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驰宏矿业有限公司8000m3d废水循环利用系统升级改造初步设计说明书-学位论文.doc
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1、驰宏矿业有限公司8000m3/d废水循环利用系统升级改造初步设计说明书目录1概述61.1设计依据61.2设计原则71.3企业概况81.4自然条件111.5现有排水工程概况及存在问题121.6项目整改的必要性181.7设计年限及内容192污水处理升级工程的设计规模202.1选矿厂用水平衡图202.2选矿厂用水平衡表212.3设计规模233工程方案论证243.1进出水水质指标的确定243.2工艺路线选择253.3污水处理工艺方案论证293.4污泥处理工艺方案论证403.5本项目解决方案413.6事故应急系统454选址方案论证474.1候选地块位置474.2候选地块对比分析484.3选址方案515方
2、案一工艺设计525.1设计简介525.2工艺流程525.3构筑物及设施535.4主要构(建)筑物设计536方案二工艺设计756.1设计简介756.2工艺流程756.3构筑物及设施766.4主要构(建)筑物设计767方案一与二的对比分析997.1方案优缺点对比997.2本项目解决方案998总图专业设计1018.1总图专业设计1019建筑及结构设计1039.1建筑专业设计1039.2结构专业设计10410电气设计10610.1设计依据10610.2设计范围10610.3设计原则10610.4负荷分级计算10710.5供电系统11010.6保护方式11010.7电气材料11111自控设计11311.
3、1设计依据11311.2设计原则11411.3控制系统说明11411.4主要仪表11511.5电缆要求11611.6系统供电11611.7系统接地11611.8软件配置11611.9自控材料表11712公用辅助工程设计11912.1给水排水及消防11912.2空调及通风11912.3照明11913防腐设计12013.1腐蚀状况分析12013.2国内外防腐蚀技术12113.3防腐材料的选用12113.4埋地管道防腐12213.5选用新材料防腐12314环境保护12414.1污水处理厂建成后对环境的影响及预防措施12414.2施工期环境影响的缓解措施12515劳动安全卫生消防12615.1劳动安全
4、与卫生12615.2厂内防火、防爆及消防12916节能13116.1污水处理厂能源构成13216.2节能措施13216.3电耗、水耗和药耗13316.4处理成本分析13417岗位设置及劳动定员13517.1劳动定员13517.2员工轮班计划13518项目实施及建设进度13718.1项目实施原则及步骤13718.2项目管理13718.3项目实施进度13819工程投资概算14019.114020设计服务14120.1组建专项设计组14120.2质量控制14120.3投资控制14220.4进度控制14220.5全方位管理与配合14321售后服务及承诺14521.1售后服务14521.2培训内容145
5、22公司资质及简介1471441 概述1.1 设计依据1.1.1 设计委托书1.1.2 工程地质勘察报告1.1.3 建设方提供的有关废水水质、水量资料云南省铅锌矿2000t/d选矿厂建设工程回水、废水综合利用技术可行性研究(2008年7月);选矿厂用水平衡表;选矿厂数字化地形图;驰宏原选矿水回水处理站图纸等。1.1.4 采用的主要规范和标准城市污水再生利用 工业用水水质GBT19923-2005城市污水再生利用分类GBT 18919-2002环境空气质量标准GB 30952012铅、锌工业污染物排放标准GB25466-2010中华人民共和国环境保护法(2014年版)中华人民共和国水污染防治法(
6、2008修订)建筑结构荷载规范GB 50009-2012建筑地基基础设计规范GB 50007-2011建筑抗震设计规范GB 50011-2010给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-2002给水排水工程管道结构设计规范GB 50332-2002室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB 50032-2003建筑工程抗震设防分类标准GB 50223-2008给水排水构筑物工程施工及验收规范GB50141-2008低压配电设计规范GB50054-2011供配电系统设计规范GB50052-2009电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB/T50062-2008系统接地的型式及安全技术要求G
7、B14050-2008建筑物防雷设计规范GB50057-2010建筑照明设计标准GB50034-2004电力工程电缆设计规范GB50217-2007民用建筑电气设计技术规范JGJ16-20081.2 设计原则根据我国有关环境保护法规及排水工程的要求,结合公司污水处理系统工程的运行现状,本工程遵循如下设计原则:1. 严格执行现行的国家、云南省关于环境保护的有关法规。2. 根据驰宏矿业有限公司的规划,厂内污水厂工程建设和运行现状,和公司提供的生产工艺参数及相关数据,科学合理确定工程的设计。3. 采用技术可靠、高效节能、效果稳定的处理工艺,确保废水的处理达到国家标准,减少工程投资和日常运行费。4.
8、因地制宜,尽量减少占地,总图布置紧凑和谐,总体布局优化合理,功能分区合理,绿地面积适宜。5. 机电设备的选型力求先进可靠,高效节能;采取合理、可靠的自动化控制系统,实行自动控制和管理。6. 妥善处理、处置废气处理过程中生成的污水,避免二次污染。7. 采用可靠、安全的控制系统,采用现代化技术手段,逐步实现科学自动化管理,做到技术先进、经济合理。8. 结合地形条件和环境状况,统一规划合理安排废气处理设施,控制工程用地,充分发挥工程的效益。1.3 企业概况1.3.1 概述驰宏矿业有限公司(以下简称:驰宏),矿山历史悠久,从明清年间就有采铅炼银的记载,周边现存采矿老硐遗址及冶炼炉渣,历史上曾经利用窝铅
9、提炼白银,故有白银厂之称。解放前至1956年以前仍系几十家私人合伙开办。1956年4月8日以“江洪号(商号)”为主的63家私营小业主合并成立公私合营铅锌矿。1956年至1961年隶属县,1962年正式移交地区工业局管理,1965年改名为“地方国营县铅锌厂”,1966年改名为“云南省县红旗铅锌矿”,1979年改为“云南省地区铅锌矿”。2001年撤地建市后,云南省地区铅锌矿改名为云南省铅锌矿。2005年2月22日,为适应市场经济体制下现代矿山企业的发展,铅锌矿由当地政府整体划归云南冶金集团总公司,并由其控股的云南驰宏锌锗股份有限公司(以下简称:驰宏公司)全面管理。2006年11月,驰宏公司扩股收购
10、,铅锌矿成为驰宏公司的全资企业。2007年4月9日,铅锌矿开工建设日处理2000吨的新选厂,总投资3.9亿元。新选厂设计采用先进、成熟、可靠的选矿工艺技术,选择高效节能环保、优质低耗的大型设备,积极采用先进实用的自动化控制技术。2009年3月22日举行联动试车剪彩仪式,2009年7月23日投料试生产并取得一次试车成功,年选矿能力可达60万吨。2010年8月18日,云南省铅锌矿进行公司制改制,更名为驰宏矿业有限公司。在上级党委、政府和驰宏公司的领导下,驰宏坚持以市场为导向、以生产经营为中心、以振兴地方经济为主线、以改革发展为动力,认真落实科学发展观,发挥丰富的铅锌矿产资源优势,以找探矿、资源整合
11、为重点,积极培育和壮大地方工业经济,推进新型工业化进程,全面推进企业规模快速发展。2005年驰宏公司管理以来,2010年采矿生产规模从5.07万吨/年提高到25万吨/年;选矿能力从5.5万吨/年提高到60万吨/年;销售收入从0.76亿元提高到2010年的3亿元;利润从0.24亿元提高到2010年的5000万元;2005年至2010年累计上缴税费近3亿元。在当地政府以资源科学开发、加快工业经济发展、“优势资源向优势企业集中”的思路主导下,区域内铅锌矿产资源整合进展顺利,矿区范围由原来的0.33km2,现已扩大至5.3km2,未来将超过20km2。矿山深部及外围找探矿工作全面推开,目前已取得重大突
12、破,据专家预测,区域内资源储量前景可观,很有希望成为特大型矿山。按建设现代化矿山标准,2010年驰宏已全面拉开矿山资源开发帷幕,工程建设项目如火如荼展开,按照集团公司“十二五”宏伟规划,不久的将来,年产60万吨、产值逾十二亿,具有代表国内先进水平的现代化矿山将在美丽富饶、人杰地灵的县建成,将成为当地工业经济发展、资源科学开发、自然环境优美的标杆企业。在云南冶金集团总公司的统一部署下,云南省铅锌矿新建“选矿厂废水处理综合利用工程”项目,于2009年初开工建设并投入使用。由于选矿厂浮选使用大量的石灰抑制黄铁矿和调节浮选矿浆pH值,致使铅精矿回水和硫精矿回水中含有大量的氢氧化钙,氢氧化钙遇到碳酸根离
13、子产生碳酸钙沉淀,导致渣浆泵、管道、泡沫冲洗水喷头等结垢堵塞(严重时每个月需对铅选别作业泡沫槽冲洗水管道和喷头进行两次清理);同时,高碱度铅精矿回水和硫精矿回水流入过滤机,导致两台60m2的过滤机循环泵管路结垢(刚开机生产时,每周必须停机用酸泡洗一次,每次泡洗需要时间36小时),受到循环泵管路堵塞的影响,陶瓷过滤机运转不正常;高碱度的废水循环使用,导致38m的浓密机受影响发生自动跳停压耙事故。2010年将原设计经浓缩、过滤产生的部分锌精矿废水、硫精矿废水及尾矿水直接泵送至回水处理站进行水处理,改为直接排入尾矿库,避免了上述问题的发生。随着环保要求的提高,业主考虑到排入尾矿库的全部废水含有大量药
14、剂及重金属离子,有渗漏等可能性,对外环境地下水可能会造成污染,为了提前防范于未然,提出今年内完成处理工艺的调整,所有废水不再进入尾矿库,尾矿库只用于存放尾矿。1.3.2 交通运输铅锌矿位于县洛泽河镇。厂址距铅锌矿采矿区14公里,有水泥公路相通,原矿运输方便。北距县城3公里,南距65公里,距火车站30公里,均设有三级公路相通,原材料运输方便。1.3.3 供电选矿厂位于洛泽河镇东岸花生地上坡上,从县城110kv变电站引接35kv电源向选矿厂供电,供电距离3km。电力系统归地区电业局管理。1.4 自然条件1.4.1 气象条件绝对最高温度30绝对最低温度-4年平均气温18全年平均相对湿度40-60%(
15、冬天)70-80%(夏天)55-65%(春天、秋天)月平均相对湿度55-67%昼夜最大降水量300mm(夏天)常年主导风向南北风年平均风速2.0m/s最大风速5.0m/s1.4.2 地质条件厂区位于洛泽河东岸的中等山区,主要为山地,地形复杂,山高坡陡,沟壑纵横,呈带状分布。根据中国地震动参数区画图(GB18306-2001),该地区地震地震设防烈度为8度,基本地震加速度值为0.20g,地震分组为一组。1.5 现有排水工程概况及存在问题1.5.1 项目建设背景原09年选矿厂废水处理综合利用工程设计建设的依据,是按照选矿厂的初步设计,选矿厂双系列2000t/d满负荷运行经浓缩、过滤共产生回水105
16、15.77m/d;其中铅精矿回水546.2 m/d直接打入500 m铅高位水池,部分锌精矿回水1881.4m m/d直接打入2000 m锌高位水池,分别作为厂前回水分质返回选矿流程相应作业点循环使用,主要用作相应选别作业点的泡沫槽冲洗水;而其余锌精矿回水451.5m/d,全部硫精矿回水4177.9 m/d,全部硫化尾矿回水3458.77 m/d泵送至处理能力8000 m/d的回水处理站进行回水处理,处理后的回水打入两个3000 m的中水池供给生产流程使用。表 1.51 选矿废水及尾矿废水水质指标(单位mg/l,pH除外)序号水样硫精矿废水硫化锌废水硫化尾矿回水1PH12.886.576.812
17、CODcr592.0247.5186.03浊度0.35.16.54SS2715SO42-6.12672566Ca33729.55.357Pb285.56.4750.578Zn2.2854.6050.289Cu0.8650.280.03图 1.51 原09年选矿废水处理设计工艺流程图主要构筑物(1) 酸性回水调节池以日平均排水量24h计,硫化锌精矿废水和硫化矿尾矿废水进入酸性废水调节池,共计3874m3/d,即162m3/h,设计酸化氧化反应时间为30min。酸性调节池采用机械搅拌式反应池,利用装在水下转动的叶轮进行搅拌,搅拌经过30分钟,酸化氧化完成。在出水管上安装工业pH计(调pH4-4.5
18、),在线调节加酸量。调节池容积:V=519 m3, 尺寸:长L=15.2m,宽B=7.6m ,高 H=4.5m(2)碱性废水调节池以日平均排水量24h计,硫精矿废水进入pH值调节池,共计4178m3/d,即174m3/h,设计pH调节池反应时间为20min。碱性废水调节池采用机械搅拌式反应池,在出水管上安装工业pH计(调pH8-9),在线调节加酸量。调节池容积:V=519m3尺寸:长L=15.2m,宽B=7.6m,高 H=4.5m(3)中和池酸性废水调节池出水和碱性废水调节池出水一起进入中和池进行中合反应,中和池采用机械搅拌式反应池,经过20分钟,可以完全混合。中和池效容积:V=541m3尺寸
19、:长L=15.2m,宽B=8.9m,高 H=4.0m(4)机械混合反应池机械混合反应池采用机械搅拌式反应,停留时间30分钟。机械混合反应池容积:V=265m3 2座尺寸:长L=10.5m,宽B=7.2m, 高 H=3.5m(5)斜管沉淀池考虑到原水经过机械混合反应后,可能会在池壁、斜管壁等部位结垢,因此采用大管径的斜管,以减少因结垢而引起的阻塞和清洗。斜管沉淀池容积:V315m3 2座尺寸:长L=10.5m,宽B=7.5m, 高 H=4.0m污泥用污泥泵输送到尾矿库。(6)活性炭吸附池活性炭吸附池采用机械搅拌式反应池,停留时间40分钟。活性炭吸附池容积:V290m3,2座尺寸:长L=11.5m
20、,宽B=6.0m,高H=4.2m(7)清水池经处理后的回水,水质达到生产工艺用水要求,为保证连续稳定地提供回水,在泵房旁设置一座清水池,用泵将清水扬至生产高位中水回用池供选厂循环使用。清水池容积:V=790m3尺寸:长L=11.5m,宽B=11.5m 高 H=6.0m1.5.2 原设计工艺运行情况选矿厂采用铅硫混合浮选,铅精矿回水分质回用中,因浮选使用大量的石灰抑制黄铁矿和调节浮选矿浆pH值,致使铅精矿回水和硫精矿回水中含有大量的溶解性钙盐,溶解性钙遇到碳酸根离子产生碳酸钙沉淀(硫酸钙溶度积常数3.16*10-7,碳酸钙溶度积常数2.8*10-9),导致渣浆泵、管道、泡沫冲洗水喷头等结垢堵塞(
21、严重时每个月需对铅选别作业泡沫槽冲洗水管道和喷头进行两次清理);同时,高碱度铅精矿回水和硫精矿回水流入过滤机,导致两台60的过滤机循环泵管路结垢(刚开机生产时,每周必须停机用酸泡洗一次,每次泡洗需要时间36小时),受到循环泵管路堵塞的影响,陶瓷过滤机运转不正常;高碱度的废水循环使用,导致38m的浓密机受影响发生自动跳停压耙事故。因此,改造铅精矿回水回用管道直接排入尾矿库,和锌精矿回水、硫精矿回水及尾矿水混合。原设计经浓缩、过滤产生的部分锌精矿废水、硫精矿废水及尾矿水直接泵送至回水处理站进行水处理,改为直接排入尾矿库,利用尾矿库的混匀、缓冲作用,在尾矿库内发生物理化学反应和自然沉降分解,得到部分
22、含量降低的悬浮颗粒和金属离子,残留的药剂得到降解,酸碱度得到适当调节。2010年改造后处理流程中回水出水水质、水量满足了选矿厂单系列1000t/d分期集中生产的用水需要。在回水处理生产过程中取消了浓硫酸的使用。图 1.52 改造后的工艺流程图表 1.52 近期回水处理水质指标(月平均指数)名称分析结果(mg/L)PbZnSO42-CuCODcrpH硬度SS浊度起泡性控制指标60.911.840.0262506-8尾矿库进水4.36 9.42 2.27 0.110 37210-11处理后回水1.650.79 1.69 0.018 2436-71.6 项目整改的必要性现选矿厂生产废水(尾矿浆)经厂
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