A2/O在煤矿生活污水处理中的应用

曲 鹏

（山西省大同煤矿集团有限责任公司环境保护处，山西 大同 037003）

引言

我国煤矿大多数分布在北方和西北农村、山区，煤矿生活污水中除了职工宿舍排放的生活污水外，职工洗浴污水也占有一定的比例，同时还有部分地面冲洗用水等，使得煤矿生活污水与城市生活污水有一定的差别。目前煤矿生活污水处理通常采用生物处理法，最常用的处理方法是厌氧—缺氧—好氧法（A2/O）。

图1 东周窑矿场生活污水处理及回用工艺流程图

大同煤矿集团东周窑矿井工业场地位于山西省左云县张场乡东周窑村西北侧2.8km，即现东周窑集运站工业场地西侧约300m处的沟间台地。西距左云县城约15km，东距大同市约53km。其矿井工业场地的民用建筑和工业建筑、场地附属民用建筑产生生活污水，日排污水量1920m3。矿场计划建设生活污水处理站，处理站设计规模为80 m3/h。处理后的出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准的要求，回用或排放前需进行消毒处理。处理后污水回用于选煤厂生产补充水，多余的部分用于绿化及道路洒水等。

1 设计水质

1.1 设计水质标准

1.1.1 生活污水水质。根据大同市环境监测站监测数据显示，东周窑矿井生活污水进水水质具体水质指标见表1。

1.1.2 设计出水水质。处理后的出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准的要求。具体水质指标见表1。

1.2 污水处理工艺方案介绍

A2/O工艺该工艺是厌氧、缺氧、好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是70年代由美国专家在厌氧—好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发的。目前该工艺在生活污水处理中得到了广泛的推广与应用。

1.2.1 工艺的选择及特点。矿场生活污水主要来源于民用建筑和工业建筑、场地附属民用建筑产生生活污水，主要污染物为SS、BOD、COD、油脂、洗涤剂等。生活污水通常采用生物法进行处理，如活性污泥法和生物膜法。基于运行成本及煤矿本身的实际情况，采用脱氮除磷效果较好的A2/O+砂滤为主体的处理工艺。

A2/O工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应的。在厌氧条件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能释放体内的磷酸盐获取能量，以吸收污水中的可快速生化降解的溶解性有机物来维持生存，并在细胞内将有机物转化成聚β羟丁酸（PHB）储存起来。在这个过程中完成了磷的释放；在缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；而在好氧条件下，一方面聚磷菌将体内的PHB进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐；再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。

表1 东周窑矿场生活污水出水水质监测数据

A2/O工艺的特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，在厌氧和缺氧段为除磷和脱氮提供各自不同的反应条件，在最后的好氧段为三个指标的处理提供了共同的反应条件。这就能够利用简单的流程、尽量少的构筑物，完成复杂的处理过程。

1.2.2工艺流程。东周窑矿场生活污水处理及回用工艺流程如图1所示。首先，混合污水进入格栅渠通过机械格栅去除污水中颗粒较大的悬浮物，然后污水进入调节池，污水在调节池中进行水质水量的均衡调节后，再用污水泵输送到A2/O池进行二级生化处理。在A2/O池污水中的污染物通过一系列的微生物作用，完成绝大部分有机污染物和氮、磷的去除。经A2/O处理后的污水自流到二沉池，污水在二沉池进行固液分离，上清液流入中间水池，准备进行深度处理。

深度处理单元主要是去除污水中残留的污染物，从而达到达标排放和回用水的水质指标。二级处理出水通过中间水池的提升泵打到砂滤罐，同时通过管路向污水中加入絮凝剂和助凝剂，污水进入砂滤罐进一步去除污水中残留的有机污染物和悬浮物。经过过滤后的清水流入回用水消毒接触池中进行加氯消毒处理，从而使经过三级处理的污水变为可以安全回用和达标排放的清洁中水。

格栅截流下来的栅渣等固体污物，集中收集外运处置；二沉池和过滤反冲洗排放的污泥，经过浓缩脱水处理，泥饼外运填埋处置。

2 处理结果

处理后的出水水质经大同市环境监测站监测全部达标，具体监测数据见表1。

结语

从表1中可以看出，该工艺对于煤矿生活污水处理效果好，处理后出水水质高，另外通过计算可知东周窑煤矿在应用了该工艺后实现年度污染物减排指标：COD264.48.4t/a、氨氮16.93t/a，为矿井经济效益与环境效益创造了大量价值。此外该工艺在运行中无需投药，运行费用低，针对煤矿的生活和生产环境，降低了运行费用和人工管理费用，出水水质好等特点，证明该工艺适合在煤矿生活污水处理中得到推广。

虽然该工艺在生活污水处理当中有着把除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程巧妙地结合起来，能够利用简单的流程、尽量少的构筑物完成污水的处理过程等优点，但也存在着一些问题，比如该工艺对污水中磷的处理效果和污泥增长有一定限度，再次提高难度比较大，另外对进入沉淀池中的水的溶解氧浓度有一定的要求，不宜过高也不宜过低，防止发生厌氧状态和污泥释放磷现象的出现和防止循环回流混合液对前面缺氧反应器的干扰。因此，在今后的应用当中要进一步的对该工艺是否合适应用与煤矿生活污水的处理，以及对该工艺进行进一步的优化还需进行研究与论证。

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