0Lcuxpn13 污染防治措施及其经济、技术论证

、|!_一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了..第13章污染防治措施及其经济技术论证13.1废水处理措施及其经济技术论证13.1.1生活污水处理措施的论证13.1.1.1处理规模杨营矿井为确保生活污水达标处理并回用，设计中在工业场地内建立一座污水处理站，处理能力为300m3/d。由水量平衡分析可知，生活污水产生量为208m3/d，设计处理能力尚有一定的余量，比较可靠。13.1.1.2污水处理工艺比选本矿井工业场地的生活污水既有城市生活污水的一般特点，也具有自身的特殊性。它主要来自单身宿舍、行政办公楼、浴室、洗衣房和车间等用水场合。从周围其它矿井的生活污水类比调查结果来看，本矿井周围地区工业场地污水中BOD5为40~70mg/l，COD为90～180mg/l，与一般典型生活污水水质(BOD5为200mg/l左右，COD为400mg/l左右)差别较大。其原因主要为煤矿生活用水量偏大，并且以洗涮为主，浴室排水占生活污水的比重较大(占到40～60%)，浴室排水中有机物含量较低；煤矿工业场地经济成份也比较单一，没有城市中多有的轻工、食品、饮食等有机物排放大户，水质相对于城市污水要简单。从已运行的老的矿区中发现，生活污水多采用传统活性污泥法和氧化沟工艺。但运行实践经验证明，活性污泥法和氧化沟存在着运行成本较高、污泥产滤高等缺点。同时，由于污水的浓度较低，难以形成活性污泥和生物膜，给污水处理站的管理和运行造成很大困难，致使部分污水处理站不能正常运转。因此本项目设计采用二级生物接触氧化处理工艺——二段接触氧化池法（简称二段法）处理工业场地生活废水。各工艺比较详见表13.1-1。表13.1-1二段法与活性污泥法和氧化沟工艺技术经济比较项目活性污泥法氧化沟工艺二段接触氧化池法投资(元/m3)14001600900生产成本(元/m3)1.011.080.45运行费用(元/m3)0.850.810.35占地(m2/m3)100～130130～15060～80续上表：电耗(kW·h)/m30.4～0.70.3～0.80.2～0.45污泥产率高高低污泥稳定性不稳定较稳定稳定是否污泥回流是是否水力负荷低低高耐冲击能力不好一般好水力停留时间(h)4～815～201～1.5脱氮除磷效果不好能脱氮除磷有去除NH3-N能力出水水质一般好好自控程度一般自控程度高，费用高自控程度高，费用低运行情况不稳定，易污泥膨胀较稳定稳定13.1.1.3污水处理工艺概述二段生物接触氧化法（二段法）将传统的生物接触氧化池分为二段：第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主，能够去除污水中70%～80%的有机物，称为吸附合成期；第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水水质，称为氧化分解阶段。由于进行了分段，可充分发挥同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，故处理效率大大提高。二段法采用的是四池联壁式组合结构，由四个水池构成，按水流顺序分别为一段接触氧化池、一沉池、二段接触氧化池、二沉池，这样既节省了占地和土建费用，又能方便操作管理和运行维护，并能减少水头损失，使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅。同时，二段法在第二段接触氧化池前后各设一座接触沉淀池，除能够截留污水中的悬浮物质外，还能将一段和二段完全分开，使其各自成为独立系统以充分发挥各自的效能。其具体工艺见图13.1-1。回用污水格栅预曝气调节池二段接触氧化池污泥池吸粪车定期外运集水池13.1.1.3污水处理工艺特点1、无污泥回流二段法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物，它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。由于填料上老化的生物膜会不断脱落，从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性，所以不需污泥回流。又由于生化组合池设有二次接触沉淀池，它能够高效截留和分离污水中的悬浮物质，故也无需再设二沉池。2、污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定与活性污泥法和氧化沟工艺相比，二段法虽然容积负荷高，但污泥产量较低，主要是因为：a.氧化池内的微生物链比较完整和稳定；b.微生物内源呼吸进行得较充分，合成物质被进一步氧化；c.生物填料内部存在缺氧和厌氧区，能部分分解、转化有机物。在活性污泥法中容易产生膨胀的菌种(如丝状菌)在二段法中不仅不产生膨胀，而且能充分发挥其分解、氧化能力强的特点，但其沉降性能差，在曝气池中易随水流出。由于二段法的第一段以生物吸附合成为主，且生物负荷和活性很高，对第二段起到了缓冲和保护作用，因此在BOD5、毒物、pH值冲击下生物膜受到的影响较小，而且恢复很快、出水水质好、运行稳定。3、水力停留时间短，具有脱氮功能二段法的生化组合池总停留时间一般控制在1.0～1.5h，比活性污泥法(4～8h)和氧化沟工艺(15～20h)的要短得多；二段法还具有去除NH3-N的功能，对于一般的生活污水其去除率能达到50%～80%。4、工艺流程简洁、设备少、工程投资低由于二段法没有污泥回流，也就不需设污泥回流泵房；又由于生化组合池除阀门外没有其他设备，所以整个二段法工艺流程简洁、设备少、工程投资低。根据多年的运行经验，生活废水经过该法处理后，出水水质可以满足《污水图13.1-1工业场地生产生活水处理工艺流程图综合排放标准》中一级标准限值的要求。该工艺BOD5去除率可达80%，COD和SS去除率可达70%以上，排水水质理论上可符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级排放标准，其处理效果见表13.1-2。表13.1-2污水处理站处理效果单位：mg/l序号水质指标进水浓度出水浓度处理效率(%)一级排放标准1BOD55811.680%302COD12825.680%1003SS15022.585%10013.1.1.4技术经济分析工业场地生活污水处理站技术经济指标见表13.1-3，由表13.1-3可见，生活污水处理站投资27万元，运行费为0.35元/t，投资和运行费用均较低。表13.1-3工业场地生活污水处理站技术经济指标项目内容处理工艺二段接触氧化池设计处理规模300m3/d主要构筑物集水池、预曝气调节池、二段接触氧化池主要设备机械格栅、潜污泵、鼓风机投资27万元出水COD≤25.6mg/l、BOD≤11.6mg/l、SS≤22.5mg/l运行费0.35元/t年运行费用2.18万元年减少排污费1.4万元占地300m2劳动定员2人从生活污水的去向分析，处理后全部回用于储煤场及临时矸石周转场洒水、道路和绿化洒水以及洗煤厂补充水，该部分用水水质要求不高，处理后的生活污水完全可以达到要求。根据上述分析，本次设计采用的生活污水处理工艺比较先进，处理效果在经济和技术上都是可行的。13.1.2矿井水处理措施的论证13.1.2.1处理规模本项目矿井正常涌水量为302.74m3/h，考虑到井下洒水等因素，确定本项目矿井正常排水量为330m3/h，即日排矿井水7920m3/d。设计矿井水处理站的规模为8000m3/d。从处理量来看，尚有一定的余量，是可靠的。13.1.2.2处理工艺的选择1、矿井水水质特点矿井水主要受煤尘、扬尘的污染，水质指标中SS浓度较高，其余污染物浓度较低，水质简单。同时，根据对矿井水水质的分析研究表明，矿井水COD超标的主要原因是由于煤尘岩尘所致，其中的有机物含量很小，悬浮物去除后其COD的指标也大大降低。2、目前国内及相邻矿井水处理工艺针对矿井水水质特点，国内一般采用混凝沉淀工艺进行处理。该工艺有着处理技术成熟、效果稳定、运行可靠性强、管理简单、出水水质好等特点，目前在国内应用较为广泛。经调查距拟建矿井较近的彭庄煤矿及梁宝寺煤矿就是采用该工艺，由于其矿井水水质和拟建矿井可比性较大，本次评价于2005年5月24号取彭庄煤矿处理后的矿井水做了实际监测，同时调查了梁宝寺煤矿处理后矿井水监测数据，具体监测数据如表13.1-4所示。表13.1-4矿井水监测一览表单位：mg/l项目pH总硬度CODBOD5SS氯化物硫化物硫酸盐彭庄矿井水7.38180.236.83.642149未检出259梁宝寺矿井水8.3136138.11.461137.2未检出365项目总铅总汞总砷氨氮矿化度挥发酚石油类彭庄矿井水未检出未检出未检出0.81492未检出0.36梁宝寺矿井水未检出未检出未检出0.86780未检出0.243、设计工艺及其概况根据本项目的特点，矿井水经处理后除部分回用外，其余全部排入金码河，有可能进入南水北调主干线――梁济运河，所以必须使出水达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求。因此本项目设计采用混凝沉淀过滤+超滤处理工艺进行对矿井水进行处理。本项目采用的混凝沉淀+过滤+超滤工艺主要构筑物包括迷宫斜板沉淀池、重力式无阀滤池和超滤池。对井下排水投加絮凝剂后，经管道混合器后进入网格反应池，矿井水在翼片（迷宫）斜板沉淀处理后，自流入重力式无阀滤池做进一步处理。经以上过程，可以去除水中的绝大部分COD、SS等污染物。处理后的水进入清水池经消毒后供黄泥灌浆用水、煤壁注水等用水工段进行综合利用，剩余部分进入超滤池进行处理。设计中同时考虑了矿井水污泥的处理，采用带式压滤机作为处理污泥的把关设备，既能够回收资源又消除了二次污染，操作工人劳动强度不大。详见工艺流程图13.1-2。13.1.2.3排水水质预测通过混凝沉淀+过滤+超滤三级处理后，可以大大消减矿井水中的污染物浓度，处理后的排水能够满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准要求，其中氯化物和硫酸盐参照表2标准，总硬度参照《地下水质量标准》，SS参照《农田灌溉水质标准》中旱作类标准。本项目矿井水排水情况详见表13.1-5，矿井水处理站各处理单元处理效果详见表13.1-6。表13.1-5本项目排水水质情况一览表单位：mg/l项目pH总硬度CODBOD5SS氯化物硫化物硫酸盐拟建矿井水8.025717.552.77.0143未检出210标准值6～94502042002500.2250项目总铅总汞总砷氨氮矿化度挥发酚石油类拟建矿井水未检出未检出未检出未检出634未检出0.04标准值0.050.00010.051.0500～15000.0050.05表13.1-6各处理单元处理效果一览表单位：mg/l序号工艺单元进水出水去除效率（%）CODSSCODSSCODSS1调节池351350351350----2反应池351350333.45280520矿井水加药反应池迷宫斜板沉淀池重力式无阀滤池供水站清水池消毒回用污泥浓缩池压滤机泥饼外售排放超滤池图13.1-2矿井水处理工艺流程图调节池3迷宫斜板沉淀池333.45280100.45670804重力式无阀滤池100.45620.081480755超滤池20.081417.557135013.1.2.3设计采用的处理工艺技术可行性论证本矿井设计中所采用的混凝沉淀池形式为翼片（迷宫）斜板沉淀池。翼片斜板是在普通斜板上垂直设置若干一定高度、等间距的翼片。当矿井水从翼片与斜板之间通过时，会在翼片顶端产生强烈的涡流作用，将水中颗粒强制输送到翼片之间的（迷宫）环流区内，使其随环流缓慢运动，集中于底部斜板，滑到排泥斗。迷宫斜板高效的最主要原因是涡流区的强制输送产生的动态分离作用，另一个是环流区内的低速环流。缓慢的流速使环流接近于层流状态有利于颗粒沉降，同时在环流离心力作用下，颗粒一边沉淀一边被甩向迷宫四壁，所以一般颗粒只要进入迷宫便能沉淀下来。翼片（迷宫）斜板沉淀池最初在给水处理中应用，目前应用较多，效果较好。如扬子石化水厂取用长江水，原水浊度260～280mg/l，出水3.5～5.5mg/l；上海焦化厂水厂，原水浊度125～450mg/l，出水1.8～2.5mg/l。中煤南京设计院在鲍店矿井水处理站改扩建设计中开始应用了翼片（迷宫）斜板沉淀池。经测试，迷宫斜板沉淀池进水SS=140～360mg/l，COD＝l20～320mg/l；出水SS=12～24mg/l，去