某磷礦尾礦廢水處理方案

1、某地磷礦尾礦廢水治理工程方案設計二零零八年一月第一章工程概況1.1項目概況某地磷礦堅持先進的科學發(fā)展觀、現(xiàn)代企業(yè)人文精神以及經營戰(zhàn)略，已經打造了優(yōu)質、 優(yōu)勢的產業(yè)平臺，正處在新一輪高速發(fā)展的歷史機遇期，具備了產業(yè)化、現(xiàn)代化、集團化、 國際化的基礎條件，是社會各界、海內外客商投資合作的理想選擇。某地磷礦在發(fā)展的同時，由于選礦工藝及實際條件的原因，在生產的過程中產生一定 量的高濃度含磷廢水；在雨期，雨水對尾礦的沖刷也產生高濃度含磷廢水。該部分廢水的 排水現(xiàn)狀為：僅有匯集構筑物，沒有任何處理構筑物，末端依靠天然蒸發(fā)及下滲解決，雨 天含磷廢水直接流入下游河流。由于下游河流現(xiàn)規(guī)劃為某地生活用水備用水源，

2、本著保護 環(huán)境，造福一方人民的原則，某地磷礦尾礦廢水必須經過處理，水質滿足排放（回用）要 求后才能排放（回用）。1.2設計依據1.中華人民共和國環(huán)境保護法（1989年 12 月）2.中華人民共和國水污染防治法（1984年 5 月）3.中華人民共和國水污染防治法實施細則（1989年 7 月）4.建設項目環(huán)境保護管理條例（1998年 11 月）5.建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范（1987年 3 月）6.污染物排放許可證管理暫行辦法（1986年 3 月）7.污水處理設施環(huán)境保護監(jiān)督管理辦法（1989年 5 月）8.飲用水水源保護區(qū)污染防治管理規(guī)定（1989年 11 月）9.中華人民共和國河道管理條例（19

3、88年 6 月）10.地表水環(huán)境質量標準(GHZB1-1999)污水綜合排放標準(GB8978 1996)室外排水設計規(guī)范(GBJ14-87)城鎮(zhèn)污水處理站附屬建筑和附屬設備設計標準給水排水工程結構設計規(guī)范給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范(GBJ14190)城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準(GB3096 96)給排水工程概預算與經濟評價手冊業(yè)主提供的相關資料1.3設計原則工業(yè)廢水治理是水環(huán)境治理的重要組成部分和水污染防治的主要手段，廢水處理工藝方 案的優(yōu)化、選擇對工程的總投資，運行費用、運行的穩(wěn)定性最為關鍵，因此必須從整體優(yōu)化 的觀念出發(fā)，結合設計規(guī)模、廢水水質特性以及當地的實際條件和要求，選擇切實可行且經

4、濟合理的處理工藝方案。在廢水處理工藝方案確定時，將遵循以下原則：1、貫徹國家關于環(huán)境保護的基本國策，執(zhí)行國家規(guī)定的相關法規(guī)、規(guī)范及標準；2、在磷礦基地總體規(guī)劃的指導下，實施廢水處理，保護附近流域水質，改善投資環(huán)境;3、根據地面水環(huán)境保護功能區(qū)劃，合理確定廢水處理程度。按照國家相關法律、法規(guī) 要求，根據具體情況，選擇滿足功能要求、占地少、經濟實用的處理工藝；運用高 效節(jié)能、簡便易行、經濟實用的廢水處理工藝技術和廢水污泥的綜合利用技術；4、在設計中充分考慮二次污染的防治，設備耐腐蝕，噪音低，處理過程無異味，處理 設備采取相應措施，避免影響周圍環(huán)境；5、技術成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質達到國家規(guī)

5、定的要求；1.4設計范圍本工程設計處理進水水質為高濃度含磷廢水；工程設計范圍包括水處理工藝、土建、設 備及安裝、給排水、電氣等專業(yè)；本工程設計范圍為從污水收集進入調節(jié)池開始，經過污水 系統(tǒng)處理合格后至回用為止。本工程廢水處理選用的主體工藝為混凝沉淀+砂濾的廢水處理工藝，主要設計內容有：（1）廢水處理站主體設計：廢水收集系統(tǒng)，廢水處理構筑物、工藝設備、廢水排放及 回用系統(tǒng)。（2）配套設施：包括土建部分、供配電設施、給排水設施、通信設施、監(jiān)測化驗設施、 維修設施和其他輔助設施等。（3）行政管理和生活福利設施：包括管理中心等。設計的工作重點是廢水處理站主體設計。本項目建設規(guī)模為：廢水平均處理能力為：

6、200T/d；該項目的建成，可有效防止某地磷礦尾礦廢水對附近水環(huán)境污染，保障某縣備用水源的 安全可靠，使居民的身體健康得到保障。因此，該項目的建設不僅具有重要的環(huán)境效益，還 有著潛在的社會效益。由于企業(yè)對環(huán)境的重視和保護，使企業(yè)形象得到提升，成為增加吸引 內、外資的動力，為某縣及某地磷礦實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。第二章廢水處理方案設計2.1廢水水量、水質及排放要求（處理程度）2.1.1、水量在磷礦選礦的過程中，由于工藝的不同產生的廢水量也不相同，但是最終尾礦廢水及由 其他作業(yè)過程排出的污水都需處理，以防止污染環(huán)境，便于回收再用，是選礦廠生產系統(tǒng)中不 可分割的一個環(huán)節(jié)。尾礦庫排出的澄清水，一部分通

7、過回水系統(tǒng)返回選礦廠供生產使用，其余部分排放到下 游河道。利用尾礦回水可節(jié)省新水耗量，減少環(huán)境污染。排放到下游河道的尾礦水水質應符 合工業(yè)”廢水”排放標準。選礦廠的尾礦水所含有害物質，來源于選礦過程中加入的浮選藥 劑、礦石中的金屬元素和可溶性化合物，常見的有氤化物、黃藥、黑藥、松根油、酚、煤油、 柴油等及銅、鋁、神、鋅、汞、磷、銘、鎘等離子。當排放的尾礦水中有害物質含量超過工 業(yè)“廢水”排放標準時，須進行凈化處理。同時，尾礦為露天堆放，在雨天時由于雨水的沖刷以及滲漏，也會產生大量的高濃度含 磷廢水，該部分污染物濃度超標，需凈化處理后排放或會用。目前該磷礦尾礦廢水晴天日產生量約為150噸/天，雨

8、天雨水沖刷尾礦的廢水收集量約為 300噸/天。現(xiàn)要求新建廢水處理站一座，對尾礦工藝廢水及雨水沖刷廢水進行處理。本工程 設計流量按調劑后的出水流量設計，設計采用連續(xù)流處理，設計處理污水量為：Qd=200m3/d平均小時流量：Qh=8.33m3/h2.1.2、水質根據實際監(jiān)測，廢水水質成份及含量為：表1某地磷礦尾礦廢水水質成份表BOD5 （mg/l）CODcr （mg/l）SS （mg/l）TP （mg/l）NH -N（mg/l）3pH25730032012615 256.0 9.02.1.3、排放要求某地磷礦廢水處理后考慮回用，根據工業(yè)回用水水質標準，確定廢水處理站出水水質標 準執(zhí)行：污水綜合排

9、放標準(GB8978-1996)；同時，考慮回用水系統(tǒng)事故及其它原因導致 出水不能回用時，廢水處理站出水只能排入受納河體，磷礦尾款廢水處理后排放的受納河流 為該縣生活用水備用水源，因此磷礦尾礦廢水必須處理達標后排放，執(zhí)行污水綜合排放標 準(GB8978-1996)一級標準。2.2工藝選擇2.2.1、原則及要求工業(yè)廢水治理是水污染防治的重要內容，廢水處理工藝方案的優(yōu)化、選擇對工程的總投 資，運行費用、運行的穩(wěn)定性最為關鍵，因此必須從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結合設計規(guī)模、 污水水質特性以及當地的實際條件和要求，選擇切實可行且經濟合理的處理工藝方案。2.2.2、設計思路及方案確定20世紀70年代以來，國

10、外在限磷、禁磷過程中開發(fā)過一些含磷廢水的處理方法，如金屬 型粒子交換樹脂除磷法、變換電極極性的電解除磷法、生物除磷法等。在工業(yè)化應用上，國 外比較成熟的技術是生化除磷法，即通過厭氧一好氧過程除磷，由于該法條件控制苛刻，一 次投資費用太高，限制了它在國內的應用和發(fā)展，而含磷廢水采用無機或有機高分子絮凝劑混凝沉淀進行處理，因其投資省，處理費用低的特點，受到普遍青睞。目前，國內、外污水除磷技術主要歸結為生物法、化學法兩大類。生物法如A/0、A2/0、 UCT工藝，主要處理低濃度及有機態(tài)含磷廢水?；瘜W法主要有混凝沉淀法、結品法、粒子交 換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適用于處理無機態(tài)含磷廢水?；瘜W

11、沉淀法是通過投加化學沉淀劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物，再把磷分離出 去，同時，在此過程中形成的絮凝體對磷也有吸附吸附取出作用。常見的混凝沉淀劑有石灰、 明磯、氯化鐵、石灰與氯化鐵的混和物。從含磷廢水中除磷的方法有：化學沉淀法、活性污泥法、氣浮法、反滲透法等。其中， 氣浮法要求調節(jié)一定的水壓氣壓，控制上浮速度等，操作技術難度較大，而且對比重大于1 的物質去除率較低；活性污泥法中，溶解氧的控制、污泥齡以及C/P比值的確定是其技術關 鍵，難以掌控；反滲透法處理成本較高。本工程廢水主要的污染物為高濃度無機磷，由于有機物濃度較低，同時從技術經濟角度 考慮，采用生物處理法處理高濃度含磷廢水不具優(yōu)勢；由

12、于我國水處理專家對絮凝沉淀劑的 研究，化學沉淀除磷法已經得到了很大的發(fā)展，且采用化學沉淀法具有占地少、投資小、運 行穩(wěn)定可靠、運行操作控制簡單的特點，對高濃度含磷廢水的處理具有較大優(yōu)勢。本設計考 慮采用（混凝沉淀+砂濾）的化學沉淀法處理某地磷礦尾礦廢水。2.2.3、處理工藝的對比本設計將（混凝沉淀+砂濾）的化學沉淀法與活性污泥法以及氣浮法進行比較，從運行 穩(wěn)定性、運轉費用、投資等角度對這幾種工藝作了考察，具體如下：工藝或技術氣浮法混凝沉淀+砂濾COD負荷高低COD去除效率一般低抗沖擊負荷能力一般好投資高低抗污泥膨脹性能產生污泥量多少占地面積大(反應器利用率低)小運行控制一般自動化程度高運行費用

13、較高較小出水水質較好好設備維修較復雜簡單泡沫問題有無系統(tǒng)可靠性較差好2.3工藝設計2.2.1、工藝簡述廢水中的磷主要是以溶解性磷酸二氫錳鐵、磷酸二氫鋅等無機鹽的形式存在，且大部分 有機磷和聚磷酸鹽可在處理過程中轉換為正磷酸鹽的形式，正磷酸鹽可被化學沉淀，因此， 利用磷酸鹽的沉淀作用可以有效的去除磷化廢水中的磷。在起化學沉淀作用的化學藥劑中有 鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽(石灰等)，而石灰是最廉價的化學藥劑，其原理是：磷酸氫根粒子在OH- 的存在下，與石灰中的鈣粒子反應，其主要反應機理為：2Ca (OH) -2 Ca2+4OH-22Ca2+HPO42-+4OH-f CaHPO/OH I +2OH-4CaHP

14、O (OH) +2Ca2+2HPO 2-Ca (PO ) (OH) I+6H O42410422PO43-能與許多金屬離子生成沉淀，沉淀的生成與PO43-的濃度有關，而PO43-的濃度與溶液的 PH值有關，它隨PH值的升高而增大，因此，絮凝沉淀法除磷的關鍵是PH值的控制。某磷礦尾礦廢水治理工程方案設計2.2.2、工藝流程設計擬采用混凝沉淀+砂濾工藝對該廢水進行二級生物處理，達標后排放?；炷恋?砂濾工 藝是一種先進、成熟的二級污水處理工藝，去除有機物及脫氮除磷的效果較好，產生的污泥 量較小且穩(wěn)定性好。整個工藝運行穩(wěn)定，管理方便?；炷恋?砂濾工藝流程如圖所示：信號輸出PH監(jiān)入輸號信石灰乳CaC

15、L-gAM_回用回用泵站斜管沉淀池I- I砂浦I-F回用冰池I溢流排放泥餅外運I污泥脫水機I污泥儲池鹽酸2.2.3、處理工藝流程說明某地磷礦尾礦廢水經收集以后排之調節(jié)池，對水質、水量進行調節(jié)，減小后續(xù)處理構筑 物的水質、水量沖擊負荷，調節(jié)池內廢水的停留時間一般考慮為6出考慮到本工程所處地理 位置及當地氣候條件，設計停留時間為8h，調節(jié)池出水經泵提升至隔板反應槽，在此投加石 灰乳調節(jié)廢水中的PH值，使之處于磷酸根離子高效結品PH段，同時在反應池中投加定量CaC!2 和PAM復合混凝劑，污染物和混凝劑充分反應；反應槽出水在斜管沉淀池中沉淀，在此過程 中去除絕大部分絮體；沉淀后出水不能完全達標，需在

16、沉淀池后增加砂濾罐去除余磷和其他 有機類污染物，進一步改善水質，使之達到國家規(guī)定的排放標準。經砂濾后的凈化水排至回用水池，由于化學沉淀磷要求在高PH值的條件下進行，所以， 在后續(xù)處理中要加酸中和，設計在回用水池中加酸中和，中和后的凈化水經回用泵站提升全 選礦區(qū)進行回用。在水處理的過程中，斜管沉淀池和砂濾罐會產生一定量的污泥，該部分污泥在污泥儲池 中儲存，經過污泥脫水機脫水外運，污泥脫水機為間歇運行。在整個水處理系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)考慮采用PLC自動控制系統(tǒng)，藥劑的投加可通過PLC控制 系統(tǒng)、PH測控系統(tǒng)、電磁閥實現(xiàn)自動控制，操作管理簡單。2.2.4、主要工藝簡介1、調節(jié)池調節(jié)池主要是起均化水質、水

17、量的作用，提高系統(tǒng)對水質、水量的緩沖能力，防止系統(tǒng) 負荷的急劇變化，保證廢水處理系統(tǒng)的正常運行。根據設計污水平均日流量為200ms/d，取調節(jié)池容積為12小時的廢水平均流量即100m3, 故調節(jié)池容積V=100m3。從水力角度考慮，為防治污水中懸浮物的沉淀和使水質均勻，在調節(jié)池中設置導流墻和 水力推流器，調節(jié)池出水經水泵提升至后續(xù)處理構筑物。提升泵采用兩臺潛水排污泵，一用一備。本設計采用專用攪拌設備進行攪拌。根據調節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般采用1m3污水48W選配攪拌設備。本工程攪拌設備的總功率為0.8 Kw。2、攪拌反應槽攪拌反應槽主要是對廢水中污染物和混凝劑充分反應，攪拌反應槽采用機械混

18、合。攪拌反應槽分四格，第】、2、3格中分別投加Ca（OH）廣PAM。單格反應時間為8min，L 2格反應槽攪拌機轉速為60r/min，第3、4格反應槽攪拌機轉速為20r/min。本處理段需要加藥，故設置溶藥加藥裝置。3、沉淀池沉淀池采用升流式異向流斜管沉淀池。設計流量：按泵后流量，即平均小時流量設計，Q = 8.33m，/h設計表面負荷：q = 3m3/m2.h斜管沉淀池設計設計沉淀時間為2h斜管沉淀池的設備材料主要是斜管及斜管支架，斜管采用UPVC斜管，共10m2。沉淀池內污泥采用污泥泵提升排除。砂濾罐砂濾罐采用石英砂過濾廢水，濾速為16m/hr，三天反沖一次，反沖時間為10min。砂濾罐結

19、構形式為鋼質，為成套設備。5、回用水池回用水池設計容積為100m3。處理后凈化水經水泵提升后回用。提升泵的流量為8.0m3/h，設計揚程為80m。6、污泥儲池處理過程中沉淀池和砂濾罐產生污泥，污泥在儲池中儲存。污泥儲池的平面尺寸為3mX3m，設計高度為3m。污泥儲池的結構形似為鋼筋混凝土結構。第三章工程內容3.1 土建部分本方案土建施工內容主要為調節(jié)池、攪拌反應槽、沉淀池、回用水池的修建和設備間的 修建，根據水頭損失及地形高差設計采用地上結構+半地埋結構的形式。為節(jié)約占地面積， 調節(jié)池和回用水池采用共壁結構。3.2安裝部分安裝部分的工程內容主要包括攪拌反應槽內攪拌機的安裝、砂濾罐的安裝、污泥攪

20、拌機 的安裝以及加藥加氯裝置的安裝，系統(tǒng)內的管道和閥門安裝，系統(tǒng)內線纜的連接，電源箱的 安裝，控制系統(tǒng)的安裝等，同時還包括系統(tǒng)各設備的調試以及聯(lián)動調試和細菌的培養(yǎng)。3.3電氣部分污水處理站為二級負荷，由業(yè)主提供一路380/220 V低壓電源以電纜直埋形式穿預埋管 進入污水處理站操作機房。污水處理站總裝機容量為11.8kw,平均用電功率為10.3kw,采用 無功自動補償裝置，補償后功率因素在0.9以上。污水處理過程采用手動、自動兩種控制方式；調節(jié)池污水泵低水位停止，高水位啟動；設有過流過壓保護系統(tǒng)。第四章土建及設備清單4.1設備清單表6 設備部分清單序號名稱規(guī)格單位數量備注1污水提升泵臺2一用一

21、備2水下推流器0.8Kw臺23攪拌器1.1KW臺44填料UPVC塑料斜管m2105污泥泵臺16加藥攪拌器套17石英砂濾罐套18污泥攪拌機臺19PH測控系統(tǒng)套110電磁閥DN100套111配套管道DN20DN150m按實際4.2 土建清單表7土建部分清單序號名稱規(guī)格結構1調節(jié)池6mX 6mX 3.5m(H)鋼筋混凝土結構2攪拌反應槽2mX2mX1m(H)鋼筋混凝土結構3沉淀池4mX3.5mX4m(H)鋼筋混凝土結構4回用水池6mX 6mX 3.5m(H)鋼筋混凝土結構5污泥儲池3mX3mX3m(H)鋼筋混凝土結構6設備綜合間10mX6mX3.9m磚混結構第五章 污水處理站工作人員工作內容操作電控

22、裝置，控制中和機、污水泵、攪拌機和污泥泵的啟閉、運行；定期對水質指標進行測試分析，根據水質水量的變化及時調整系統(tǒng)運行參數，以取得穩(wěn)定的污水處理效果，確保出水水質達標；及時清運殘渣、沉泥等固體污染物；嚴格按照污水處理站操作規(guī)程進行操作，維護污水處理設備的正常運行。第六章 環(huán)境保護、勞動定員及安全生產和節(jié)能6.1、環(huán)境保護污水處理站的建設不能影響周圍環(huán)境，應充分注意環(huán)境的美化以保證職工的身體健康和 提供良好的工作環(huán)境。因此對環(huán)境保護方面作如下考慮：（1）污水處理站中產生異味較大或產生噪音的工段，如格柵井、混凝沉淀+砂濾、污泥 十化池等在總體上盡可能安置在下風向，并遠離廠前區(qū)。（2）盡可能增加站區(qū)綠

23、化面積，站區(qū)綠化利用道路兩側的空地、構（建）筑物周圍和 其他空地進行，沿站區(qū)圍墻內側布置吸抗性強的灌木，逐漸形成隔離帶。（3）水泵、風機和其他噪音源的控制參照“ GBJ87-85工業(yè)企業(yè)噪音控制設計規(guī)范”的 有關規(guī)定。除選用低噪音設備外，采用工程措施如機房和值班室分隔開以及對設備基礎加設 減振措施等有效防噪措施。6.2、勞動定員根據生產規(guī)模和工藝要求，依據建設部編制的城市污水處理工程項目建設標準（2001 年修訂），同時考慮到提高自動化水平，當自動運行出現(xiàn)故障時，可以切換全于動模式，因 此，暫定污水處理站定員1人。6.3、安全生產在污水處理站中，污水和污泥中含有許多有害的化學物質和生物成分，如不加以足夠的 重視，將會對操作工人的健康造成危害。在本方案設計中已經考慮了相應的措施，將污水處 理站布置在常年主導風向的下風向，對環(huán)境的污染可控制在最低限；另外，本工程所有設備 采用全自動運行，大大減少了操作工人的勞動強度。除了對本污水處理站的操作工人、管理 人員進行必要的安全教育，制訂必要的操作規(guī)程和管理制度外，設計中考慮以下勞動保護和 安全措施:（1）各處理構筑物走道或臨空走道設置保護欄桿，其走道寬度、欄桿高度和強度符合