兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造应用研究.pdf

1772020 年第 8 期 兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造应用研究 栾冬梅 董 军 符福存 （兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿，山东 济宁 272102） 摘 要 原有生活污水处理厂提标改造前采用氧化沟生物处理工艺，由于进水水量水质不均匀，出水无法稳定达到标准。 兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造项目，提出了采用调节池预处理＋兼氧池＋氧化沟＋二沉池＋深度处理工艺，同时根 据污水厂处理设施实际情况，增加了硝化回流工艺，出水能完全满足排放要求。 关键词 兼氧池 硝化液回流 生活污水 提标改造 中图分类号 X703.1 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.08.057 Study on the Application of Reing and Improving Domestic Sewage Disposal in Xinglongzhuang Coal Mine Luan Dong-mei Dong Jun Fu Fu-cun Yanzhou Coal Industry Co., Ltd., Xinglongzhuang Coal Mine, Shandong Jining 272102） Abstract Before upgrading the original domestic sewage treatment plant, the oxidation ditch biological treatment process was adopted. Due to the uneven quality of the influent water, the effluent could not reach the standard stably. Xinglongzhuang Coal Mine domestic sewage treatment plant upgrading and reconstruction project, proposed the use of regulating tank pretreatment facultative oxygen tank oxidation ditch secondary sedimentation tank advanced treatment process. At the same time, according to the actual situation of sewage treatment facilities, the nitrification reflux process was added, and the effluent can fully meet the discharge requirements. Key words facultative oxygen tank nitrification liquid reflux domestic sewage standard improvement and modification 收稿日期 2020-05-29 作者简介 栾冬梅（1982-），女，2004年毕业于辽宁工程技术大学 环境工程专业，学士学位，工程师，现就职于山东兖州煤业股份有限 公司兴隆庄煤矿环保科，主要研究方向煤矿污水处理、矿区扬尘治 理、矿区噪声治理、矿区固体废物治理等。 1 引言 兴隆庄煤矿生活污水处理厂始建于 2002 年， 2003 年 7 月投入运行，设计规模 10000m3/d，主要 用于处理兴隆庄矿区生活污水。实际运行过程中部 分地面冲洗用水、工矿区矿井废水溢流进入生活污 水处理厂，悬浮物含量高，一天内进水水量波动较 大，水质不均匀。目前实际处理能力为 6000m3/d， 处理后达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级 A 排放标准，总氮、氨氮 处理效果不稳定。 2 存在问题 兴隆庄煤矿生活污水处理厂建成投入运行后， 经过十几年的运行，厂内设备设施的处理效果已达 不到原有设计处理能力，主要表现在 （1）原有设施运行时间长、设备落后且系统 比较老化，出水水质情况不稳定，因氧化沟淤积悬 浮物较多，影响生化处理效果，造成反硝化脱氮效 率降低，造成出水水质氨氮、总氮指标偏高。 （2）工广区矿井水处理系统因原设计容量不 足需排至生活污水处理厂，工广区废水中悬浮物含 量大，直接进入生物系统处理，造成现有处理工艺 氧化沟堵塞，系统处理能力降低，悬浮物大量沉积 影响氧化沟的曝气效果，无法形成适合脱氮的兼氧、 好氧环境，造成系统脱氮除磷等效果较差。 （3）生活污水处理厂处理水量较大，在用水 高峰期水量波动较大，原设计未设置缓冲调节池， 当排水高峰期时对系统后续处理冲击较大。 （4）整个水厂电气控制系统陈旧，采用手动 运行，无法对生活污水处理厂主要参数进行集中控 制，工人操作劳动强度大。 1782020 年第 8 期 3 工艺流程 3.1 原有工艺流程 生活污水经格栅井中的机械格栅拦截悬浮物后 进入集水池，由集水池内潜污泵提升泵至旋流曝气 系统，出水自流进入氧化沟，氧化沟出水经配水井 进入二沉池，二沉池出水进入中间水池，中间水池 内潜水泵将废水提升至水力澄清池，水力澄清池上 清液自流进入无阀滤池，经过过滤后，废水排放或 回用。二沉池内污泥靠重力进入集泥井。回流污泥 提升泵将回流污泥提升进入氧化沟，剩余污泥由污 泥提升泵提升入污泥浓缩池，水力澄清池内的污泥 重力排入集泥井，通过集泥井内污泥提升泵提入污 泥浓缩池，浓缩后的污泥经提升泵进入储泥池内， 储泥池内污泥经污泥脱水装置处理后外运。氧化沟 处理工艺流程图如图 1 所示。 图 1 氧化沟处理工艺流程图 3.2 主要改造内容 对现有污水处理系统工艺流程进行增项，新增 一座 1440m3缓冲调节池、一座 1440m3兼氧池，同 时进行硝化液回流以及污泥回流。 3.2.1 缓冲调节池的作用 兴隆庄生活污水处理在一天 24h 内排出的水量 和水质是波动的，一般下午 4 点至 8 点排水比较集 中，夜间水量极少，上午水量一般正常，这样对污 水处理厂的生物处理设施或生化反应系统处理功能 的发挥是不利的。针对污水处理厂进水流量及水质 波动较大的特点，在污水处理系统的前端设置均质 调节池，以均和水质、存盈补缺。兴隆庄煤矿生活 污水日均排放量为 300m3/h，用水高峰期时废水排 放量为 900m3/h，持续时间约 2h，因此本项目新增 废水缓冲调节，以缓冲水质水量波动。 3.2.2 兼氧池的作用 兼氧废水处理工艺是介于厌氧和好氧工艺之间 的一种新型工艺，通过特殊的工艺设计，即可提高 废水的可生化性，又能有效降解有机物。兼氧工艺 采用微氧、兼氧和缺氧的环境，有效破除杂类有机 物的分子结构，为后续氧化沟处理提供良好的进水 水质条件。 新增兼氧池与氧化沟联用进一步脱氮兼氧池， 即厌氧微生物与好氧微生物并存的水池，充分发挥 兼氧微生物消除污水中有机物的作用。水池中上层 为好氧动植物生长的环境，下层为厌氧生物生存， 分别作用。池中兼氧菌的水解作用和产酸作用，将 废水中部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机 物，部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易 降解有机物，从而去除部分 COD 并提高废水的可 生化性。兼氧池的增加，增强了反硝化脱氮的效果， 且原有氧化沟工艺得到充分的发挥，即解决了脱氮 问题，又强化了原系统的生物处理功能。 3.2.3 氧化沟的作用 目前生活污水处理厂采用工艺为卡鲁赛尔氧化 沟，属于活性污泥法的一种类型，其主要特征是由 很多的环形沟渠构成，污水在沟渠中不断地循环曝 气从而达到去除水中污染因子的目标。 改造后工艺流程图如图 2 所示。 图 2 改造后工艺流程图 1792020 年第 8 期 4 生活污水处理厂改造后优势 提标改造主要措施包括工艺参数优化、工艺改 造和设备改造等 [1]。 首先工艺参数优化，污水处理厂通过对氧化沟 各点位溶解氧值等原工艺参数进行优化，通过对表 曝机和溶解氧值进行连锁控制，使氧化沟好氧段溶 解氧值控制在 2.03.0mg/L，缺氧段溶解氧值控制 在 2.03.0mg/L。 工艺优化预处理单元、改造生物处理单元， 具体采取以下几方面的技术措施。 （1） 预处理单元增设调节池以保证进水稳定； 确保格栅和沉砂池正常运行等。 （2）生物处理单元在氧化沟前增建兼氧池； 增设氧化沟混合液内回流系统，并可对回流污泥曝 气再生 [2]。 （3）必要时，投加碳源。 设备改造包括表曝机更换，电气控制自动化， 视频监控系统等。 生活污水处理厂改造完成后，可以彻底解决原 处理系统存在的问题。改造后的污水处理厂具有以 下几点优势 （1）解决了原水水质的分类处理。矿井水处 理站新建缓冲调节池，溢流的矿井水缓冲调节后返 回至矿井水处理站，解决了溢流矿井水问题。由于 矿井溢流废水不再进入生活污水处理厂，从而大大 降低了进水悬浮物含量，同时降低了污水处理厂的 处理负荷。新增生活污水处理厂缓冲调节池和兼氧 池，使进水水质、水量更加稳定。 （2）系统实现智能化升级。对主要电气关键 部位进行改造，改造后实现就地控制和远程控制； 对关键仪表参数（例如液位、流量、pH、温度，溶 解氧等）实现实时传输和视频监控双重监控，并可 实现数据历史追溯，有效保证数据的有效性和实效 性；对整个电气系统实现自动化操作和视频化监控， 大大减少人工劳动强度，提高自动化水平，同时提 高工作效率，提高企业生产效率，最终确保整个处 理工艺稳定运行。 （3）运行管理进一步规范化。工程建成后， 由原污水处理厂编制人员负责工程的运行管理。在 原有管理制度的基础上，进一步完善了运行操作 管理工作制度维修管理工作制度水质监测 工作制度等有关规章制度，工程的运行操作严格 按各项规章制度执行，确保工程正常运行，充分发 挥工程的效能。 5 应用实践和效果 改造完成后，预期可以达到以下效果 兴隆庄矿区生活污水处理厂提标改造工程的建 设，是兴隆庄煤矿生态文明建设总体规划的重要组 成部分。该工程的建成运行可增大污水处理厂对服 务范围内排放的生活污水对该地区水体污染的治理 能力，可改善区域生态环境，有利于服务区范围稳 定发展，促进区域经济发展。 本工程建成后，可使排入周围水域的污染物显 著减少。据估算近期可在原厂污染物减排基础上又 减少污染负荷氨氮约 21.9t/a、总氮约为 18.25t/a、 COD 约 73t/a、BOD5约 18.25t/a[3]。 6 结论 兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造项目建 设，解决了原水水质的分类处理。新增矿井水缓冲 调节池，提高了矿井水处理厂处理能力，降低了生 活污水处理厂的处理负荷，优化了生活污水处理厂 进水水质。新增生活污水处理厂的缓冲调节池和兼 氧池，使污水处理厂污水水质水量稳定处理，污 水处理后指标除 COD 执行 30mg/L、总磷执行 0.5 mg/L 外，其他指标执行山东省地方标准，流域水 污染物综合排放标准第 1 部分南四湖东平湖流域 （DB37/3416.1-2018）标准，消除了出水不达标的 隐患。 【参考文献】 ［1］ 高玉婷，郝凯旋，陈文兵 . 典型氧化沟工艺提标改 造及工程案例 [J]. 水污染及处理，2019，7（02） 77-83. ［2］ 周华来，郭路伟，何文源 . 驻马店污水处理厂提 标改造工程设计探讨 [J]. 中国给水排水，2016 （06）61-63. ［3］ Liu J X , Groenestijn J W V , Doddema H J , et al. Addition of anaerobic tanks to an oxidation ditch system to enhance removal of phosphorus from wastewater[J]. Journal of Environmental ences, 2002, 1402245.