铁煤集团大强矿污水处理改造工艺研究

2021-05-24朱峰

西部探矿工程 2021年6期

关键词：油池处理工艺臭氧

朱峰

（铁法煤业集团铁强环保材料股份有限公司，辽宁调兵山112700）

1 污水水质及水量确定

该污水处理改造工程的水源主要为大强煤矿生活污水、食堂污水、淋浴、池浴、洗衣房排水、单身宿舍排水、锅炉房排水、车间冲洗系统排水等，污染物浓度为中等浓度。锅炉废水水源主要为大强煤矿脱硫废水份，污染物浓度为轻微浓度（悬浮物除外）。

1.1 设计水量

如表1所示，生活污水处理工程的水量大约为1200m3/d，要求全部进行处理，排放水出水水质应满足《辽宁省污水综合排放标准》（DB21/1627-2008）表1中的标准，回用水水质应满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中的标准。生活污水处理站24h连续运行，变化系数取1.2，则本技改工程生活污水处理规模按最大1200m3/d设计。

表1 目前水量情况

1.2 设计进水水质

根据大强矿2019年7月水质化验报告（可研提供）资料，进水水质情况如表2所示。

1.3 设计出水水质

处理后中水符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)，指标如表3所示。

表2 进水水质情况

2 预处理方案的论证

预处理设于一级处理之前，一般设置格栅、调节池、隔油池和混凝沉淀池等处理设备和处理设施。

表3 城市杂用水水质标准

2.1 格栅作用

格栅主要用于去除水中漂浮物，细格栅主要去除水中一些细小的颗粒及悬浮物。格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。

2.2 隔油池作用

隔油池利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，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区内设有斜管的沉淀池，其安装形式有斜管和支管组成。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。混凝沉淀法在水处理中的应用是非常广泛的，它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物。

3 生化处理工艺的论证

污水处理站要求进行生化二级处理、并且有除磷、脱氮和污泥最终处理的要求。目前，国内外对于城市污水处理最常采用的除磷方法是生物除磷，生物除磷工艺具有运行费用低、管理方便等优点，在运行正常情况下一般能满足排放要求。

A2/O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物消化及反消化工艺和生物除磷工艺的综合，生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。

4 污水处理深度处理工艺论证

4.1 污水深度处理工艺

污水深度处理工艺是指工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水(废水)的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有:絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。

4.2 过滤

滤布滤池是目前世界上先进的过滤器之一，目前在全世界已经有700个污水厂采用该项技术。微滤布过滤系统与砂滤相比，在技术和经济指标方面都有很多优势。原水进入滤池经挡板消能后，通过固定在支架上的微孔滤布，固体悬浮物被截留在滤布外侧，过滤液通过中空管收集，重力流通过溢流槽排出滤池。过滤中，污泥吸附于滤布外侧，逐渐形成污泥层，随着滤布上污泥的积累，滤布过滤阻力增加，池内液位逐渐升高，当液位上升到设定值时，PLC同时开启反抽吸泵及传动装置，圆盘转动过程中，固定于滤布外侧的刮板与滤布表面摩擦，刮去滤布表面的污泥，同时圆盘内的水被由内向外抽吸，清洗滤布微孔中的污泥，池底设排泥管，通过时间设定，由PLC自动开启排泥泵将污泥排出。

5 消毒工艺的论证

5.1 臭氧消毒

小型污水处理厂开始有采用臭氧消毒方式来杀灭污水中的细菌和病毒。臭氧消毒除具有杀菌、灭病毒作用外，还能去除微量的有机污染物，并有防臭、脱色等功能。臭氧消毒效率高，污水pH值、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理或积累性的残余生物毒害物，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时效，如投加量过大，则可持续消杀排放水体中的有益微生物，影响自然水体的自净功能。臭氧消毒不需要采购药剂，但臭氧制备设备组成系统复杂，投资大、成本高，对运行操作技术要求严格。

5.2 氯消毒

传统污水处理厂通常采用液氯消毒，液氯消毒利用氯分子的强氧化性杀灭污水中的细菌和病毒。液氯消毒除具有杀菌、灭病毒作用外，还能去除微量的有机污染物，并有防臭、脱色等功能。液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但在安全方面存在潜在的危险性。为克服液氯消毒安全性问题，很多中小型污水处理厂采用二氧化氯、次氯酸钠消毒，二氧化氯、次氯酸钠消毒除具有杀菌、灭病毒作用外，还能去除微量的有机污染物，并有防臭、脱色等功能。

6 除臭系统的论证

6.1 城市污水处理厂臭气特点

污水处理厂臭气主要来源于污水和污泥处理构、建筑物，主要成分见表4。

6.2 臭气处理方法

离子除臭法的工艺原理主要是利用等离子、光催化除臭设备、紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧，通过臭氧的强氧化作用，对有机气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。有机性气体利用排风设备输入到净化设备后，运用低温等离子紫外线光束及臭氧对有机（异味）气体进行协同分解氧化反应，使有机气体物质（如氨、硫化氢、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）降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

表4 臭气主要成分表

7 污泥处理

湿污泥干化后再直接焚烧应用的较为普遍，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗上也是极不经济的，以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法之一，利用高温氧化燃烧反应，在过量空气的条件下，使污泥的全部有机质、病原体等物质在850℃～1100℃下氧化、热解并被彻底破坏，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积。由于处理设施投资大，处理费用高，设备维护成本高，而且污泥焚烧会产生酸性烟气、灰渣和飞灰等环境污染物，造成实施困难。但通过矿区新建的超低排放锅炉焚烧，能够完全避免以上问题。