煤矿生活污水处理与综合利用

2014-03-30吴四清

能源环境保护 2014年2期

吴四清

（大同煤矿集团有限责任公司晋华宫矿，山西大同037016）

1项目概况

大同煤矿集团公司晋华宫矿位于大同市西郊，与世界文化遗产云冈石窟隔河相望。全矿共有职工7 600人，随着棚户区的拆迁改造，常住居民2万人。根据近几年的统计每年约有60万t的生活污水直接排放进入十里河，外排的生活污水不仅对纳入水体造成污染，也大大浪费了水资源。若不对生活污水进行利用直接排放，一方面是矿区用水严重匮乏，另一方面是水资源的浪费，尤其是对水环境造成的污染加剧，水处理的严重滞后，已成为影响区域水污染防治目标实现的一个重要因素，严重制约了经济的可持续发展，加快建设污水处理设施刻不容缓。

2晋华宫矿生活污水排放现状

随着棚户区的搬迁，矿区常住居民由原来的6万人减到现在的2万人，现在全矿区居民每日供水量为2 000 t，综合污水排放量在1 600 t左右，全部未经处理散排进入十里河，对水体造成严重污染。

3设计依据

由于矿区污水处理主要是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，在建设和日常运行过程中常常受到资金的限制，而我国目前建成的城市生活污水处理厂，基本上都是采用传统活性污泥法及其变形工艺、氧化沟工艺、SBR法等工艺，虽然这些工艺在有机物降解方面处理效果比较好，但也普遍存在着占地面积大，基建投资高，处理负荷低，经常出现污泥膨胀等不足之处，同时工艺设备能耗高，不能满足高效节能的要求。煤矿的生活污水与城镇生活污水不同，还包括一部分工业用废水。针对矿区实际情况，污水产生量不稳定，水质变化大，工程投资和运行成本，根据水质及相关要求，综合分析原水水质，选用可生化性能较好，对BOD、COD、NH3-N、TN、TP 处理效率高的 MBR 工艺处理矿区生活污水，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》。

4技术方案

4.1管道设计

提出截流式合流制截流干管沿水体流向，沿河道敷设，既可缩短排水管渠的长度，使溢流雨水很快排入水体，同时又便于出水口的管理，主干线管线长度2.1 km，管径为d 300～600，处理后中水回用DN250管道1.2 km，共设置￠1 250 mm排水检查井60座，检查井间距30 m～50 m。既满足排池规划期排水规模的需要，同时也考虑了提高管渠的适用年限，尽量减少改造的次数。

4.2管道施工方式

所有线路上的管道均采用明挖直埋法，沿河床敷设的污水管道检查井井口高度高出最高洪水位0.8 m，防止河水倒灌并便于检查。

4.3污水处理工艺的选择

污水处理工艺的选择直接关系到污水处理厂出水水质能否达标，工程投资的大小，运行成本的高低及运行管理是否简便，因而选择适当的污水处理工艺是污水处理厂的关键。

生活污水的主要污染物是有机物，目前国内外主要采用生物法。生物法包括活性污泥法，生物滤池两大类，又以活性污泥法为主，活性污泥法有很多型式，即传统活性污泥工艺，AB工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、A2/O工艺等。

通过调研论证提出以下2套方案：

方案一:CAST+混凝沉淀+过滤

CAST池分生物选择区、预反应区和主反应区，运行时按进水--曝气--沉淀--滗水完成一个周期。CAST的成功运行可将废水中含碳、有机物和包括N、P的污染物去除。

但这种方法每座池子都需要安装曝气设备，水头损失大，设备利用率低，投资大。

方案二 MBR工艺

MBR水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术，结合了膜分离技术与传统的活性污泥技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时间和污泥龄的彻底分离，使生物反应器保持较高的MLSS，硝化能力强，污染物去除率高。

用MBR膜池取代传统二沉淀，具有较高的污泥浓度，系统的污泥浓度比传统的活性污泥法高2～3倍，从而大大减小生化池的池容，提高处理效率。相对于CAST而言，处理单元相对缩短，省去深度处理环节，土建工程减少，易于操作和管理。在进水有机物含量不足时，可进行内源反硝化，保证脱氮效果和最终出水水质，能实现反硝化除磷，提高生物脱氮除磷效果，减少了化学除磷溶剂的使用量。而且更耐低温，更适用于北方寒冷季节。

综合上述两个方案，选择方案二。

5实施效果

5.1 解决生活污水的排放，减少了污染物的产生

经过统一收集处理，生活污水集中排放至生活污水处理厂，统一进行治理并且回用，每年少排60万t的生活污水，其中COD排放量减少339 t，氨氮减少81.6 t，减少对十里河水体的污染，年节约排污费35万元。

5.2缓解矿区用水紧张压力

处理后达到中水回用标准的水用于绿化，卫生用水，供给洗煤厂洗煤用水，年减少1 000多t的自来水的用量，大大提高了资源利用率。

5.3 实际效果

经过MBR工艺处理后的水质指标已经完全达到中水回用标准，主要指标中BOD5由原来的575 mg/l降至10 mg/l，COD由原来的884 mg/l降至≤50mg/l，NH3-N 由原来的 141 mg/l降至≤5 mg/l。可节约排污费约35万元。从集团公司供水管网引进的水每吨为3.5元，经生活污水处理厂处理后的回用水代替集团公司供自来水，每年可节约182.5万元。