處于低位時，藥液投加泵與高壓泵都不能正 常工作。 在本項(xiàng)目中，由于原水含鹽量高，考慮到設(shè)備的節(jié)能、運(yùn)行壓力、膜的透過率、膜的脫鹽率、出水的含鹽量等因素，設(shè)計采用海德能公司的超濾作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理， Hydracap60 超濾膜采用的材質(zhì)為聚醚砜的中空纖維，耐壓、抗污染、搞氧化、使用壽命長，且能長期保證產(chǎn)水水質(zhì)，對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細(xì)菌、大分子有機(jī)物具有良好的分離能力。 海德能公司超濾膜采用內(nèi)壓（全流）過濾方式。 在 RO 裝置停運(yùn)時，用產(chǎn)品水沖洗、擠排膜和不銹鋼管道中的高 TDS 殘水，使停運(yùn)膜完全浸泡在淡水中，可以防止膜的自然滲透造成的膜損傷 ，去污除垢，使裝置和 RO 膜得到有效保養(yǎng)。 在本設(shè)計中，為 RO 裝置設(shè)置了清洗系統(tǒng)，此系統(tǒng)由一個清洗藥箱、一臺清洗泵、一個 5 m 過濾器、一組儀表及連接管件組成，當(dāng) RO 膜系統(tǒng)長時間運(yùn)行后，膜組件會受到輕微污染，產(chǎn)水量下降，可配置 RO 膜清洗劑用清洗系統(tǒng)對 RO 系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù) RO 膜的性能。 17 經(jīng) RO 膜處理的生活飲用水為無菌水，因進(jìn)入清水池與空氣接觸而生菌。為了使用戶能飲用潔凈的無菌水，所以由凈水池向飲用水池供水時，必須要加消毒裝置。設(shè)計采用二氧化氯消毒。二氧化氯消毒裝置操作簡單，殺菌效果好、成本低。 3.4 電氣 及控制 電源電壓為 380 伏三相四線制。項(xiàng)目總裝機(jī)容量為 570KW，只需從附近變壓器中引出即可，不需擴(kuò)容。 本設(shè)計預(yù)處理系統(tǒng)控制為人工操作，通過控制柜增壓泵啟動按鈕，增壓泵開始工作，當(dāng)多介質(zhì)過濾器進(jìn)水壓力與出水壓力超過限定值時，通過按鈕停止增壓泵工作，調(diào)整水路閥門后，通過按鈕起動反沖洗泵對多介質(zhì)過濾器進(jìn)行反沖洗； RO 控制系統(tǒng)具有手動和自動兩種操作方式，具備手動 /自動切換功能；高壓泵受調(diào)節(jié)水箱的液位控制器控制，當(dāng)水位到達(dá)一定的水位時，高壓泵可自動啟動，水位到達(dá)下極限位時，高壓泵停止工作；阻垢劑加藥劑量泵和高壓泵 連鎖，只有當(dāng)高壓泵工作時，加藥計量泵才工作，高壓泵停止，加藥計量泵也停止。所有用電設(shè)備均采用了漏電保護(hù)開關(guān)、安全聯(lián)鎖裝置及接零接地等保護(hù)措施。 配電裝置、電力設(shè)備、電力線路均設(shè)置短路保護(hù)、過載保護(hù)和接地保護(hù)裝置，如：熔斷器、自動斷電裝置、過電流延時繼電器、限壓開關(guān)等。 建筑物房屋面設(shè)有避雷帶保護(hù)，以防雷擊引起火災(zāi)。 3.5 建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計的建筑物有 1200m3調(diào)節(jié)水池、 150m3貯泥池。 混凝反應(yīng)澄清裝置、多介質(zhì)過濾器、超濾裝置、保安過濾器、各種加約裝置、水箱、水泵、反滲透設(shè)備等放于 900 的廠房內(nèi)。 18 建筑物 、構(gòu)筑物的抗震設(shè)防烈度為 7 級。 3.6 職業(yè)安全與消防、環(huán)境保護(hù) 職業(yè)安全 設(shè)備選型和設(shè)備布置均符合勞動保護(hù)有關(guān)規(guī)定，廠房內(nèi)設(shè)置安全通道，設(shè)備布置、物料放置確保安全距離，確保人流物流安全通暢。各種機(jī)械傳動裝置的外露高速運(yùn)動部分設(shè)置安全保護(hù)罩，高差大、易發(fā)生跌落傷人處加設(shè)防護(hù)欄。 防機(jī)械傷害，水泵的布置考慮有安全合理的間距，方便操作和維修。 電氣安全，站內(nèi)水多潮濕，加強(qiáng)電氣設(shè)施的絕緣。 通過合理組織自然通風(fēng)氣流，設(shè)置全面、局部送風(fēng)裝置或空調(diào)，降低工作環(huán)境的溫度，并供應(yīng)清涼飲料等達(dá)到防暑降溫的目的。 消防 廠 區(qū)建筑物室內(nèi)外按規(guī)范設(shè)置了干粉滅火器，廠區(qū)內(nèi)的建筑物周圍均布置了消防車能順利通過的通道，建筑物按消防要求設(shè)置足夠數(shù)量出入口，以保證必要時人員能緊急撤離。 環(huán)境保護(hù) 礦井涌水原作為廢水排放，對水體造成污染，現(xiàn)處理這部分水作為生活和生產(chǎn)用水，是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展及造福子孫后代的大好事。處理水量12000m3/d，其中生活飲用水產(chǎn)量 11000m3/d，余出的 1000m3/d 排入濃縮水池。這部分水除含鹽量偏高外，其余均達(dá)標(biāo)，用于設(shè)備反沖洗、廠區(qū)灑水、綠化、沖廁所等生活雜用。設(shè)備反沖洗后的水和在絮凝調(diào)節(jié)池中沉淀后的水經(jīng) 過濾后，把濾出的水返回到絮凝調(diào)節(jié)池中繼續(xù)處理。整個項(xiàng)目（除生活排水外）做到水不外排。 19 定期清理污泥濾池中的污泥，產(chǎn)出的污泥運(yùn)往垃圾處理廠。 廠內(nèi)各生產(chǎn)部門無嚴(yán)重噪聲源，噪聲主要來自水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲，其噪聲可達(dá) 80-90dB。在廠房內(nèi)設(shè)置隔聲值班操作間，減少職工的接噪時間，從而減少噪聲危害。 項(xiàng)目定員 項(xiàng)目定員 30 人。 第四章 投資估算與資金籌措 4.1 投資估算 4.1.1 編制范圍 本工程估算編制范圍為井下涌水的處理回用工程的建筑、安裝調(diào)試工程、設(shè)備購置，以及供電線路等費(fèi)用。 4.1.2 編制依倨 按照山西省現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，編制依據(jù)如下定額和標(biāo)準(zhǔn)： 山西省建設(shè)工程其它費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)（ 2002 年）； 全國市政工程投資估算指標(biāo)（ HGZ47-102-96）； 山西省建設(shè)工程費(fèi)用定額（ 2000 年）； 設(shè)備價：采用近期詢價或參考類似工程價。 4.1.3 投資估算結(jié)果 本工程估算總投資： 10000 萬元人民幣 其中： I 類費(fèi)用： 8129 萬元 20 II 類費(fèi)用： 1130 萬元 預(yù)備費(fèi)： 741 萬元 4.2 資金籌措 本工程總投資 10000 萬元，資金來源為申請國債或地方信貸 6400 萬元，企業(yè)自籌 3600 萬 元。 主要設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 備注 1 預(yù)處理系統(tǒng) 1200m3 1.1 調(diào)節(jié)水池 座 2 1.2 提升水泵 臺 6 1.3 原水總表 個 1 1.4 絮凝劑加藥裝置 套 2 1.5 助凝劑加藥裝置 套 2 1.6 氧化劑加藥裝置 套 2 1.7 管道混合器 臺 2 1.8 混凝澄清池 套 6 1.9 緩沖水箱 臺 2 1.10 緩沖水泵 臺 6 1.11 多介質(zhì)過濾器 套 6 1.12 反洗水箱 臺 2 1.13 反洗水泵 臺 6 1.14 羅茨風(fēng)機(jī) 臺 6 1.15 超濾裝置 套 4 1.16 超濾反洗加次氯酸鈉及酸堿裝置 套 4 1.17 次氯酸鈉計量泵 臺 2 1.18 酸計量泵 臺 2 1.19 計量箱 臺 2 1.20 超濾反洗泵 臺 6 1.21 超濾產(chǎn)水箱 臺 2 21 2 反滲透及其輔助系統(tǒng)單元 2.1 RO 增壓泵 臺 6 2.2 反滲透加酸裝置 套 2 2.3 還原劑加藥單元 套 2 2.4 阻垢劑加藥系統(tǒng) 套 2 2.5 管道混合器 臺 2 2.6 保安 過濾器 臺 6 2.7 RO 高壓泵 臺 6 2.8 RO 裝置 臺 6 2.9 化學(xué)清洗裝置 套 2 3 壓縮空氣系統(tǒng) 3.1 工藝用壓縮空氣儲罐 臺 2 3.2 儀表用壓縮空氣儲罐 臺 2 4 污泥脫水系統(tǒng) 4.1 污泥濃縮池 座 2 100m3 4.2 污泥螺桿泵 臺 2 4.3 污泥脫水帶式壓濾機(jī) 套 2 4.4 絮凝劑加藥裝置 套 2 5 純水消毒系統(tǒng) 套 2 第五章 財務(wù)評價 經(jīng)濟(jì)分析是在技術(shù)方案確定的基礎(chǔ)上，依據(jù)國家計委、建設(shè)部一九九 三年頒發(fā)的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)（第二版）和給排水建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價細(xì)則（送審稿），按照國家現(xiàn)行的財稅制度和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對清徐東于煤礦礦井涌水處理及回用項(xiàng)目進(jìn)行財務(wù)分析和社會評價，以確定該項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性和財務(wù)可行性。 5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 22 （ 1）電度電價 0.47 元 /度 （ 2）聚丙烯酰胺（固體） 30000 元 /噸 （ 3）職工年平均工資福利費(fèi) 7800 元 /人年 （ 4）綜合折舊率 3.39% （ 5）修理維護(hù)費(fèi)率 1.5% （ 6）項(xiàng)目計算期 31 年（包括 1.5 年建設(shè)期） （ 7）設(shè)計定員 30 人 （ 8）年設(shè)計處理水 量 438 萬 m3 5.2 投資使用計劃與資金籌措 5.2.1 投資使用計劃 該項(xiàng)目所需建設(shè)資金共計 10000 萬元。 建設(shè)期 1.5 年，第 2 年的后半年投入運(yùn)行，生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到 80%，第 3 年下半年達(dá)滿負(fù)荷運(yùn)行。 5.2.2 資金來源 本工程所需建設(shè)資金擬通過以下方法籌措： （ 1）申請國債或借貸解決 6400 萬元。 （ 2）企業(yè)自籌資金 3600 萬元。 5.3 總成本費(fèi)用計算 （ 1）折舊費(fèi) 固定資產(chǎn)原值為第一、二部分費(fèi)用、預(yù)備費(fèi)。其折舊費(fèi)按平均年限法綜合折舊計算，折舊期限 29.5 年，綜合折舊率為 3.39%，年折舊額為 313.56 萬元 。 （ 2）修理維護(hù)費(fèi) 23 按固定資產(chǎn)原值的 1.5%計。 （ 3）其他管理費(fèi)用 按工資總額的 100%計取。 5.4 損益表 損益表是反映項(xiàng)目在計算期內(nèi)各年企業(yè)財務(wù)收支情況，所得稅前和稅后利潤的分配情況，以計算項(xiàng)目的投資利潤率和投資利稅率等指標(biāo)。 （ 1）污水處理收費(fèi)價格的規(guī)定 污水處理工程屬公共事業(yè)性環(huán)保項(xiàng)目，其建設(shè)和運(yùn)行均需要一定的資金投入，本著保本運(yùn)行，微利還貸的原則，使企業(yè)的稅前財務(wù)基準(zhǔn)收益率達(dá)到本行業(yè) 4%以上要求，所以合理確定污水處理收費(fèi)價格，是項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營的關(guān)鍵。 根據(jù)國家有關(guān)城市