煤礦生活污水處理研究

煤礦生活污水處理研究趙鑫開(kāi)灤集團有限責任公司東歡坨礦業(yè)分公司河北 063000摘要:本文首先介紹了煤礦生活污水的特點(diǎn)和煤礦生活污水水質(zhì)分析，然后指出了現有設施存在問(wèn)題和幾種常用生活污水生化處理工藝及特點(diǎn)，最后著(zhù)重分析了生物接觸氧化法常用工藝流程。關(guān)鍵詞:煤礦;生活污水;處理中圖分類(lèi)號: U664文 獻標識碼: A隨著(zhù)煤礦生產(chǎn)的擴大，特別是我國水資源的匱乏，以及對煤礦環(huán)境保護問(wèn)題的重視,對煤礦污水的處理越來(lái)越引起各級政府和環(huán)保部門(mén)的高度重視。但大多數煤礦地處偏遠山區，生產(chǎn)規模大小不一,難以統一模式處理。 尤其是受經(jīng)濟條件的限制，污水廠(chǎng)的建設資金不足是一個(gè)普遍的問(wèn)題，因而不能期望污水處理達到最理想的處理程度。1煤礦生活污水的特點(diǎn)生活污水是指居民日常生活中所產(chǎn)生的污水，它主要由廚房、炊事、洗浴、洗滌衣物的廢水及沖洗廁所的污水等形成。生活污水中的主要污染物是有機雜質(zhì)，包括碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物、纖維素和合成洗滌劑、肥皂等，另有-些泥砂、巖屑及溶解性鹽類(lèi)等無(wú)機雜質(zhì)。因此，生活污水對水環(huán)境的主要污染影響就是有機雜質(zhì)降解時(shí)產(chǎn)生的惡臭，消耗溶解氧和帶來(lái)富營(yíng)養化。煤礦生活污水由于大量洗浴水稀釋?zhuān)珻OD大大降低。由于生活污水中含有大量的有機物，故通常在預處理后采用二級生物處理。中國煤化工爺解1HCNM HG主要靠微生物作用下的生物化學(xué)過(guò)程來(lái)完成,這-過(guò)程包括好氧降解和厭氧降解等好幾個(gè)階段。污水好氣生化處理總的氧化代謝反應可以下式表達:CxHrO2+ 02微生物、'CsHzOzN+ Me+ CO2+H2O+ NH3從反應式可以看出，有機物進(jìn)行好氣生化處理的必要條件:一是有機物可以被微生物降解;二是有充足的氧供應;三是微生物存在;四是保證微生物需要的營(yíng)養。低COD污水生化處理，由于營(yíng)養物質(zhì)不足，微生物的同化作用缺乏物質(zhì)和能量，生化反應始終處于遲緩狀態(tài)，甚至難以維繼。2煤礦生活污水水質(zhì)分析煤礦生活污水一.般來(lái)自于煤礦居住區和工業(yè)場(chǎng)地的浴室、辦公樓、單身宿舍、洗衣房等用水場(chǎng)合，其浴室排水的比重較大(占到40%- 60%);其次還有很大一部分來(lái)自于廠(chǎng)區地面沖洗水，因此此類(lèi)廢水往往具有水量水質(zhì)波動(dòng)較大，含煤泥、浮油、砂量大等特點(diǎn)。但水質(zhì)成分單-一，沒(méi)有城市中的輕工、食品、飲食等有機物排放大戶(hù)那么復雜，雖然也具有-般生活污水所具有的有機污染的一-面， 但在其污染物濃度上又有別于- -般生活污水。3現有設施存在問(wèn)題目前在不少地方生活污水處理廠(chǎng)設計建設中存在的一個(gè)突出問(wèn)題就是入水水質(zhì)COD設計標準偏高(按200mg/L計算),大多采用傳統的活性污泥或生物膜法。在其處理程度、方法、工藝單元組合和設中國煤化工計參數的選取上，基本仿照了城市污水處理廠(chǎng)MHCNMHG脫離實(shí)際，造成了投資高，運轉不佳，處理效率低且不易維護等一系 列問(wèn)題。忽視了充分發(fā)揮生態(tài)環(huán)境(包括水環(huán)境，土壤- 植物生態(tài)環(huán)境)，環(huán)境容量的原則;忽視了水污染治理對策要因地制宜、處理為利用服務(wù)、使污水資源化。因此，希望能轉移一下傳統污水處理方法的視角，在全面、綜合、系統地考慮問(wèn)題的基礎上，尋求煤礦生活污水處理的有效途徑，真正體現出環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的統一。1)目前煤礦生活污水二級生化處理已運行的設施，多采用表面加速曝氣活性污泥法、鼓風(fēng)曝氣活性污泥法等生化處理工藝?，F在的常規-二級生物處理，很難去除N、P,還含有N為20 mg/L、P為5 mg/L左右，此水排入自?xún)裟芰^小的河流，會(huì )使水體富營(yíng)養化、水質(zhì)惡化、溶解度下降、魚(yú)類(lèi)死亡等，單純依靠建設污水處理廠(chǎng)，消耗大量資源而沒(méi)有合理地利用自然界土地-植物凈化污水的功能，并未徹底改變對水體的污染狀況。2)由于COD小，可靠數據統計COD濃度統計值為58.9 mg/L,可生化性差。不應照搬大中城市污水處理模式,傳統的系列化處理方法常常達不到預期效果。3)現有的設施運行過(guò)程中，往往由于原水水質(zhì)、水量波動(dòng)大,操作，人員很難掌握好操作技術(shù)等，使得處理效果不夠理想。尤其是活性污泥法技術(shù)性強，需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)員來(lái)管理。4)投資大、運轉費用高。不僅會(huì )使國家增加這種間接的投入，而且還會(huì )因為這些工業(yè)的建設和生產(chǎn)帶來(lái)新的環(huán)境污染。再者，很多污.水處理廠(chǎng)，沒(méi)有完善的污泥處理系統，污水廠(chǎng)I中國煤化工節來(lái).TYHCNM HG其它材料和化學(xué)藥劑的消耗，這樣還會(huì )帶來(lái)二次污染。5)沒(méi)有考慮充分的回收利用。4幾種常用生活污水生化處理工藝及特點(diǎn)4.1傳統活性污泥法活性污泥法是城市生活污水和有機性工業(yè)生產(chǎn)污水的有效處理方法。它于1914年在英國曼徹斯特市建成試驗廠(chǎng)以來(lái)，已有70多年的歷史?；钚晕勰喾ㄊ抢煤哟ㄗ?xún)粼淼娜斯娀咝幚砉に?，已成為有機性污水生物處理的主體。在煤礦生活污水的處理中,.活性污泥法的應用是相當普遍的。該法對COD在60%~ 80%之間。傳統活性物泥法處理效率高，適用于處理要求高，而水質(zhì)相對穩定的污水，但是它對進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應性較低，不耐沖擊負荷，需要較高的動(dòng)力和基建費用。4.2氧化溝氧化溝法是活性污泥法的一-種 變種。氧化溝處理生活污水，處理效果穩定，操作管理簡(jiǎn)單，運行成本較低，日益受到人們的重視。氧化溝法由于其占地面積大等原因，在煤礦生活污水處理站中的應用目前還不廣泛。4.3生物接觸氧化法生物接觸氧化法是介于活性污泥法與生物膜法之間的生物處理方法。生物接觸氧化法具有較強的耐沖擊負荷能力，污泥生成量少,無(wú)污泥膨脹，易維護管理，如設計不當，容易產(chǎn)生堵塞。該法對有機物去除率COD在80%左右。近年來(lái)，在煤礦中國煤化止物MHCNM HG接觸氧化法得到了廣泛應用,尤其是采用生物接觸氧化法的地埋式污水處理設備應用更廣。鑒于前兩種方法受到使用條件的限制，目前在土地肥沃的平原地區很少采用。而生物接觸氧化法是目前采用較多的方法，因此本文著(zhù)重討論該方法在煤礦生活污水處理中的應用問(wèn)題。5生物接觸氧化法常用工藝流程5.1典型工藝典型工藝- -般由格柵、沉砂池、初沉池、接觸氧化池、二沉池組成。其中格柵、沉砂池、初沉池構成一級 處理;接觸氧化池、二沉池構成二級處理,這是一-般生活污水二級處理常用的、典型的工藝流程。生活污水經(jīng)外管網(wǎng)流入調節池(通過(guò)格柵去除污水中的漂浮物和粗大的懸浮物)，調節水量、均衡水質(zhì)，再由污水提升泵提升至水解酸化池(接觸氧化池的混合液也回流至此)污水在此進(jìn)行缺氧反硝化反應，將硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮還原成氮氣去除，同時(shí)可去除部分COD,并可提高污水的可生化性;污水經(jīng)缺氧反應后流入接觸氧化池，通過(guò)鼓風(fēng)曝氣,污水在此進(jìn)行好氧生化反應,污水中絕大部分COD、BOD5等有機污染物被分解去除，出水流經(jīng)沉淀池，在此污水中- -些脫落的生物膜和污水中絕大部分懸浮物被沉淀去除，沉淀池的出水自流入中間水池，再由過(guò)濾泵提升至機械過(guò)濾器進(jìn)一步過(guò)濾(必要時(shí)投加部分藥劑)，出水流入消毒池，經(jīng)二氧化氯發(fā)生器消毒后達標排放。沉淀池中的沉淀污泥定期排至污泥池，當污泥池液位達到一-定高度時(shí)開(kāi)啟污泥泵使污泥進(jìn)入濃縮脫水--體機對中國煤化工處TYHCNM HG理。5.2二段接觸氧化工藝二段接觸氧化工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)二段工藝)的一級處理部分與典型工藝相同，二級處理由- -段接觸氧化池(簡(jiǎn)稱(chēng)一氧池)、一 段 接觸氧化沉淀池(簡(jiǎn)稱(chēng)一濾池)、二段接觸氧化池(簡(jiǎn)稱(chēng)二氧池)、二段接觸氯化沉淀池(簡(jiǎn)稱(chēng)二濾池)組成。5.3工藝流程探討(I)_上述兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn): a. 復雜程度上二段接觸氧化工藝比典型工藝復雜，因此其造價(jià)略高; b.處理效果上二段工藝比典型工藝要好，且水質(zhì)較穩定，其原因是二段工藝中的第一-段 對污水負荷能起到緩沖作用，兩段中的微生物也各不相同，相當于兩次生化處理,因此其出水效果好。(2)_上述兩種工藝處理煤礦低濃度生活污水時(shí)，其- -級處理設施值得探討，主要是沉砂池、初沉池的必要性問(wèn)題。- 級處理的作用一般是對污水進(jìn)行預處理，以減少二級處理的負荷，其懸浮物和COD的去除率一般為50%和25%左右，對低濃度污水處理效果還要差一些。煤礦生活污水中大多已經(jīng)過(guò)化糞池處理，污水中泥、砂含量均比較低。據資料介紹我國城市污水廠(chǎng)也有因污水COD濃度低而停止使用初沉池的，如廣州大坦沙污水廠(chǎng)、大慶乘風(fēng)莊污水廠(chǎng)、深圳污水廠(chǎng)。因此一級處理可以簡(jiǎn)化或改進(jìn)，可以采用以下方法進(jìn)行一級處理: a.只設沉砂池，不設初沉池。沉砂池最大流量停留時(shí)間按30-60s;b.采用粗沉池代替沉砂池和初沉他。粗沉池沉淀中國煤化工丁廠(chǎng)，YHCNM HG遠小于一-般初沉池的沉淀時(shí)間1.0-2.0h; c.保 留沉砂池和初沉池，但預設超越管。污水濃度高時(shí)使用初沉池，濃度低時(shí)污水超越初沉池直接進(jìn)入二級處理; d.不設沉砂池和初沉池，但需加細格柵或采用水力篩以攔截污水中的顆粒物。以上四種方法應根據污水及現場(chǎng)實(shí)際情況，慎重選擇。(3)二級處理部分除了。上述的典型工藝和二段接觸氧化工藝以外，也可根據當地的污水情況及現場(chǎng)實(shí)際情況演化出許多其它工藝比如一- 段活性污泥、二段接觸氧化工藝:一段厭養、 二段接觸氧化工藝等等，現在都有了應用實(shí)例，究竟采用何種工藝好，應視當地的水質(zhì)而定。(4)二沉池的形式目前常用的有豎流式、平流式、斜板式，而接觸氧化式沉淀池的特點(diǎn)是具有氧化和沉淀雙重作用，它可以利用污水中的剩余氧氣在沉淀池繼續氧化分解有機物，從而提高處理效果。參考文獻[1]陳磊，郭光.SBR法在煤礦生活污水處理中的應用[J].煤炭工程，2006，(01):[2]尚少鵬，趙玉侖.煤礦生活污水處理模式探討[J].煤炭工程,2003,(10) : 64-66.[3]邢洪魁.高莊煤礦生活污水處理及綜合利用[J] . 西南給排水2009,31(04):中國煤化工MYHCNMH G