一、项目背景
煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中会排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井污水经治理后综合利用，对矿区经济的发展起到至关重要的作用。
随着政府支持力度的加大和企业意识的不断提高，很多企业对污染物排放治理力度不断加大，因此，坪上煤业有限责任公司提出将该矿达标处理后的《城市污水再生利用  城市杂用水水质》GB/T8920-2002及《矿井防尘洒水用水水质标准》GB50215-2005 。
二、设计原则
1、本设计严格执行环境保护的有关各项规定，保证矿井水处理后各项指标均达到设计要求；
2、立足国内，采用技术先进、经济可行的处理工艺，降低工程投资和处理成本；
3、根据煤矿企业特点，采用可靠的自动控制系统，便于管理，减少维修工作量；
4、设计中尽量利用设备和构筑物结合的方法，同时保证新建矿井水处理设施高效、节能，管理运行、维修方便；主要净化处理设施采用钢砼结构，确保使用寿命；
5、选择流程时尽可能减少运行费用，降低造价。
三、工程设计
1、处理工艺确定原则
根据已经确定的条件和要求，在污水处理达到杂用水和防尘洒水用水的总体方案确定中，需遵循以下的原则：（1) 所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化的适应能力强，运行稳定便于管理，能保证出水水质满足杂用水的水质标准；
（2）采用先进、合理、可靠的处理工艺，在确保处理效果的前提下，做到工艺流程简洁、操作简单、管理方便、占地小、投资省、运行费用低；
（3）所选工艺要易于操作、运行灵活且便于管理，能根据水质的变化对工艺的运行参数和操作进行适当的调整；
（4）所选工艺及设备自动化程度要高，便于提高操作管理水平，降低劳动强度；
2、处理工艺的选择
（1）矿井污水工艺的选择：煤矿污水处理在上世纪80年代采用活性污泥法处理工艺的较多，由于污水中有机物含量太低，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，形不成沉降性能较好的活性污泥，运转不起来。氧化沟水处理工艺，也存在同样的问题，由于营养物质低，形成的污泥沉降性能差，基本没有可以回流的污泥，致使氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池，达不到处理要求。随着水处理技术的不断发展，目前煤矿废水主要应用加药混凝沉淀的水与泥分离技术，随之产生的一体化净化器是首选设备，目前在全国煤炭行业小型污水处理得以广泛的推广与应用，因此本方案最终决定，采用一体化净化器作为此次的主体工艺。
（2）矿井污水：采用调节沉淀+一体化净水器+精密过滤和消毒 的核心工艺，详见工艺流程图。
3、工艺特点，矿井污水工艺特点
（1）本工艺通过高新技术，将直流混凝、重力分离、固液分离、直接过滤、虹吸反洗及污泥浓缩等过程有机融合为一体，在同一罐体内完成废水的多级净化，实现了在线式快速连续高效处理。
（2）处理效率高(废水净化时间根据SS浓度不同一般只有20-30分钟，净化水可回用或排放)。
（3）占地面积小(只有传统工艺的1/8-1/10，以单台处理10m3/h废水的设备为例，占地面积仅为9m2)。
（4）污泥浓缩快(从设备底流排出的污泥易脱水、干化快，并且可适用于各种干化和自然干化池场)。
（5）工艺路线短，运行稳定可靠，管理操作简单(每班只需1人兼管，也可实行自控)。
（6） 投资费用低(比国外同类先进产品价格低70%)。
（7）处理效果好，处理出水SS可达到3～15mg/L，COD去除率可达到40-99.9%。经处理的水可以重复使用，实现“零排放”。
4、工艺流程


5、工艺流程说明
矿井污水经矿区内的管网或地下沟渠汇集到污水处理站，进入到调节池，在调节池中进行时间停留，调节待处理污水的水质和水量，调节池底面的部分煤渣通过行车式吸泥机抽吸至污泥池，调节池的出水由管道泵进入煤泥净化器之，在管道中通过加药系统对污水进行加药，投加混凝剂PAC和助凝剂PAM，起到加快污水的沉淀、絮凝的目的，加药后的水再进入到煤泥净化器中经沉淀、过滤等一系列处理后，汇集到中间水池，中间水池的水可达到国家排放标准，需要进一步深度处理的水再通过管道泵进入双亲可逆过滤器，过滤出水进入清水经二氧化氯发生器消毒，供防尘回用。其中煤泥净化器和精密过滤器需定期进行反冲洗，反冲洗采用水反冲洗，水源来自清水池，反冲洗污水返回到调节池，与原污水混合，煤泥水净化器定期排泥，排放到污泥池，污泥池的污泥经螺杆泵进入带式压滤机，压干的污泥由汽车外运，压滤的滤液回流至调节
（1）调节水池：矿井污水经矿区内管网或地下沟渠引至调节池。由于污水水量和水质在不同时间内有较大的差异和变化，为使污水在后序设备中的正常稳定运行，特设调节池，把排进的高浓度低浓度水混合均匀，起到调节水量、稳定水质的目的，不受污水高峰流量和浓度的影响，确保后级处理系统的稳定可靠。污水在调节池中进行水力停留，停留时间为矿井水2小时，进行污水处理前的调节。调节池设立一应急旁通管路，检修爬梯等基本配套设施。调节池的污水将由污水提升泵调节地送入后序处理设备。调节池采用平流式结构，在池顶上安装有泵吸式吸泥机，通过液下吸渣泵将沉淀在池底的污泥抽吸到排泥槽进入污泥池，在泵吸泥机上安装有浮挡刮板，将调节池的表面的浮油刮进集油槽进入污泥池，刮油时通过调节堰门调节液面高度确保浮油容易进入浮油槽。
（2）全自动煤泥净水器：全自动煤泥净水器利用直流混凝、微絮凝造粒、动态把关过滤和压缩沉淀的原理，将污水净化中的混凝反应、重力沉降、动态过滤、污泥浓缩等处理技术有机组合集成在一起，在同一罐体内短时间(20-30 分钟)完成污水的多级净化。全自动煤泥净化器通过虹吸作用实现自动反洗过滤部分，反冲洗水源来自原水，反冲洗后的水并入调节池，继续进行再处理。同时净化器定期排泥，泥水混合物排入到污泥池进行沉淀后进行压滤处理。
（3）中间水池：经过污水处理系统处理后的水，汇集到中间水池，此时出水达到国家一级排放标准，可作为井下生产用水，以及地表绿化用水、消防用水等提供了可靠的保障。
（4）污泥池：调节池的煤渣排至污泥池，同时全自动煤泥净水器定期排泥，排至污泥池，污泥池内煤泥水经过时间停留后，底部含泥量较高的煤泥可直接进行销售。
（5）双亲可逆过滤器：在中间水池的池内设有水泵，将中间水池的水抽至双亲可逆过滤器，过滤器采用纤维作为滤料，过滤精度达到0.2mm，进水压力为0.25MPa，双亲可逆过滤器的出水进入至清水池，二氧化氯发生器产生的ClO2进入清水池作为消毒剂，出水可作为回用水，作为洗浴及杂用水。过滤器的反洗采用清水作为反洗水源，反洗出水回流至调节池。
（6）清水池：清水池作为精密过滤器的出水的贮水池，同时作为过滤器反洗的水源，一般设计为密封形式，以防灰尘或其它杂物的进入。
（7）压滤机及其配套部分：煤泥净化器及调节沉淀池产生的污泥进入污泥池通过污泥螺杆泵抽至压滤机，压滤机采用带式，配套PAM加药装置，絮凝系统、皮带输送机等配套设施。压出的干污泥由货车拉出污水处理场。