鐵煤集團大強礦污水處理改造工藝研究

朱 峰

（鐵法煤業集團鐵強環保材料股份有限公司，遼寧調兵山112700）

1 污水水質及水量確定

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

1.1 設計水量

如表1所示，生活污水處理工程的水量大約為1200m3/d，要求全部進行處理，排放水出水水質應滿足《遼寧省污水綜合排放標準》（DB21/1627-2008）表1中的標準，回用水水質應滿足《城市污水再生利用城市 雜用水水質》（GB/T18920-2002）中的標準。生活污水處理站24h連續運行，變化系數取1.2，則本技改工程生活污水處理規模按最大1200m3/d設計。

表1 目前水量情況

1.2 設計進水水質

根據大強礦2019年7月水質化驗報告（可研提供）資料，進水水質情況如表2所示。

1.3 設計出水水質

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

表2 進水水質情況

2 預處理方案的論證

預處理設于一級處理之前，一般設置格柵、調節池、隔油池和混凝沉淀池等處理設備和處理設施。

表3 城市雜用水水質標準

2.1 格柵作用

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

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到分離的目的。隔油池的構造多采用平流式，含油廢水通過配水槽進入平面為矩形的隔油池，沿水平方向緩慢流動，在流動中油品上浮水面，由集油管或設置在池面的刮油機推送到集油管中流入脫水罐。在隔油池中沉淀下來的重油及其他雜質，積聚到池底污泥斗中，通過排泥管進入污泥管中。經過隔油處理的廢水則溢流入排水渠排出池外，進行后續處理，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內設有斜管的沉淀池，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內利用傾斜的平行管或平行管道（有時可利用蜂窩填料）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動并分離。在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細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用是非常廣泛的，它既可以降低原水的濁度、色度等水質的感觀指標，又可以去除多種有毒有害污染物。

3 生化處理工藝的論證

污水處理站要求進行生化二級處理、并且有除磷、脫氮和污泥最終處理的要求。目前，國內外對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行費用低、管理方便等優點，在運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，生物池通過曝氣裝置、推進器(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，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，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，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廢水經一級、二級處理后，為了達到一定的回用水標準使污水作為水資源回用于生產或生活的進一步水處理過程。針對污水(廢水)的原水水質和處理后的水質要求可進一步采用三級處理或多級處理工藝。常用于去除水中的微量COD和BOD有機污染物質，SS及氮、磷高濃度營養物質及鹽類。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、蒸發濃縮法等物理化學方法與生物脫氮、脫磷法等。

4.2 過濾

濾布濾池是目前世界上先進的過濾器之一，目前在全世界已經有700個污水廠采用該項技術。微濾布過濾系統與砂濾相比，在技術和經濟指標方面都有很多優勢。原水進入濾池經擋板消能后，通過固定在支架上的微孔濾布，固體懸浮物被截留在濾布外側，過濾液通過中空管收集，重力流通過溢流槽排出濾池。過濾中，污泥吸附于濾布外側，逐漸形成污泥層，隨著濾布上污泥的積累，濾布過濾阻力增加，池內液位逐漸升高，當液位上升到設定值時，PLC同時開啟反抽吸泵及傳動裝置，圓盤轉動過程中，固定于濾布外側的刮板與濾布表面摩擦，刮去濾布表面的污泥，同時圓盤內的水被由內向外抽吸，清洗濾布微孔中的污泥，池底設排泥管，通過時間設定，由PLC自動開啟排泥泵將污泥排出。

5 消毒工藝的論證

5.1 臭氧消毒

小型污水處理廠開始有采用臭氧消毒方式來殺滅污水中的細菌和病毒。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、溫度對消毒效果影響很小，不產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效，如投加量過大，則可持續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藥劑，但臭氧制備設備組成系統復雜，投資大、成本高，對運行操作技術要求嚴格。

5.2 氯消毒

傳統污水處理廠通常采用液氯消毒，液氯消毒利用氯分子的強氧化性殺滅污水中的細菌和病毒。液氯消毒除具有殺菌、滅病毒作用外，還能去除微量的有機污染物，并有防臭、脫色等功能。液氯消毒效果可靠，投配設備簡單，投量準確，價格便宜，但在安全方面存在潛在的危險性。為克服液氯消毒安全性問題，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污染物，并有防臭、脫色等功能。

6 除臭系統的論證

6.1 城市污水處理廠臭氣特點

污水處理廠臭氣主要來源于污水和污泥處理構、建筑物，主要成分見表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、光催化除臭設備、紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧，即活性氧，因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合，進而產生臭氧，通過臭氧的強氧化作用，對有機氣體及其它刺激性異味有立竿見影的清除效果。有機性氣體利用排風設備輸入到凈化設備后，運用低溫等離子紫外線光束及臭氧對有機（異味）氣體進行協同分解氧化反應，使有機氣體物質（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）降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通過排風管道排出室外。

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用的較為普遍，沒有經過干化的污泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經濟的，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，在過量空氣的條件下，使污泥的全部有機質、病原體等物質在850℃～1100℃下氧化、熱解并被徹底破壞，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積。由于處理設施投資大，處理費用高，設備維護成本高，而且污泥焚燒會產生酸性煙氣、灰渣和飛灰等環境污染物，造成實施困難。但通過礦區新建的超低排放鍋爐焚燒，能夠完全避免以上問題。

8 總體工藝的確定

根據上面的敘述，A2/O++沉淀+濾布濾池系統方案作為生活污水處理設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 結論

工藝改進后，能夠有效解決鐵煤集團大強礦綜合污水的處理問題，含硫廢水經過處置后可達標排放，通過全程可控的智能運行，實現智能化管理，可減少人員配置，減輕工人勞動強度，降低運營成本，提高效率，徹底解決大強礦在污水排放等環保要求方面的后顧之憂；具有良好的社會效益、環境效益。