肖桂元

[摘要]國投新集能源股份有限公司口孜東礦對生活污水處理站進行提標改造，原生物接觸氧化法處理工藝不變，在旁邊增加一套日處理能力為3000m3/d的IBR生物處理工藝，以增加生活污水處理站的處理能力提升處理效果，確保處理后的生活污水滿足礦中水回用要求和新的環(huán)保要求。

[關鍵詞]生活污水處理站 提標改造 IBR生物處理工藝 中水回用 水質(zhì)

[中圖分類號]TD7 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2016）12-0144-02

國投新集能源股份有限公司口孜東礦屬于安徽省“861”

行動計劃新建項目，地處安徽省阜陽市潁東區(qū)與潁上縣交界處，設計生產(chǎn)能力500萬噸/年，服務年限為60.2年。礦井采用立井開拓方式，工業(yè)場地內(nèi)布置主井、副井及中央回風井3個井筒。[1]該礦生活污水站2008年建成，2011年投入使用，設計規(guī)模為2500m3/d。采用生物接觸氧化法處理工藝。生活污水處理站投入使用后，處理水量沒有超出設計能力，處理站運行狀況良好，出水指標符合設計要求。但由于該礦生產(chǎn)布局逐步打開，礦井人員也逐漸增加，礦井后期生活污水量將達到 5000—5500m3/d，現(xiàn)有的生活污水處理站處理能力已不能滿足正常生產(chǎn)所需，擬保持一期生活污水處理站正常運行的基礎上增加一套IBR生物處理設施。

一、改造技術指標分析

（一）工程規(guī)模

礦井目前總的生活用水量經(jīng)過詳細測算約為4101.35m3/d?？紤]0.95的折減系數(shù)以及約500m3/d的工業(yè)排水，礦井總的污水量約為：Q=4101.35X0.95+500=4396.28m3/d。[2]

另一方面，礦井水源井目前每天抽采地下水量約為6000 m3/d，減去井下消防灑水用水量，地面每天用水量約為4600 m3/d。

綜合以上因素，同時考慮礦井的后續(xù)發(fā)展以及現(xiàn)有污水處理設施提標的需要，污水處理能力定為5500m3/d，除了現(xiàn)有2500m3/d處理能力以外，解決礦井全部生活污水的處理，需擴建約3000m3/d的生活污水處理能力。

（二）進、出水水質(zhì)

1.進水水質(zhì)

經(jīng)過取水樣進行水質(zhì)化驗，生活污水進水水質(zhì)為：PH值：7.5；SS：200mg/L；COD：150mg/l；BOD5：110mg/l。

2.出水水質(zhì)

回用的生活污水達到工業(yè)廣場選煤生產(chǎn)補水、建筑中水、綠化用水等水質(zhì)要求。[3]

井下消防灑水水質(zhì)標準：PH6.0～9.0，懸浮物含量（SS）不超過30mg/L，大腸菌群不超過3個/L；城市雜用水水質(zhì)標準（綠化、沖廁）：濁度≤5NTU，BOD5≤10mg/L，氨氮≤10mg/L，總大腸菌群不超過3個/L。[4]

排放水要達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準：PH值6～9、SS≤10mg/L、CODcr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L。[5]

二、改造施工方案

本次工程設計內(nèi)容主要包括污水泵房改造、3000m3/d的IBR生物反應池、中水回用過濾車間、生活污水污泥處理系統(tǒng)、加藥間改造以及工業(yè)廣場污水管網(wǎng)、回用管網(wǎng)的改造完善等。

（一）污水泵房改造

利用現(xiàn)有污水泵房，重新設置污水提升泵3臺，1臺供現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)，1臺供新建IBR生物反應池，1臺備用。污水泵采用自吸式無堵塞排污泵。

（二）IBR生物反應池

IBR生物反應池的土建及設備安裝均按平均流量（3000m3/d）進行設計。設計采用2座IBR生物反應池，合建。

功能：IBR生物反應池是污水處理關鍵性構(gòu)筑物，利用微生物菌群的不同功能，進行生物脫氮除磷，同時去除有機物，并進行泥水分離，將剩余污泥送入污泥濃縮池，濃縮后脫水。

（三）活性砂過濾系統(tǒng)

IBR生物反應池出水及一期生物接觸氧化池出水通過活性砂過濾系統(tǒng)處理后達到排放標準或回用。

（四）生活污泥處理系統(tǒng)

二期工程增設生活污水污泥處理系統(tǒng)，對全廠生活污水污泥進行就地脫水處理。一期生活污水定期排泥，IBR池靜置沉淀15～30min后排泥。一、二期污水處理剩余污泥均自流至污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后的剩余污泥提升至螺旋污泥脫水機進行脫水處理。脫水處理后的生活污泥量較少，可作為綠化施肥或與生活垃圾一并處理。

（五）污水管網(wǎng)改造[6]

污水管網(wǎng)改造工程分兩部分：一部分為通風區(qū)隊樓、機電運輸區(qū)隊樓、采制化辦公樓等排水；一部分為單身區(qū)安居工程建設后的配套管網(wǎng)建設。本次設計在煤泥沉淀池附近設污水泵房一座，利用原煤泥沉淀池出水管作為壓力排水管，將該三幢辦公樓的生活污水排至污水處理站。

單身區(qū)再建7幢單身宿舍樓后，由于污水管網(wǎng)標高、管徑等限制，其生活污水將不能自流至礦井生活污水處理站污水泵房。本次設計在單身區(qū)設污水泵房一座，場前區(qū)單身宿舍B、C、D、E幢及新建單身宿舍樓的生活污水均自流至該污水泵房，最后通過污水泵提升至污水處理站調(diào)節(jié)池。

三、IBR工藝特點

該礦生活污水特點：水量小、BOD值偏低且含有部分煤粒、煤粉。經(jīng)污水調(diào)節(jié)池均質(zhì)調(diào)節(jié)后的生活污水通過常規(guī)的二級生化處理后可達到部分回用標準，但若達到一級A排放標準或作為中水回用，需再進行深度處理。常規(guī)的二級生化處理主要方法有活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰喾ㄟ\行穩(wěn)定、耐沖擊負荷能力強，但基建費用高、管理復雜，適合于大、中型污水處理廠。生物膜法對中、小型污水處理廠使用較多，口孜東礦井現(xiàn)有污水處理站就是采用生物膜法中的接觸氧化法。接觸氧化法對沖擊負荷適應性強、不需污泥回流、管理簡單，但運行成本較高、脫N除P效果較差。

IBR是一種集生物反應及沉淀于一體的連續(xù)進出水間歇曝氣的周期循環(huán)活性污泥法生物反應器。IBR生化是通過調(diào)節(jié)曝/停比在反應池中營造多級好氧/缺氧/厭氧狀態(tài)，使污水在反應器中處于最佳的脫氮除磷工況，從而最大限度地去除污水中氮、磷，IBR內(nèi)動力設備只有潛污泵與潛水攪拌器。配置的自控裝置可根據(jù)原污水水質(zhì)水量，靈活調(diào)整IBR運行模式，在保證出水水質(zhì)前提下，使工藝能量消耗最小值。該工藝具有構(gòu)筑物少、用地節(jié)省，機電設備少、能量消耗低、運行費用低，控制簡單，運行無噪音污染等特點。

根據(jù)污水處理廠進水及出水水質(zhì)要求，并結(jié)合擬建污水處理廠用地條件、規(guī)模、管理水平等因素綜合考慮，決定采用IBR生物處理工藝，深度處理采用活性砂過濾系統(tǒng)。在夏季部分時間段進水磷超標時，采用投加強化藥劑的方法進行去磷處理。IBR工藝設計處理水量按3000m3/d考慮。工藝流程如下：生活污水→調(diào)節(jié)池→提升泵房→IBR生物反應池→活性砂過濾系統(tǒng)→生產(chǎn)水池→回用。

四、成本分析

（一）社會效益分析

本工程的實施，大大減少了污染物的排放量，改善了礦井周邊生活環(huán)境，改善了企業(yè)與周邊居民的關系，提高了企業(yè)的綜合效益，促進了礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。[7]

（二）環(huán)境效益分析

本工程實施后，生活污水每天運行量按5500m3計算，一年運行365天，每年可消減SS約300噸，每年可消減COD約400噸，大大減少了對周邊環(huán)境的污染；本工程每天回用中水為4171.8m3，也即每年少抽采地下水 1522707m3，很好地保護了水資源環(huán)境。

（三）經(jīng)濟效益分析

本工程經(jīng)濟效益分析時，應只計算為提高中水回用而增加的投資和運行成本，為達到環(huán)保要求和配套安居工程的建設成本除外。本工程每天回用中水約為4171.8m3。也即每年少抽采地下水1522707m3。目前礦井抽采地下水包含水資源費及設備折舊、電費等約為0.85元/m3，即每年可節(jié)約抽水成本約129.43萬元（A）。完善本次工程，提高中水回用率，需增加投資約293.45萬元。按15年使用年限考慮，每年折算為19.56萬元（B）；同時需增加處理成本及人員工資、設備維修費用約為0.15元/m3水，每年增加成本24.78萬元（C）。

本項目經(jīng)濟效益計算如下：年經(jīng)濟效益=A-B-C=129.43-19.56-24.78=85.09萬元

五、效果分析

試運行后，委托阜陽市環(huán)境監(jiān)測站對生活污水處理站進口和排口進行監(jiān)測，具體數(shù)據(jù)如下：

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，此次改造達到設計預期處理效果。

六、結(jié)論

綜上所述，IBR生物處理工藝在該礦的生活污水處理站改造中應用取得了較好的效果，通過同時改造配套中水回用系統(tǒng)，不僅節(jié)約了水資源，減少了地下水的開采量，而且具有可觀的經(jīng)濟效益。從經(jīng)濟角度和國家環(huán)保政策方面分析，本工程的建設是可行的，該工藝值得大力推廣。

【參考文獻】

[1]口孜東礦井及選煤廠初步設計[M].2006.

[2]煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范[M].GB50810-2012.

[3]建筑中水設計規(guī)范[M].GB50336-2002.

[4]煤礦井下消防、灑水設計規(guī)范[M].GB 50383-2006.

[5]城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準[M].GB18918-2002.

[6]室外排水設計規(guī)范[M].GB 50014-2006.

[7]中華人民共和國水污染防治法[M].2008.2.28.

責任編輯：張麗