某煤礦廢水污水處理場高密度沉淀池改造
通過對現有污水處理工藝分析，找出污水處理場出水水質不能達標原因，通過對高密度沉淀池改造，使污水處理場出水可以穩定達到排放標準，同時降低運行費用。
水資源是人類生存和社會發展所不可或缺的物質。隨著國家的經濟和工業發展，排放的工業廢水量逐年上升，水環境的污染成為制約工業發展的重要因素。因此，對工業廢水處理與回用越來越重要。
1 污水處理場改造前概況
1.1 改造前設計水量水質
污水處理場設計水量為200m3/h，工程實際水量為300m3/h，遠超設計負荷。本項目處理后的凈水需符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的一級標準和《煤炭工業給排水設計規范》（MT/T5014-96）中的選煤用水水質標準及業主要求，本項目排水水質要求按各標準及業主要求的最高指標執行，污水處理場進出水主要指標參數見表1。
1.2 改造前處理工藝
污水從礦井提升后進入初沉池，經初沉池沉淀處理后進入調節池，然后通過提升泵提升后進入高密度沉淀池，在高密度沉淀池經過絮凝沉淀處理后進入砂濾和碳濾罐組，經砂濾過濾和碳濾吸附后排入消毒池，消毒后排入回用水池。
改造前處理工藝
1.3 改造前運行情況
由于礦井規模改變，導致實際運行時水量達到300m3/h，一直處于超負荷運行，出水水質無法達到設計出水水質要求。主要超標指標為SS，出水SS濃度長期維持在10mg/L以上。
1.4 污水處理場改造前主要問題
該污水處理場改造前存在的主要問題：混凝劑為聚氯化鋁，投加量為200mg/L，絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為10mg/L，投加量均過大;砂濾和碳濾反沖洗頻繁;污泥脫水性能差。
2 升級改造方案
2.1 污水處理場主要問題分析
對于污水處理場改造前存在的主要問題進行分析：①混凝劑和絮凝劑的投加位置為同一位置，混凝劑沒有經過與廢水劇烈攪拌，導致混凝劑水解、聚合及顆粒脫穩反應不充分。②高密度沉淀池中只有一個攪拌漿，位于導流筒上端，攪拌器功率為0.75kW，攪拌器功率偏小。③實際運行污水量增加，導致高密度沉淀池超負荷運行，同時現場條件限制，無法增加污水處理設施。④由于高密度沉淀池運行效果不佳，導致砂濾和碳濾反沖洗頻繁，同時由于混凝劑和絮凝劑投加量過高，導致污泥的脫水性能差。
2.2 高密度沉淀池改造
本項目高密度沉淀池共設兩組，設計尺寸：8.5×5.1×5.0m（L×B×H）×2座。導流筒：1.0m×3.0m，反應室：V=39.8m3。
根據改造前運行情況，主要改造內容如下：①更換攪拌機電機，由原來的0.75kW改為4kW，攪拌機轉速由原來轉速30rpm改成68rpm;②將原有的一層攪拌槳改為兩層;③在絮凝反應室中加折流板。
2.3 改造后主要參數
高密度沉淀池由快速混合池、絮凝反應池、沉淀池組成[3]。其中沉淀池部分未做改動，這里主要介紹混合池和絮凝反應池：
①混合池：通過在混合池內的攪拌機，使混凝劑在污水中快速分散，與污水混合均勻，以形成小的絮體。
由于原設計沒有專門的混合池，此次改造將導流筒改成混合反應區，混合反應時間設為56s，攪拌速度梯度G值為990s-1，符合混合池停留時和速度梯度間要求。
②絮凝反應池：在導流筒內混凝的污水流至絮凝反應池內，由上至下通過折板絮凝反應，使細小的絮體形成為較大的絮體，污水流入沉淀池，絮體經過沉淀被去除[4]。
改造后的絮凝池絮凝反應時間為16min，滿足一般污水處理對絮凝池反應時間的要求。
3 改造后處理效果及效益分析
3.1 改造后處理效果
通過改造后，混凝劑為聚氯化鋁，投加量為80mg/L，相比改造前，混凝劑投加量減少了120mg/L;絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為3mg/L，相比改造前絮凝劑投加量減少7mg/L。通過高密度沉淀池改造，混凝劑和絮凝劑投加量均有較大幅度的降低，處理效果反而更好，處理后的出水可以穩定達標排放。由于混凝劑和絮凝劑投加量減少，污泥的脫水性能有所提高，同時，由于高密度沉淀池處理效果變好，減少砂濾和碳濾反沖洗頻率。
改造后，該污水處理場2010年10月～2010年11月期間出水SS濃度分布見圖3。
從圖3可以看出，該污水處理場經升級改造后，其出水SS濃度可達到排放標準。
3.2 效益分析
高密度沉淀池改造前每天耗電總量包括攪拌機和刮泥機（2.2kW）的耗電，為141.6kWh/d，電費按0.65元/kWh計，則每天耗電費用為92元;混凝劑投加量約200mg/L，單價1.5元/kg，每噸廢水處理費用為0.30元，每天的費用為2160元;絮凝劑投加量約10mg/L，單價16元/kg，每噸廢水處理費用為0.16元，每天的費用為1152元;每天合計費用3404元。
高密度沉淀池改造后每天耗電量為297.6kWh/d，電費按0.65元/kWh計，則每天耗電費用為193.4元;混凝劑投加量約80mg/L，單價1.5元/kg，每噸廢水處理費用為0.12元，每天的費用為864元;絮凝劑投加量約3mg/L，單價16元/kg，每噸廢水處理費用為0.048元，每天的費用為345.6元;每天合計費用1403元。
綜上，通過對高密度沉淀池進行改造后，高密度沉淀池運行費用有較大的降低。
4 結論
本項目在不增加構筑物的情況下，通過對高密度沉淀池進行改造，使其出水能穩定達標排放。通過對其改造前后的出水水質、能耗、噸水處理費用等進行比較分析，出水水質較改造前有了明顯提升，能耗有所增加，藥劑費明顯降低，總運行費用較改造之前有了較大幅度的降低。
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