鐵法煤業集團三臺子污水處理廠的工藝改造
一、項目背景
鐵法煤業(集團)有限責任公司三臺子礦區污水處理工程是鐵法煤業(集團)三臺子1井、2井的建設配套項目。該工程由中煤工程設計咨詢集團設計研究院于1998年11月完成設計，采用的是以卡魯塞爾氧化溝為主體構筑物的二級生化處理工藝，處理后的水用于二井的生產中，進而解決三臺子二井供水量不足的問題。工程于1998年開工，2001年末，鐵法煤業(集團)經過考察和有關專家論證，認為該工藝不適宜北方冬季運行以及污水排放量減少等原因該污水工程停建，2004年3月鐵法煤業(集團)有限責任公司委托遼寧省環境科學研究院遼寧北方環境保護有限公司對其污水處理工程進行技術改造設計。
二、水質、水量及排放標準
本工程屬于三臺子礦區污水處理及復用工程，承擔礦區職工居住區、水廠排污水以及一、二井工業場地生活污水和生產廢水的輸送、處理及復用。職工居住區、水廠排污水以及一、二井污水分別由排水泵站經管道打入污水處理站。經污水處理站處理合格后，回用于2井工業場地防塵灑水、選煤和注漿等。有關廢水的水質、水量資料，具體見表1。
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考慮今后的發展，設計水量為5500t/d，229t/h。污水處理廠排水入三臺子水庫，三臺子礦區污水總排放口執行《遼寧省污水與廢氣排放標準》(DB21-60-89)一級新擴改標準，具體指標見表2。
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回用二井工業場地水執行：GB50215-94防塵灑水水質標準，具體指標見表3。
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綜合以上兩個標準，取兩個標準中指的為設計出水水質指標，具體見表4。
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三、原處理工藝
圖1為原處理工藝流程示意圖。
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原處理工藝存在的問題及解決措施：原工程采用氧化溝工藝不合適的原因，主要是沒有考慮氧化溝工藝的地域適應性和該項目的排水特殊性。鐵法煤業 (集團)有限公司三臺子礦區地處北溫帶，年平均氣溫7.4℃，極端最低氣溫為-29.6℃一月平均氣溫-13.9℃，凍結期六個月。污水處理廠來水為礦井涌出水，生活用水也來 自地下水，其溫度常年在9℃～1 1℃之間。原卡魯塞爾氧化溝為無蓋池子，其水停留時間長，表曝機使水揚起復氧冬季熱量散失快，再加上來水溫度低，水溫很快降低至活性污泥活性極限溫度 5℃左右，使氧化溝失去處理污水的能力。針對氧化溝工藝在鐵法煤業三臺子礦區污水處理中存在以上問題，在盡量利用原有構筑物和經濟有效處理污水原則下，改造方案保持原有工藝流程不變，只是淘汰落后的或不適合的工藝、技術，將原主處理單元 Carrousel氧化溝工藝改為A0活性污法。
四、現處理工藝
原氧化溝四條廊道，將其改為二組 A-O池，污水由池首進入，池尾溢流堰排出。池首段為A段，由水下攪拌機將污泥攪起，使污水與污泥充分接觸。好氧段采用盤式微孔曝氣器，安裝在池底，氧氣通過管道由羅茨風機提供。A池對懸浮物的去除率很高，可達80%以上。并且可將懸浮物的48%水解成溶解性物質，因排出的污泥是穩定的，故可取消污泥消化系統，簡化工藝流程。A-O工藝與傳統二級處理工藝相比，因其基建投資可節省35%～40%，總電耗節省35%，故可降低處理成本40%，具有效率高、能耗低、投資少、處理成本低，簡單易行的優點，是北方中小城市污水處理廠的首選工藝。
修改后工藝流程方框圖見圖2。
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修改后工藝流程說明：
(1)1井、2井和居住區排水分別由各自的排水泵站通過管道，打入污水處理站集水井。污水經過格柵除污機去除漂浮物后，由潛污泵打入沉砂池，在沉砂池中，污水中顆粒度大的泥砂、礦渣等無機物分離沉降。泥砂、礦渣等定期由沉砂池底部排出外運，分離后的上清液排入進水泵房水池。
(2)污水由沉砂池自流入MO池。污水由池首進入，池尾溢流堰排出。A段采用水下攪拌機，使污泥和污水充分接觸，O段反應需要氧氣由羅茨風機提供，采用微孔曝氣器將氧氣釋放到污水中。
(3)A/O池出水經連通渠流入中間水池，再由潛水提升泵打入氣浮間。經管道混合器將絮凝劑加入到污水中，通過氣浮機分離的污泥除一部分回流外，另一部分由帶式壓濾機過濾脫水后，泥餅外運。濾液回進水泵房。出水收集后，流入接觸消毒池。
(4)泥水分離設備出水自流入接觸消毒池，消毒用氯氣在池首由加氯機直接加入消毒池中，接觸時間約1h。
(5)經消毒后的污水自流入出水泵房，由泵房內的潛水泵提升加壓打入回用管路，將出水送至三臺子二井工業場地，作為注漿、選煤的用水。改造后的工藝核心為A-O段，該工藝是在20世紀80年代初開創的工藝流程，其特點不僅對BOD等生化指標有較高的去除率，而且作為將反硝化反應器前置的系統，對氨氮也具有良好的去處效果，是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。
該工程于2005年初竣工，調試工作于2005年7月11日開始。根據設計水質情況，生物系統調試采用的主要方法為直接培養法，即先使氧化池內充滿新鮮污水，經化驗監測污水中的COD值為200mg/L左右，嚴格控制工藝控制參數，DO在厭氧池控制在0.1mg/L以下，在缺氧池控制在0.5mg/L以下，在好氧池控制在2ms/L～3mg/L悶曝3d后，待污水中的COD值降到100mg/L左右，靜沉6h，然后用潛水泵排出1/4氧化池容積的污水，再補充滿新鮮污水，經化驗監測污水中COD值為120mg/L左右，繼續悶曝3d后，待污水中的COD值降到50mg/L左右，靜沉4h，然后用潛水泵排出1/3氧化池容積的污水，再補充滿新鮮污水，依此類推，逐漸增大補充新鮮污水的數量，直至與每天設計進水量相同為止。經過一個半月時間的調試，至2005年九月末，出水BOD、SS、COD、氨氮、大腸桿菌等指標均可達到設計要求。該項目于2005年10月末正式通過環保監測驗收。
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