鐵法煤業(yè)集團(tuán)三臺(tái)子污水處理廠的工藝改造
一、項(xiàng)目背景
鐵法煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司三臺(tái)子礦區(qū)污水處理工程是鐵法煤業(yè)(集團(tuán))三臺(tái)子1井、2井的建設(shè)配套項(xiàng)目。該工程由中煤工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院于1998年11月完成設(shè)計(jì)，采用的是以卡魯塞爾氧化溝為主體構(gòu)筑物的二級(jí)生化處理工藝，處理后的水用于二井的生產(chǎn)中，進(jìn)而解決三臺(tái)子二井供水量不足的問(wèn)題。工程于1998年開(kāi)工，2001年末，鐵法煤業(yè)(集團(tuán))經(jīng)過(guò)考察和有關(guān)專(zhuān)家論證，認(rèn)為該工藝不適宜北方冬季運(yùn)行以及污水排放量減少等原因該污水工程停建，2004年3月鐵法煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司委托遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院遼寧北方環(huán)境保護(hù)有限公司對(duì)其污水處理工程進(jìn)行技術(shù)改造設(shè)計(jì)。
二、水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)
本工程屬于三臺(tái)子礦區(qū)污水處理及復(fù)用工程，承擔(dān)礦區(qū)職工居住區(qū)、水廠排污水以及一、二井工業(yè)場(chǎng)地生活污水和生產(chǎn)廢水的輸送、處理及復(fù)用。職工居住區(qū)、水廠排污水以及一、二井污水分別由排水泵站經(jīng)管道打入污水處理站。經(jīng)污水處理站處理合格后，回用于2井工業(yè)場(chǎng)地防塵灑水、選煤和注漿等。有關(guān)廢水的水質(zhì)、水量資料，具體見(jiàn)表1。
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考慮今后的發(fā)展，設(shè)計(jì)水量為5500t/d，229t/h。污水處理廠排水入三臺(tái)子水庫(kù)，三臺(tái)子礦區(qū)污水總排放口執(zhí)行《遼寧省污水與廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21-60-89)一級(jí)新擴(kuò)改標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見(jiàn)表2。
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回用二井工業(yè)場(chǎng)地水執(zhí)行：GB50215-94防塵灑水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見(jiàn)表3。
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綜合以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中指的為設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)，具體見(jiàn)表4。
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三、原處理工藝
圖1為原處理工藝流程示意圖。
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原處理工藝存在的問(wèn)題及解決措施：原工程采用氧化溝工藝不合適的原因，主要是沒(méi)有考慮氧化溝工藝的地域適應(yīng)性和該項(xiàng)目的排水特殊性。鐵法煤業(yè) (集團(tuán))有限公司三臺(tái)子礦區(qū)地處北溫帶，年平均氣溫7.4℃，極端最低氣溫為-29.6℃一月平均氣溫-13.9℃，凍結(jié)期六個(gè)月。污水處理廠來(lái)水為礦井涌出水，生活用水也來(lái) 自地下水，其溫度常年在9℃～1 1℃之間。原卡魯塞爾氧化溝為無(wú)蓋池子，其水停留時(shí)間長(zhǎng)，表曝機(jī)使水揚(yáng)起復(fù)氧冬季熱量散失快，再加上來(lái)水溫度低，水溫很快降低至活性污泥活性極限溫度 5℃左右，使氧化溝失去處理污水的能力。針對(duì)氧化溝工藝在鐵法煤業(yè)三臺(tái)子礦區(qū)污水處理中存在以上問(wèn)題，在盡量利用原有構(gòu)筑物和經(jīng)濟(jì)有效處理污水原則下，改造方案保持原有工藝流程不變，只是淘汰落后的或不適合的工藝、技術(shù)，將原主處理單元 Carrousel氧化溝工藝改為A0活性污法。
四、現(xiàn)處理工藝
原氧化溝四條廊道，將其改為二組 A-O池，污水由池首進(jìn)入，池尾溢流堰排出。池首段為A段，由水下攪拌機(jī)將污泥攪起，使污水與污泥充分接觸。好氧段采用盤(pán)式微孔曝氣器，安裝在池底，氧氣通過(guò)管道由羅茨風(fēng)機(jī)提供。A池對(duì)懸浮物的去除率很高，可達(dá)80%以上。并且可將懸浮物的48%水解成溶解性物質(zhì)，因排出的污泥是穩(wěn)定的，故可取消污泥消化系統(tǒng)，簡(jiǎn)化工藝流程。A-O工藝與傳統(tǒng)二級(jí)處理工藝相比，因其基建投資可節(jié)省35%～40%，總電耗節(jié)省35%，故可降低處理成本40%，具有效率高、能耗低、投資少、處理成本低，簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)，是北方中小城市污水處理廠的首選工藝。
修改后工藝流程方框圖見(jiàn)圖2。
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修改后工藝流程說(shuō)明：
(1)1井、2井和居住區(qū)排水分別由各自的排水泵站通過(guò)管道，打入污水處理站集水井。污水經(jīng)過(guò)格柵除污機(jī)去除漂浮物后，由潛污泵打入沉砂池，在沉砂池中，污水中顆粒度大的泥砂、礦渣等無(wú)機(jī)物分離沉降。泥砂、礦渣等定期由沉砂池底部排出外運(yùn)，分離后的上清液排入進(jìn)水泵房水池。
(2)污水由沉砂池自流入MO池。污水由池首進(jìn)入，池尾溢流堰排出。A段采用水下攪拌機(jī)，使污泥和污水充分接觸，O段反應(yīng)需要氧氣由羅茨風(fēng)機(jī)提供，采用微孔曝氣器將氧氣釋放到污水中。
(3)A/O池出水經(jīng)連通渠流入中間水池，再由潛水提升泵打入氣浮間。經(jīng)管道混合器將絮凝劑加入到污水中，通過(guò)氣浮機(jī)分離的污泥除一部分回流外，另一部分由帶式壓濾機(jī)過(guò)濾脫水后，泥餅外運(yùn)。濾液回進(jìn)水泵房。出水收集后，流入接觸消毒池。
(4)泥水分離設(shè)備出水自流入接觸消毒池，消毒用氯氣在池首由加氯機(jī)直接加入消毒池中，接觸時(shí)間約1h。
(5)經(jīng)消毒后的污水自流入出水泵房，由泵房?jī)?nèi)的潛水泵提升加壓打入回用管路，將出水送至三臺(tái)子二井工業(yè)場(chǎng)地，作為注漿、選煤的用水。改造后的工藝核心為A-O段，該工藝是在20世紀(jì)80年代初開(kāi)創(chuàng)的工藝流程，其特點(diǎn)不僅對(duì)BOD等生化指標(biāo)有較高的去除率，而且作為將反硝化反應(yīng)器前置的系統(tǒng)，對(duì)氨氮也具有良好的去處效果，是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。
該工程于2005年初竣工，調(diào)試工作于2005年7月11日開(kāi)始。根據(jù)設(shè)計(jì)水質(zhì)情況，生物系統(tǒng)調(diào)試采用的主要方法為直接培養(yǎng)法，即先使氧化池內(nèi)充滿新鮮污水，經(jīng)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)污水中的COD值為200mg/L左右，嚴(yán)格控制工藝控制參數(shù)，DO在厭氧池控制在0.1mg/L以下，在缺氧池控制在0.5mg/L以下，在好氧池控制在2ms/L～3mg/L悶曝3d后，待污水中的COD值降到100mg/L左右，靜沉6h，然后用潛水泵排出1/4氧化池容積的污水，再補(bǔ)充滿新鮮污水，經(jīng)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)污水中COD值為120mg/L左右，繼續(xù)悶曝3d后，待污水中的COD值降到50mg/L左右，靜沉4h，然后用潛水泵排出1/3氧化池容積的污水，再補(bǔ)充滿新鮮污水，依此類(lèi)推，逐漸增大補(bǔ)充新鮮污水的數(shù)量，直至與每天設(shè)計(jì)進(jìn)水量相同為止。經(jīng)過(guò)一個(gè)半月時(shí)間的調(diào)試，至2005年九月末，出水BOD、SS、COD、氨氮、大腸桿菌等指標(biāo)均可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該項(xiàng)目于2005年10月末正式通過(guò)環(huán)保監(jiān)測(cè)驗(yàn)收。
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