新田煤矿污水处理站斜管沉淀池改造应用创新技术

新田煤矿污水处理站斜管沉淀池改造应用创新技术

阮昭,郭可,任化宇

永贵能源开发有限责任公司新田煤矿

概要：随着新田煤矿120t/a产能的扩充，污水处理站升级改造工程逐步实施；斜管沉淀池是本次改造的重点部位，斜管支撑加固，斜管重新设计加工制作。经过进水测试，斜管沉淀池水中的悬浮物沉降率达到98%，其处理能力是平流式沉淀池的3-5倍，能够满足矿年产120吨产能矿井污水处理能力。

新田煤矿顺利完成了污水处理站第一单元斜管沉淀池升级改造工作。依据煤矿污水处理工艺流程和施工技术要求，该矿机修厂利用井下淘汰的废旧型号为22kg/m导轨钢代替原来的18#槽钢，轴向间距由1.5m/根减小为1.2m/根，同时在10m纵向跨度中间位置增加12根φ159*8mm无缝钢管作竖直支撑（原出厂设计无此支撑点），支架支撑力由原设计129000N/m2增加为267200N/m2，整体结构更加稳固。与此同时，该矿机修厂利用六角pvc蜂窝斜管填料烫接制作工艺，将每一个斜管填料包装作为一个单独的烫接批次，整齐排列码放后用10mm的圆钢进行加固，始终保持与水平面60°倾角不变，有效防止斜管填料在初期使用时有可能发生的松动上浮现象。据了解，经过进水测试，斜管沉淀池水中的悬浮物沉降率达到98%，其处理能力是平流式沉淀池的3-5倍，能够满足矿年产120吨产能矿井污水处理能力。

AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点：

（1）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。

（2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。

（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

（4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。

（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。

工艺缺点编辑语音

（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。

（3）影响因素

水力停留时间 （硝化>6h ，反硝化<2h ）污泥浓度mlss（>3000mg/L）污泥龄（ >30d ）N/MLSS负荷率（<0.03 ）进水总氮浓度（ <30mg>

污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，去除颗粒杂物后，进入调节池，进行均质均量，调节池中设置预曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至初沉池沉淀,废水自流至A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离后，沉淀池上清液流入消毒池，经投加氯片接触溶解，杀灭水中有害菌种后达标外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场，二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池，另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至调节池再处理。

（1）格栅井

设置目的：在生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。

设置特点：格栅井设置钢筋砼结构，格栅采用手动机械框式。

（2）调节池

设置目的：生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。

设置特点：调节池设计为钢筋砼结构。

（3）调节池提升水泵

设置目的：调节池内设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。

设计特点：潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。

(4)沉淀池

设置目的：进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。

设计特点：设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。 采用三角堰出水，使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池，并设污泥气提回流装置，部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化，也减少了污泥的生成，也利于污水中氨氮的去除。该池设计为A3钢结构。

（5）A级生物处理池（缺氧池）

设置目的：将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。

设计特点：内置高效生物弹性填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为O级生物氧化池，以增加生化停留时间,提高处理效率。该池设计为A3钢结构。

（6）O级生物处理池（生物接触氧化池）

设置目的：该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。

设计特点：该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。 池中填料采用弹性立体组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。 该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。 池中曝气管路选用优质ABS管，耐腐蚀。不堵塞 ，氧利用率高。 该池设计为A3钢结构。

（7）沉淀池

设置目的：进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。

设计特点：设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。采用三角堰出水，使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池，并设污泥气提回流装置，部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化，也减少了污泥的生成，也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。

（8）消毒池

设置目的： 二沉池出水流入消毒池进行消毒，使出水水质符合卫生指标要求，合格外排。

设计特点： 消毒池内设计消毒装置，导流板，消毒设计投加氯片接触的消毒方式。该投加方式具有投加方便，简单安全等特点，经消毒后的水再排入市政污水管道或附近水域。 该池设计为A3钢结构。

（9）污泥池

设置目的： 二沉池排泥定时排入污泥池，进行污泥浓缩，和好氧消化，污泥上清液回流排入调节池再处理，剩余污泥定期抽吸外运（每年二至三次）。

设计特点：该池设计为A3钢结构。

（10）风机

设置目的：供A/O级生化池、调节池中充氧曝气，搅拌。

设计特点：设置二台，一用一备（交替运行） 风机设计选用百事德(江苏)有限公司，该机具有体积小，噪声低，风量足，性能稳定可靠等特点。

（11）PC自动控制柜

主机PC机采用日本进口，其它元件采用西门子公司的电器元件，进行全自动程序控制运行。

3月22日，经过15天紧张忙碌的有序施工，新田煤矿顺利完成了污水处理站第一单元斜管沉淀池升级改造工作。依据煤矿污水处理工艺流程和施工技术要求，该矿机修厂利用井下淘汰的废旧型号为22kg/m导轨钢代替原来的18#槽钢，轴向间距由1.5m/根减小为1.2m/根，同时在10m纵向跨度中间位置增加12根φ159*8mm无缝钢管作竖直支撑（原出厂设计无此支撑点），支架支撑力由原设计129000N/m2增加为267200N/m2，整体结构更加稳固。与此同时，该矿机修厂利用六角pvc蜂窝斜管填料烫接制作工艺，将每一个斜管填料包装作为一个单独的烫接批次，整齐排列码放后用10mm的圆钢进行加固，始终保持与水平面60°倾角不变，有效防止斜管填料在初期使用时有可能发生的松动上浮现象。据了解，经过进水测试，斜管沉淀池水中的悬浮物沉降率达到98%，其处理能力是平流式沉淀池的3-5倍，能够满足矿年产120吨产能矿井污水处理能力。

参考文献：

[1]李龙姣.煤炭企业开展对标管理探讨［J］.企业管理,2020（275）。

[2]李义华.煤矿企业建立对标管理长效机制探究_[J].煤炭经济管理新论,第十三期。