A2/O在煤礦生活污水處理中的應(yīng)用

曲 鵬

（山西省大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境保護(hù)處，山西 大同 037003）

引言

我國(guó)煤礦大多數(shù)分布在北方和西北農(nóng)村、山區(qū)，煤礦生活污水中除了職工宿舍排放的生活污水外，職工洗浴污水也占有一定的比例，同時(shí)還有部分地面沖洗用水等，使得煤礦生活污水與城市生活污水有一定的差別。目前煤礦生活污水處理通常采用生物處理法，最常用的處理方法是厭氧—缺氧—好氧法（A2/O）。

圖1 東周窯礦場(chǎng)生活污水處理及回用工藝流程圖

大同煤礦集團(tuán)東周窯礦井工業(yè)場(chǎng)地位于山西省左云縣張場(chǎng)鄉(xiāng)東周窯村西北側(cè)2.8km，即現(xiàn)東周窯集運(yùn)站工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)約300m處的溝間臺(tái)地。西距左云縣城約15km，東距大同市約53km。其礦井工業(yè)場(chǎng)地的民用建筑和工業(yè)建筑、場(chǎng)地附屬民用建筑產(chǎn)生生活污水，日排污水量1920m3。礦場(chǎng)計(jì)劃建設(shè)生活污水處理站，處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為80 m3/h。處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求，回用或排放前需進(jìn)行消毒處理。處理后污水回用于選煤廠生產(chǎn)補(bǔ)充水，多余的部分用于綠化及道路灑水等。

1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 生活污水水質(zhì)。根據(jù)大同市環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，東周窯礦井生活污水進(jìn)水水質(zhì)具體水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.1.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求。具體水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.2 污水處理工藝方案介紹

A2/O工藝該工藝是厭氧、缺氧、好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)，是70年代由美國(guó)專(zhuān)家在厭氧—好氧除磷工藝（A/O）的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。目前該工藝在生活污水處理中得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。

1.2.1 工藝的選擇及特點(diǎn)。礦場(chǎng)生活污水主要來(lái)源于民用建筑和工業(yè)建筑、場(chǎng)地附屬民用建筑產(chǎn)生生活污水，主要污染物為SS、BOD、COD、油脂、洗滌劑等。生活污水通常采用生物法進(jìn)行處理，如活性污泥法和生物膜法?；谶\(yùn)行成本及煤礦本身的實(shí)際情況，采用脫氮除磷效果較好的A2/O+砂濾為主體的處理工藝。

A2/O工藝是通過(guò)厭氧、缺氧和好氧交替變化的生物環(huán)境完成除磷脫氮反應(yīng)的。在厭氧條件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量，以吸收污水中的可快速生化降解的溶解性有機(jī)物來(lái)維持生存，并在細(xì)胞內(nèi)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成聚β羥丁酸（PHB）儲(chǔ)存起來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中完成了磷的釋放；在缺氧條件下，反硝化菌利用污水中的有機(jī)碳作為電子供體，以硝酸鹽作為電子受體“無(wú)氧呼吸”，將回流液中硝態(tài)氮還原成氮?dú)忉尫懦鰜?lái)，完成反硝化過(guò)程；而在好氧條件下，一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解，釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽，隨剩余污泥排出系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸鹽；再向缺氧池回流，為脫氮做好必要的準(zhǔn)備。

表1 東周窯礦場(chǎng)生活污水出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

A2/O工藝的特點(diǎn)是把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個(gè)生化過(guò)程巧妙地結(jié)合起來(lái)，在厭氧和缺氧段為除磷和脫氮提供各自不同的反應(yīng)條件，在最后的好氧段為三個(gè)指標(biāo)的處理提供了共同的反應(yīng)條件。這就能夠利用簡(jiǎn)單的流程、盡量少的構(gòu)筑物，完成復(fù)雜的處理過(guò)程。

1.2.2工藝流程。東周窯礦場(chǎng)生活污水處理及回用工藝流程如圖1所示。首先，混合污水進(jìn)入格柵渠通過(guò)機(jī)械格柵去除污水中顆粒較大的懸浮物，然后污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，污水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)水量的均衡調(diào)節(jié)后，再用污水泵輸送到A2/O池進(jìn)行二級(jí)生化處理。在A2/O池污水中的污染物通過(guò)一系列的微生物作用，完成絕大部分有機(jī)污染物和氮、磷的去除。經(jīng)A2/O處理后的污水自流到二沉池，污水在二沉池進(jìn)行固液分離，上清液流入中間水池，準(zhǔn)備進(jìn)行深度處理。

深度處理單元主要是去除污水中殘留的污染物，從而達(dá)到達(dá)標(biāo)排放和回用水的水質(zhì)指標(biāo)。二級(jí)處理出水通過(guò)中間水池的提升泵打到砂濾罐，同時(shí)通過(guò)管路向污水中加入絮凝劑和助凝劑，污水進(jìn)入砂濾罐進(jìn)一步去除污水中殘留的有機(jī)污染物和懸浮物。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的清水流入回用水消毒接觸池中進(jìn)行加氯消毒處理，從而使經(jīng)過(guò)三級(jí)處理的污水變?yōu)榭梢园踩赜煤瓦_(dá)標(biāo)排放的清潔中水。

格柵截流下來(lái)的柵渣等固體污物，集中收集外運(yùn)處置；二沉池和過(guò)濾反沖洗排放的污泥，經(jīng)過(guò)濃縮脫水處理，泥餅外運(yùn)填埋處置。

2 處理結(jié)果

處理后的出水水質(zhì)經(jīng)大同市環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)全部達(dá)標(biāo)，具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

結(jié)語(yǔ)

從表1中可以看出，該工藝對(duì)于煤礦生活污水處理效果好，處理后出水水質(zhì)高，另外通過(guò)計(jì)算可知東周窯煤礦在應(yīng)用了該工藝后實(shí)現(xiàn)年度污染物減排指標(biāo)：COD264.48.4t/a、氨氮16.93t/a，為礦井經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益創(chuàng)造了大量?jī)r(jià)值。此外該工藝在運(yùn)行中無(wú)需投藥，運(yùn)行費(fèi)用低，針對(duì)煤礦的生活和生產(chǎn)環(huán)境，降低了運(yùn)行費(fèi)用和人工管理費(fèi)用，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，證明該工藝適合在煤礦生活污水處理中得到推廣。

雖然該工藝在生活污水處理當(dāng)中有著把除磷、脫氮和降解有機(jī)物三個(gè)生化過(guò)程巧妙地結(jié)合起來(lái)，能夠利用簡(jiǎn)單的流程、盡量少的構(gòu)筑物完成污水的處理過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些問(wèn)題，比如該工藝對(duì)污水中磷的處理效果和污泥增長(zhǎng)有一定限度，再次提高難度比較大，另外對(duì)進(jìn)入沉淀池中的水的溶解氧濃度有一定的要求，不宜過(guò)高也不宜過(guò)低，防止發(fā)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷現(xiàn)象的出現(xiàn)和防止循環(huán)回流混合液對(duì)前面缺氧反應(yīng)器的干擾。因此，在今后的應(yīng)用當(dāng)中要進(jìn)一步的對(duì)該工藝是否合適應(yīng)用與煤礦生活污水的處理，以及對(duì)該工藝進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化還需進(jìn)行研究與論證。

[1]成志強(qiáng).生物接觸氧化法處理煤礦生活污水的工藝探討[J].煤礦環(huán)境保護(hù),2000, 1.

[2]李亞峰,佟玉衡,陳立杰.實(shí)用廢水處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[3]張杰,臧景紅,楊宏,劉俊良.A2/O工藝的固有缺欠和對(duì)策研究[J].給水排水,2003,3.

[4]李平,潘曉峰.煤礦生活污水處理技術(shù)探討[J].雞西大學(xué)學(xué)報(bào),綜合版,2010,5.