安家岭终端污水处理厂存在问题及解决对策

卞明明，李嘉健，刘建国

（中煤平朔集团有限公司 动力中心，山西 朔州 036006）

安家岭终端污水处理厂存在问题及解决对策

卞明明，李嘉健，刘建国

（中煤平朔集团有限公司 动力中心，山西 朔州 036006）

安家岭终端污水处理厂作为安太堡、安家岭矿区污水外排的终端屏障，投运2年多来，受诸多因素影响运行过程中出现了一些问题，如排泥泵堵塞、桁架刮泥机脱轨等，对存在问题进行了梳理和分析，并提出了相应的解决对策。

污水处理厂；问题；对策

0 引 言

安家岭终端污水处理厂由中煤科工集团北京华宇工程有限公司EPC总承包实施，于2014年3月中旬投运，设计处理规模为15 000 m3/d，主要处理调蓄水库上游生产排水及少量生活污废水，采用“预处理、混凝、高效澄清、多介质无阀过滤、消毒”相结合的工艺，出水满足GB/T18920—2002城市杂用水水质标准中“道路清扫、消防”类别的相关规定，包括 pH值为 6～9、色/度≤30、浊度/NTU≤10、BOD5≤15 mg/L、COD≤50 mg/L、石油类≤1 mg/L。它的设计建设主要是解决4个方面的问题：①解决安家岭调蓄水库淤堵的问题；②解决复用水水质差的问题；③解决水库安全度汛的问题；④实现区域富余污水的达标外排。

1 污水来源

安家岭终端污水处理厂收集污水共有4个通道：①通过大西沟污水转排泵站收集，污水量约850 m3/d。这部分污水包括安家岭选煤厂和一号井选煤厂的冲洗水、安家岭露天矿矿坑水鹤排水以及安家岭采矿加水站水鹤排水等；②通过南排洪沟汇入，污水量约3 600 m3/d。这部分污水包括安太堡区域零星生活污水、安太堡引黄净化车间反冲洗水以及周边村庄排水等；③通过北排洪沟汇入，污水量约5 500 m3/d。这部分污水包括井工二矿排水以及安太堡和二号井选煤厂冲洗水、事故排水等；④通过库尾DN2000钢管排入，污水量约4 700 m3/d。这部分污水主要是井工一矿上窑区的井下排水。在雨季，因初期雨水冲刷携带有煤尘泥沙、水质较差，朔州市环保局也要求进行收集，该区域部分初期雨水最终也通过上述通道进入了安家岭终端污水处理厂。

2 存在问题

污水的水质和水量是一个污水处理厂正常运行的关键因素。从安家岭终端污水处理厂投运以后的运行工况看，进厂水量平均为14 850 m3/d，基本在设计允许范围内。但是进厂原水的平均悬浮物浓度高达4 500 mg/L，是设计处理能力的3倍。悬浮物的严重超标导致了整体排泥系统的运转不正常，频繁出现排泥泵堵塞、桁架刮泥机脱轨等问题。安家岭终端污水处理厂工艺流程如图1所示。

图1 安家岭终端污水处理厂工艺流程

3 原因分析

悬浮物是由污水携带进入安家岭终端污水处理厂的，要对高悬浮物的原因进行排查，那就必须结合污水来源逐一梳理分析：

1）井工一矿上窑区的井下排水水量大、水质差。因配套的井工一矿上窑区井下水处理站排泥系统处理能力不足，原本由其处理井工一矿上窑区的大部分井下排水只能转排至安家岭终端污水处理厂处理，这是原设计没有考虑的。这部分污水量约为4 700 m3/d，悬浮物最高达27 238 mg/L，超过设计值的1 650 mg/L的15倍以上。

2）各选煤厂无法做到百分之百的闭路循环，有时排水水质差。按照正常的生产组织和环保要求，各选煤厂的冲洗水应该回到系统、浓缩池的事故排水应该进入配套的事故池，但是现在这些高悬浮物的污水有时也被排入安家岭终端污水处理厂，安家岭终端污水处理厂吸纳了这部分污水这是正常的应急措施，但是对污水处理厂来讲这是突发状况，不正常，设计也很难去考虑这部分负荷。例如4月17日安太堡选煤厂浓缩池事故性放空排水取样化验，悬浮物为16 346 mg/L，接近设计值1 650 mg/L的10倍。同时，在浓缩池放空时必然导致进入污水厂的水量急剧增大，往往造成污水厂过负荷瘫痪。

3）井工二矿的排水水质和水量不稳定，冲刷携带效应明显。这部分污水量约为3 500 m3/d，但井下排水量突然增大的情况也时常发生。因为这部分污水是经过井工二矿防洪水池沉淀后再转排的，所以其悬浮物也不高，经化验仅为596 mg/L。但在经过北排洪沟时因冲刷作用会携带大量煤泥，在北排洪沟取样化验时悬浮物最高却达到了6 346 mg/L，同时其水质也受井工二矿防洪水池的淤积情况影响。

4）大西沟污水转排泵站转排水质没保证，悬浮物较高。原设计是计划通过大西沟污水转排泵站的沉淀池将这部分污水进行预处理，降低其悬浮物。但目前因沉淀池淤泥较多、排泥系统无法正常运转，转排水质无法保证，经取样化验其悬浮物为1 733 mg/L，这已经超过了安家岭终端污水处理厂的设计限值。

5）雨季入厂污水冲刷携带的悬浮物量非常高，超出预期。从实际运行情况看，下雨时安家岭终端污水处理厂进厂水质会急剧变差。为满足环保要求，安太堡、安家岭矿区的初期雨水是不容许外排的，这个情况在设计之初是有考虑到的，设计上增加了调节预沉池的水量和容积，但是未考虑充足的是冲刷携带的严重程度。初期雨水混杂污水通过各种明渠明沟汇入污水处理厂，而这些明渠明沟受各种因素影响一般都得不到及时清理，沟渠内淤积的煤泥较多，受冲刷作用就被雨水携带进入了安家岭污水处理厂，造成短时间内悬浮物指标超过数倍，遇到暴雨甚至特大暴雨水量在短时间内也会超量。在双超的情况下，污水处理厂很难正常运行。

4 解决对策

针对存在的问题并结合原因分析，解决思路是源头管控和终端治理相结合。因进厂污水来源较为复杂，有一部分呈现“点多量少”的特点，比如选煤厂的冲洗排水、露维中心的冲洗排水等，还有一些是不可控的，比如雨水冲刷因素、周边村庄排水等，这些只能通过终端治理统一解决；另一部分呈现“量大集中”的特点，比如井工一矿上窑的井下排水、选煤厂浓缩池事故排水等，这些必须做好源头管控。

4.1 降低入厂原水悬浮物浓度

1）从管理上下功夫。将井下水仓的清理纳入公司质量标准化考核范围，杜绝其将水仓中淤泥稀释上排且控制巷道冲洗强度。从技术层面上将，这个是能实现的，而且比较好实现，现在没有实现主要是管理的问题。从影响因素来看，井工矿排水中的悬浮物和选煤厂排水中的悬浮物是矿区污水悬浮物的主要来源，但是受煤质和洗选工艺影响，选煤厂短期内做到真正的闭路循环非常困难，随着各个选煤厂洗选任务的下降，闭路循环的效果将逐渐好转，那么在此期间控制住井工矿的排水悬浮物就至关重要了。

2）实施技术改造。井工一矿上窑区井下水处理站承担着净化井工一矿上窑区排水的任务，大西沟污水转排泵站承担着对大西沟汇流污水预处理的任务，在实际运行过程中遇到的问题从表象上看均是泥处理系统无法持续正常运行，本质是抗冲击负荷能力不足，必须通过技术改造，提升从刮泥到排泥到脱水整个工艺环节的设备能力，例如刮泥机的大泥量抗压能力、排泥泵的颗粒通过能力等，通过加快实施井工一矿上窑区井下水处理站技改工程和大西沟污水转排泵站扩能改造工程，以缓解安家岭终端污水处理厂的处理压力。

3）建立清淤长协。因为矿区的各类排洪沟、明渠等是按属地性质来管理的，但是污水最终都会汇聚到污水处理厂，造成了各个单位对于沟渠清淤的看法和重视程度存在极大的差异，尤其是在当前各个单位费用都比较紧张的情况下，对沟渠的清淤很难由各个单位来实施，因此需从公司层面建立清淤长协，定期对淤积严重引水涵、南北排洪沟，矿区“雨污分流”交汇点以及矿区内部分明渠收集系统进行清淤，减少携带影响。

4.2 提升水厂自身的抗冲击负荷能力

1）更换部分排泥泵。现在预沉调节池及浓缩池配备11台排泥泵均为5.9 W的飞力泵，现在有4台已坏，主要原因是磨损严重。从本质来说，NP3127型水泵属于污水泵，介质浓度高了必然会堵，而且叶轮设计时并不强调泥沙的磨损。这对预沉调节池的运行管理要求非常苛刻，集泥坑中煤泥浓度不能太高而且沙石成分不能大。从该厂的实际情况看，泥浆泵更合适作为预沉调节池的排泥泵来使用，可以参照工况相识的矿区选煤厂事故池排泥泵选型更换。

2）桁架刮泥机改造。因该厂的桁架刮泥机跨度较大，且预沉池煤泥量较多，桁架刮泥机在作业时，刮板受力不均导致桁架刮泥机经常出现脱离运行轨道现象，影响污水处理站污泥处理系统正常运行。可以通过增加导向轮来防止桁架刮泥机脱轨。防脱装置结构示意图如图2。

图2 防脱装置结构示意图

3）增加旋转机械格栅。由于进厂原水有很大一部分是通过明渠来收集的，不可避免的会携带各类杂物，尤其是雨季人工清掏杂物劳动强度很大，而运行人员均为女职工，因而需增设机械细格栅，常用的细格栅主要有旋转式格栅除污机和阶梯格栅。旋转式格栅属细格栅或中格栅一类，其耙齿为金属制造，耙齿安装在格栅上下两端滚轴上连续旋转，以去除栅条上被拦截的污物；阶梯格栅则通过偏心的旋转传动而移动齿耙，由下而上，由移动齿耙将污水中的悬浮物从水中逐级推到污物出口处，再从栅渣出口排入传送带。阶梯格栅外形可作成封闭箱体，减少对周围环境的污染。而从实际使用情况来看，阶梯格栅用作细格栅故障较多，宜采用旋转式机械格栅。设计参数为：流量Qmax=1.0 m×0.5 m×0.6 m/s=0.3 m3/s=1 080 m3/h、过栅流速Vmax＝0.6 m/s、栅条间隙b=6 mm、栅前水深h＝0.5 m、安装倾角70°。

4）增设辐流式沉淀池。为降低预沉调节池的运行压力，在入池前应增设沉淀装置。考虑到进厂原水中的泥沙量较大且不稳定，现场布置场地受限等因素，推荐采用幅流式沉淀池。设计参数：沉砂池表面负荷1.38 m/h、截留粒度0.10 mm。辐流式沉淀池结构示意图如图3所示。

5 结 论

国家层面、山西省、朔州市各类环保督查、检查、抽查、暗查行动频繁，加之省以下环保机构监测监察执法垂直管理制度的实行，平朔公司环保压力空前巨大，而安家岭终端污水处理厂可以说是环保安全的底线，必须保证。通过对该厂运行过程中存在问题的梳理分析，结合实际情况有针对性地提出了解决方法，这对该厂下一步进行技术改造有一定的指导意义。

图3 辐流式沉淀池结构示意图

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【责任编辑：解连江】

Problems and countermeasures in Anjialing terminal sewage treatment plant

BIAN Mingming,LI Jiajian,LIU Jianguo
(China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036006,China)

As the terminal barrier,the operation for more than two years,Anjialing terminal sewage treatment plant emerges some problems in the running process affected by many factors,such as mud pump blocking,truss scraper derailment.This article analyzes the existing problems and puts forward the corresponding countermeasures.

sewage treatment plant;problem;countermeasure

X52

B

1671－9816（2017）03－0070－04

2016－11－02

卞明明（1985—）男，江苏南京人，工程师，本科，清华大学工程硕士，2008年毕业于太原理工大学给水排水工程和工程管理专业，现任中煤平朔集团有限公司动力中心生产技术部主管。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.020

卞明明，李嘉健，刘建国.安家岭终端污水处理厂存在问题及解决对策［J］.露天采矿技术，2017，32（3）：70－73.