浅谈矿区生活污水处理方法及提标改造工艺-崔祎炜

浅谈矿区生活污水处理方法及提标改造工艺

崔祎炜  山西晋城煤业集团勘察设计院公司 048006

摘要

本文通过对晋煤集团五个矿区生活污水处理厂的调研分析，总结了矿区生活污水的水质特点、比较了各污水处理厂的处理工艺以及运行结果，并对三级处理工艺进行了总结比较，为污水厂的提标改造工程提供依据。

关键字：矿区生活污水  处理工艺  提标改造

引言

矿区生活污水主要来源于办公区和工人居住区排放的生活污水，来源主要有洗浴污水、冲厕污水、食堂污水以及部分地面冲洗水。矿区生活污水与城市生活污水类似，污染物以COD、BOD为主，但是矿区生活污水的COD、BOD浓度低于城市生活污水，且水量波动幅度加大。上世纪80年代，矿区生活污水大多采用活性污泥法，但运行很不稳定，从上世纪90年代后期，针对矿区生活污水的特性，对活性污泥法进行改进，A/O，SBR等工艺逐渐被应用。如今，随着环保力度加大，要求工况企业排水出水水质需达到地表三类水质标准。这意味着目前的矿区生活污水的普通二级处理工艺已经无法满足要求，需要增设深度处理工艺，以保证出水达标。

1、矿区生活污水水质及水量分析

五个矿区的生活污水处理厂的污水来源基本相同，均来自矿井生活区、职工餐厅、职工宿舍、职工澡堂及工业广场办公区，各矿的设计规模及实际运行水量见表1。从表1可以看出，成庄的三个生活污水处理厂的实际运行处理水量和设计规模基本匹配，而寺河的两个污水处理厂的实际运行处理水量大约占设计规模的1/3左右，这是由于寺河的两个风井厂区均考虑到远期发展，所以污水处理厂的设计规模大于实际水量。

从水质分析发现，五个水厂的BOD和COD值普遍低于城市生活污水，BOD/COD大约为0.2，均小于0.3，可生化性较差。这是由于矿区生活污水中70%来自于洗浴用水，因此BOD值普遍较低。由于BOD值较低，BOD/TN＜4，BOD/TP＜17,均不符合生物脱氮除磷的要求，导致生物脱氮除磷具有一定困难。

 

表1 矿区生活污水处理厂的进水水质（mg/L）及处理水量(m³/d)

2、矿区生活污水处理厂的处理工艺及出水水质

2.1矿区生活污水处理厂的处理工艺

从表2中发现，除成庄2#风井污水处理厂外，其他的矿区生活污水厂大多使用A/O工艺以及A²/O工艺，由此可见生活污水的处理脱氮除磷成为了生活污水处理的重要任务，通过厌氧/好氧或厌氧/缺氧/好氧这样的运行条件实现脱氮除磷。此外，所有的A/O及A²/O工艺均采用一体化处理设施，以节省占地，并均使用生物填料形成生物膜以减少剩余污泥产量。

表2 生活污水处理厂的处理工艺及出水水质(mg/L)

	污水厂名称	成庄2#风井	成庄3#风井	成庄矿区	寺河三水沟	寺河东风井
处理 工艺	一级处理	初沉池	初沉池	平流沉淀池	斜管沉淀池	曝气沉淀池
	二级处理	活性污泥	A2/O	A/O	A/O	SBR
	三级处理	消毒	消毒	化学除磷+过滤+消毒	石英砂过滤器+消毒	石英砂过滤器+消毒
出水 水质	COD	37.8	10.6	21	19.4	65
	BOD	10.5	3.4	6.7	5.6	13.3
	氨氮	5.22	6.75	10.5	1.02	7.18
	总氮	13.5	7.69	14.4	1.04	12.2
	总磷	1.15	0.11	1.3	12.2	1.00

2.2生活污水处理厂的出水水质

从表2中可以看出，A/O工艺和A²/O的出水水质较好，COD、BOD、氨氮、总磷的去除效果都很好，尤其是三水沟污水处理厂，A/O工艺后出水水质基本可以达到地表三类。 但是由于进水水质中BOD值较低，难以满足BOD/TN＞4，BOD/TP＞17的工艺要求，因此建议在反硝化阶段外加碳源,常用的外加碳源有甲醇、乙酸钠、乙醇等。并且需要投加PAM进行辅助化学除磷，以提高除磷的效果。

东风井污水处理厂的出水水质最差，COD、BOD、氨氮的去除率仅为40%左右，而总氮、总磷几乎没有去除，远低于SBR的理论去除率（80%-90%）。这可能是是由于SBR工艺运行时需严格控制反应时间、BOD-污泥负荷、污泥浓度、曝气量等运行参数，因此实际运行对技术人员要求较高。此外，东风井的SBR反应池为地下式，运行维护较困难。因此在选用二级处理工艺时，为保证处理效果，尽量使用地上式构筑物。

3、三级处理工艺

随着环保要求的提高，以过滤+消毒为主的三级处理已经无法满足地表三类水的出水水质要求，目前的三级处理工艺应以进一步去除有机物和脱氮为目的。

经过二级生化处理后的出水COD和BOD可以去除80%以上，但是依然难以满足地表三类水质要求，并且可能存在石油类和阴离子表面活性剂超标，因此需要进一步去除这些有机物。目前针对有机物的三级处理工艺主要为活性炭过滤器，活性炭对大分子有机物的吸附去除可以达到80%以上，并且活性炭过滤器占地小，安装方便，适用于老水厂的改造工程。

此外地表三类要求氨氮≤1mg/L，但是目前即使通过A/O及A²/O处理后也很难达到，因此需要针对氨氮进行三级处理。目前较为成熟的工艺有折点加氯，折点加氯较为简单，只要有消毒设施即可实现，但需控制好加氯量，加氯量过多会引起COD升高。

沸石和硅藻精土作为新型的氨氮吸附剂也可以用于去除氨氮，沸石对氨氮的去除率约为30%-50%，但是沸石的吸附效果与沸石品质和进水氨氮浓度有很大关系。而硅藻精土硅藻精土受氨氮浓度影响较小。通过运行发现，硅藻精土能够保证出水氨氮在1mg/L以下。

4、矿区生活污水处理厂改造后运行效果：

寺河矿东风井及三水沟生活污水处理站经改造后出水BOD为2-3mg/L,COD为12-14mg/L,氨氮为0.2-0.3mg/L，总磷为0.15-0.18mg/L,除总氮指标外可达到地表Ⅲ类水水质标准。此外成庄2#风井、3#风井及矿区三个生活污水处理站增加硅藻精土三级处理工艺后，出水均可达到地表Ⅲ类水水质标准。

结论

通过对晋煤集团五个矿区生活污水处理厂调研分析发现，矿区生活污水的进水水质中BOD、COD浓度较低，且可生化性较差。二级处理工艺中，A/O、A²/O工艺运行效果较好，去除有机物的同时可以达到脱氮除磷的效果。为了满足出水水质达到地表三类水质的要求，建议生活污水厂增加三级处理工艺，三级处理工艺的选择需根据水质及实际工程经技术经济比较确定。