鐵煤集團(tuán)大強(qiáng)礦污水處理改造工藝研究

朱 峰

（鐵法煤業(yè)集團(tuán)鐵強(qiáng)環(huán)保材料股份有限公司，遼寧調(diào)兵山112700）

1 污水水質(zhì)及水量確定

該污水處理改造工程的水源主要為大強(qiáng)煤礦生活污水、食堂污水、淋浴、池浴、洗衣房排水、單身宿舍排水、鍋爐房排水、車(chē)間沖洗系統(tǒng)排水等，污染物濃度為中等濃度。鍋爐廢水水源主要為大強(qiáng)煤礦脫硫廢水份，污染物濃度為輕微濃度（懸浮物除外）。

1.1 設(shè)計(jì)水量

如表1所示，生活污水處理工程的水量大約為1200m3/d，要求全部進(jìn)行處理，排放水出水水質(zhì)應(yīng)滿足《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-2008）表1中的標(biāo)準(zhǔn)，回用水水質(zhì)應(yīng)滿足《城市污水再生利用城市 雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）中的標(biāo)準(zhǔn)。生活污水處理站24h連續(xù)運(yùn)行，變化系數(shù)取1.2，則本技改工程生活污水處理規(guī)模按最大1200m3/d設(shè)計(jì)。

表1 目前水量情況

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)大強(qiáng)礦2019年7月水質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告（可研提供）資料，進(jìn)水水質(zhì)情況如表2所示。

1.3 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

處理后中水符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)，指標(biāo)如表3所示。

表2 進(jìn)水水質(zhì)情況

2 預(yù)處理方案的論證

預(yù)處理設(shè)于一級(jí)處理之前，一般設(shè)置格柵、調(diào)節(jié)池、隔油池和混凝沉淀池等處理設(shè)備和處理設(shè)施。

表3 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 格柵作用

格柵主要用于去除水中漂浮物，細(xì)格柵主要去除水中一些細(xì)小的顆粒及懸浮物。格柵設(shè)備一般用于污水處理的進(jìn)水渠道上或提升泵站集水池的進(jìn)口處，主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。當(dāng)攔截的柵渣量大于0.2m3/d時(shí)，一般采用機(jī)械清渣方式；柵渣量小于0.2m3/d時(shí)，可采用人工清渣方式，也可采用機(jī)械清渣方式。

2.2 隔油池作用

隔油池利用廢水中懸浮物和水的比重不同而達(dá)到分離的目的。隔油池的構(gòu)造多采用平流式，含油廢水通過(guò)配水槽進(jìn)入平面為矩形的隔油池，沿水平方向緩慢流動(dòng)，在流動(dòng)中油品上浮水面，由集油管或設(shè)置在池面的刮油機(jī)推送到集油管中流入脫水罐。在隔油池中沉淀下來(lái)的重油及其他雜質(zhì)，積聚到池底污泥斗中，通過(guò)排泥管進(jìn)入污泥管中。經(jīng)過(guò)隔油處理的廢水則溢流入排水渠排出池外，進(jìn)行后續(xù)處理，以去除乳化油及其他污染物。

2.3 混凝沉淀池作用

混凝沉淀池是在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有斜管的沉淀池，其安裝形式有斜管和支管組成。在平流式或豎流式沉淀池的沉淀區(qū)內(nèi)利用傾斜的平行管或平行管道（有時(shí)可利用蜂窩填料）分割成一系列淺層沉淀層，被處理的和沉降的沉泥在各沉淀淺層中相互運(yùn)動(dòng)并分離。在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體，然后予以分離除去的水處理法。混凝沉淀法在水處理中的應(yīng)用是非常廣泛的，它既可以降低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo)，又可以去除多種有毒有害污染物。

3 生化處理工藝的論證

污水處理站要求進(jìn)行生化二級(jí)處理、并且有除磷、脫氮和污泥最終處理的要求。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市污水處理最常采用的除磷方法是生物除磷，生物除磷工藝具有運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)行正常情況下一般能滿足排放要求。

A2/O生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物消化及反消化工藝和生物除磷工藝的綜合，生物池通過(guò)曝氣裝置、推進(jìn)器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。在該工藝流程內(nèi)，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2O生物脫氮除磷系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細(xì)菌將入流中的氨氮及有機(jī)氮氨化成的氨氮，通過(guò)生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過(guò)生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮?dú)庖萑氲酱髿庵?，從而達(dá)到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級(jí)脂肪酸等易降解的有機(jī)物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過(guò)剩余污泥的排放，將磷除去。

4 污水處理深度處理工藝論證

4.1 污水深度處理工藝

污水深度處理工藝是指工業(yè)廢水經(jīng)一級(jí)、二級(jí)處理后，為了達(dá)到一定的回用水標(biāo)準(zhǔn)使污水作為水資源回用于生產(chǎn)或生活的進(jìn)一步水處理過(guò)程。針對(duì)污水(廢水)的原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求可進(jìn)一步采用三級(jí)處理或多級(jí)處理工藝。常用于去除水中的微量COD和BOD有機(jī)污染物質(zhì)，SS及氮、磷高濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及鹽類。深度處理的方法有:絮凝沉淀法、砂濾法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分離法、離子交換法、電解處理、濕式氧化法、催化氧化法、蒸發(fā)濃縮法等物理化學(xué)方法與生物脫氮、脫磷法等。

4.2 過(guò)濾

濾布濾池是目前世界上先進(jìn)的過(guò)濾器之一，目前在全世界已經(jīng)有700個(gè)污水廠采用該項(xiàng)技術(shù)。微濾布過(guò)濾系統(tǒng)與砂濾相比，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面都有很多優(yōu)勢(shì)。原水進(jìn)入濾池經(jīng)擋板消能后，通過(guò)固定在支架上的微孔濾布，固體懸浮物被截留在濾布外側(cè)，過(guò)濾液通過(guò)中空管收集，重力流通過(guò)溢流槽排出濾池。過(guò)濾中，污泥吸附于濾布外側(cè)，逐漸形成污泥層，隨著濾布上污泥的積累，濾布過(guò)濾阻力增加，池內(nèi)液位逐漸升高，當(dāng)液位上升到設(shè)定值時(shí)，PLC同時(shí)開(kāi)啟反抽吸泵及傳動(dòng)裝置，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，固定于濾布外側(cè)的刮板與濾布表面摩擦，刮去濾布表面的污泥，同時(shí)圓盤(pán)內(nèi)的水被由內(nèi)向外抽吸，清洗濾布微孔中的污泥，池底設(shè)排泥管，通過(guò)時(shí)間設(shè)定，由PLC自動(dòng)開(kāi)啟排泥泵將污泥排出。

5 消毒工藝的論證

5.1 臭氧消毒

小型污水處理廠開(kāi)始有采用臭氧消毒方式來(lái)殺滅污水中的細(xì)菌和病毒。臭氧消毒除具有殺菌、滅病毒作用外，還能去除微量的有機(jī)污染物，并有防臭、脫色等功能。臭氧消毒效率高，污水pH值、溫度對(duì)消毒效果影響很小，不產(chǎn)生難處理或積累性的殘余生物毒害物，并可以提高排放尾水中的溶解氧。但由于臭氧的降解需要一定的時(shí)效，如投加量過(guò)大，則可持續(xù)消殺排放水體中的有益微生物，影響自然水體的自凈功能。臭氧消毒不需要采購(gòu)藥劑，但臭氧制備設(shè)備組成系統(tǒng)復(fù)雜，投資大、成本高，對(duì)運(yùn)行操作技術(shù)要求嚴(yán)格。

5.2 氯消毒

傳統(tǒng)污水處理廠通常采用液氯消毒，液氯消毒利用氯分子的強(qiáng)氧化性殺滅污水中的細(xì)菌和病毒。液氯消毒除具有殺菌、滅病毒作用外，還能去除微量的有機(jī)污染物，并有防臭、脫色等功能。液氯消毒效果可靠，投配設(shè)備簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確，價(jià)格便宜，但在安全方面存在潛在的危險(xiǎn)性。為克服液氯消毒安全性問(wèn)題，很多中小型污水處理廠采用二氧化氯、次氯酸鈉消毒，二氧化氯、次氯酸鈉消毒除具有殺菌、滅病毒作用外，還能去除微量的有機(jī)污染物，并有防臭、脫色等功能。

6 除臭系統(tǒng)的論證

6.1 城市污水處理廠臭氣特點(diǎn)

污水處理廠臭氣主要來(lái)源于污水和污泥處理構(gòu)、建筑物，主要成分見(jiàn)表4。

6.2 臭氣處理方法

離子除臭法的工藝原理主要是利用等離子、光催化除臭設(shè)備、紫外線光束分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負(fù)電子不平衡所以需與氧分子結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生臭氧，通過(guò)臭氧的強(qiáng)氧化作用，對(duì)有機(jī)氣體及其它刺激性異味有立竿見(jiàn)影的清除效果。有機(jī)性氣體利用排風(fēng)設(shè)備輸入到凈化設(shè)備后，運(yùn)用低溫等離子紫外線光束及臭氧對(duì)有機(jī)（異味）氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng)，使有機(jī)氣體物質(zhì)（如氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯、硫化物、苯、甲苯等）降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過(guò)排風(fēng)管道排出室外。

表4 臭氣主要成分表

7 污泥處理

濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用的較為普遍，沒(méi)有經(jīng)過(guò)干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟(jì)的，以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，利用高溫氧化燃燒反應(yīng)，在過(guò)量空氣的條件下，使污泥的全部有機(jī)質(zhì)、病原體等物質(zhì)在850℃～1100℃下氧化、熱解并被徹底破壞，它能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積。由于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)成本高，而且污泥焚燒會(huì)產(chǎn)生酸性煙氣、灰渣和飛灰等環(huán)境污染物，造成實(shí)施困難。但通過(guò)礦區(qū)新建的超低排放鍋爐焚燒，能夠完全避免以上問(wèn)題。

8 總體工藝的確定

根據(jù)上面的敘述，A2/O++沉淀+濾布濾池系統(tǒng)方案作為生活污水處理設(shè)施改造工程的處理工藝。流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

9 結(jié)論

工藝改進(jìn)后，能夠有效解決鐵煤集團(tuán)大強(qiáng)礦綜合污水的處理問(wèn)題，含硫廢水經(jīng)過(guò)處置后可達(dá)標(biāo)排放，通過(guò)全程可控的智能運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能化管理，可減少人員配置，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高效率，徹底解決大強(qiáng)礦在污水排放等環(huán)保要求方面的后顧之憂；具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益。