水解酸化與二段生物接觸氧化法在煤礦生活污水處理中的應用

劉俊杰

山西西山煤氣化有限責任公司，山西 太原 030205

0 引言

西山煤氣化公司生活污水處理系統(tǒng)主要承擔西山煤電馬蘭礦、選煤廠、煤氣化公司的生活污水及澡塘污水處理，實際處理規(guī)模為4500m3/d，生活污水與澡塘污水的比例大約為3∶1。2008年由于西山煤氣化公司焦炭生產(chǎn)規(guī)模由10萬t/年提高到60萬t/年，為進一步提高生活污水出水水質(zhì)，做到穩(wěn)定達標排放，并使處理后的生活污水達到回用于公司擴大規(guī)模后的生產(chǎn)用水水質(zhì)標準，2009年在原廠址對生活污水處理系統(tǒng)進行大規(guī)模改建。

1 工程設(shè)計

1.1 設(shè)計水量及水質(zhì)

設(shè)計處理規(guī)模為6000m3/d，采用水解酸化+二段生物接觸氧化法處理工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A標準；回用水設(shè)計處理規(guī)模為3000 m3/d，選用多介質(zhì)過濾＋活性碳吸附＋鈉離子交換處理工藝，回用水質(zhì)達到《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB50335-2002）中的循環(huán)補充水水質(zhì)標準。

1.2 工藝介紹

1.2.1 工藝原理

污水首先經(jīng)一級處理設(shè)施去除水中較大的漂浮物、比重較大的無機顆粒及一部分有機物。一級處理設(shè)施出水進入水解酸化池，改善和提高污水的可生化性和溶解性，以利于好氧處理。接觸氧化池池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水充氧，使微生物在填料上形成生物膜，分解凈化水中有機污染物質(zhì)，使BOD、COD大幅去除。二級生化處理出水再經(jīng)曝氣生物濾池、混凝過濾池、消毒池，以保證出水TP、TN、SS等指標的穩(wěn)定達標排放。

1.2.2 工藝流程

進水-粗格柵-調(diào)節(jié)池-提升水泵-細格柵及旋流沉砂池-平流沉淀池-水解酸化池-缺氧池-生物接觸氧化一池-生物接觸氧化二池-接觸沉淀池-加壓泵池-曝氣生物濾池-混凝反應池-重力式無閥濾池-消毒水池-排放

1.3 投入運行的主要構(gòu)筑物

1）調(diào)節(jié)池：容積520m3；

2）平流沉淀池：力停留時間1.5h，表面負荷：2m3/m2·h；

3）水解酸化池：設(shè)計流量250m3/h；安裝彈性立體填料650m3，高度2.5m，填料直徑150mm，安裝間距150mm；

4）接觸氧化池：設(shè)計平均流量250m3/h；缺氧池、一氧池、二氧池均安裝彈性立體填料，填料直徑150mm，安裝間距150mm，高度為4m；缺氧池填料520m3，一氧池填料494m3，二氧池填料1014m3；采用膜片式微孔曝氣器供氣；氣水比8：1；

5）接觸沉淀池：水力停留時間1.25h，表面負荷4.6m3/m2·h。

2 實際運行狀況

工程于2009年6月開始動工建設(shè)，2010年7月底旋流沉砂池、平流沉淀池、水解酸化池、接觸氧化池、接觸沉淀池全部建成，并于2010年8月1日進水調(diào)試投入運行，其余新系統(tǒng)構(gòu)筑物待拆除舊系統(tǒng)，騰出占用土地后才能施工建設(shè)。

1）處理效果。2010年8月31日對已投入運行工藝設(shè)施的出水水質(zhì)進行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明，接觸沉淀池前工藝設(shè)施對CODcr、BOD5、SS、氨氮的去除率分別達到了91.1%、95.7%%、96%、50.5%，CODcr、BOD5出水水質(zhì)已達GB18918-2002中一級A標準，SS、氨氮仍需后序處理工藝設(shè)施投入運行后繼續(xù)去除；

2）泡沫問題。分析原因是水解酸化池微生物未培養(yǎng)起來，對表面活性劑降解能力下降。采取的對策：調(diào)節(jié)系統(tǒng)處理水量盡量均勻穩(wěn)定，減小接觸氧化池曝氣量，配合潛污泵抽水消泡，一星期后泡沫消失；

3）處理出水有時較渾濁。原因是進水水質(zhì)、水量變化較大，有機負荷短時間內(nèi)變高，水解酸化處理效率下降，使一部分難降解有機物沒有被去除而排出。采取的對策：將接觸沉淀池產(chǎn)生的剩余污泥回流一部分到水解酸化池，補充池內(nèi)微生物數(shù)量，采取措施后發(fā)現(xiàn)出水水質(zhì)變清，效果較好；

4）剩余污泥處理。由于污泥處理系統(tǒng)未同時投入運行，為降低污泥產(chǎn)生量，保證出水水質(zhì)，將接觸沉淀池的污泥回流到水解酸化池，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)剩余污泥量不僅明顯降低，并且整個系統(tǒng)的處理效果未變差，出水水質(zhì)仍保持良好。

3 問題及討論

1）工藝選擇：本污水廠原設(shè)計采用傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝，設(shè)計進水水質(zhì)參照一般城市生活污水水質(zhì)，但處理效果并不理想，本次改建雖然選擇當前比較流行的接觸氧化處理工藝，對COD、BOD去除率較高，但總投資比較高。與本污水廠處理規(guī)模、水質(zhì)相近的鎮(zhèn)城底煤礦生活污水處理廠，采用CASS處理工藝，自動化水平高，運行成本大大降低[1]，出水水質(zhì)達一級A排放標準，并通過環(huán)保部門驗收，而其總投資比本污水廠投資降低約30%。所以對煤礦地區(qū)的生活污水處理不能照搬其它地區(qū)的生活污水處理工藝，而要充分考慮煤礦地區(qū)生活污水水質(zhì)、水量特點，充分調(diào)研后再確定適合煤礦地區(qū)經(jīng)濟、有效的處理工藝；

2）填料選擇：污水廠改造前選用的填料是懸浮生物填料，使用后填料內(nèi)部污泥結(jié)塊，不易掉落，填料大部分沉于水底，導致整個系統(tǒng)處理效果下降。此次改造選用立體彈性填料，掛膜效果好，實際運行表明立體彈性填料更適合作為煤礦地區(qū)生活污水處理廠的填料；

3）可以在初沉池處設(shè)計超越管。在污水進水濃度很低時（比如洗浴水水量占較大比例時），使污水超越初沉池，直接進入生化處理階段，不但能滿足生化池微生物營養(yǎng)物質(zhì)需求量，還能降低污泥產(chǎn)生量；

4）加大調(diào)節(jié)池容量設(shè)計。由于煤礦地區(qū)地面粉塵多，排水系統(tǒng)還未健全，雨季時部分地面雨水會攜帶大量煤粉進入污水廠，而且煤礦地區(qū)由于缺水多采用定時供水，導致水質(zhì)、水量變化很大。因此應加大煤礦地區(qū)生活污水處理廠調(diào)節(jié)池容量，有效調(diào)節(jié)進水水量，降低沖擊負荷，保證處理效果；

5）考慮生化池封閉設(shè)計。北方煤礦多位于深山地區(qū)，氣溫相對較低，而澡堂污水溫度較高，封閉設(shè)計可以使污水溫度保持恒定，還能避免煤塵、灰塵等進入池內(nèi)污染水質(zhì)；

6）增設(shè)污泥選擇池。較重的污泥沉淀至選擇池池底，排出后壓濾濃縮；較輕的好氧污泥因含有大量好氧菌絲，停留在池的中上部，兩種污泥在池中得到充分選擇，中上部活性污泥可以回流至生化處理池中，補充微生物數(shù)量，保持生化處理最佳效果；

7）采取不同的運行方式降低運行成本。煤礦地區(qū)生活污水進水有機污染物濃度低[2]，可以嘗試采取間歇曝氣、連續(xù)進水的運行方式，降低電耗和運行成本，達到節(jié)能降耗的目的。

[1]賀俊.CASS工藝在鎮(zhèn)城底礦生活污水處理廠的應用[J].山西焦煤科技，2009(9).

[2]杜銳，黃淑萍.生物接觸氧化法處理煤礦生活污水探討[J].山西化工，1994(4).