欒冬梅 董 軍 符福存

（兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東 濟寧 272102）

1 引言

興隆莊煤礦生活污水處理廠始建于2002年，2003年7月投入運行，設(shè)計規(guī)模10000m3/d，主要用于處理興隆莊礦區(qū)生活污水。實際運行過程中部分地面沖洗用水、工礦區(qū)礦井廢水溢流進入生活污水處理廠，懸浮物含量高，一天內(nèi)進水水量波動較大，水質(zhì)不均勻。目前實際處理能力為6000m3/d，處理后達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準，總氮、氨氮處理效果不穩(wěn)定。

2 存在問題

興隆莊煤礦生活污水處理廠建成投入運行后，經(jīng)過十幾年的運行，廠內(nèi)設(shè)備設(shè)施的處理效果已達不到原有設(shè)計處理能力，主要表現(xiàn)在：

（1）原有設(shè)施運行時間長、設(shè)備落后且系統(tǒng)比較老化，出水水質(zhì)情況不穩(wěn)定，因氧化溝淤積懸浮物較多，影響生化處理效果，造成反硝化脫氮效率降低，造成出水水質(zhì)氨氮、總氮指標偏高。

（2）工廣區(qū)礦井水處理系統(tǒng)因原設(shè)計容量不足需排至生活污水處理廠，工廣區(qū)廢水中懸浮物含量大，直接進入生物系統(tǒng)處理，造成現(xiàn)有處理工藝氧化溝堵塞，系統(tǒng)處理能力降低，懸浮物大量沉積影響氧化溝的曝氣效果，無法形成適合脫氮的兼氧、好氧環(huán)境，造成系統(tǒng)脫氮除磷等效果較差。

（3）生活污水處理廠處理水量較大，在用水高峰期水量波動較大，原設(shè)計未設(shè)置緩沖調(diào)節(jié)池，當排水高峰期時對系統(tǒng)后續(xù)處理沖擊較大。

（4）整個水廠電氣控制系統(tǒng)陳舊，采用手動運行，無法對生活污水處理廠主要參數(shù)進行集中控制，工人操作勞動強度大。

3 工藝流程

3.1 原有工藝流程

生活污水經(jīng)格柵井中的機械格柵攔截懸浮物后進入集水池，由集水池內(nèi)潛污泵提升泵至旋流曝氣系統(tǒng)，出水自流進入氧化溝，氧化溝出水經(jīng)配水井進入二沉池，二沉池出水進入中間水池，中間水池內(nèi)潛水泵將廢水提升至水力澄清池，水力澄清池上清液自流進入無閥濾池，經(jīng)過過濾后，廢水排放或回用。二沉池內(nèi)污泥靠重力進入集泥井。回流污泥提升泵將回流污泥提升進入氧化溝，剩余污泥由污泥提升泵提升入污泥濃縮池，水力澄清池內(nèi)的污泥重力排入集泥井，通過集泥井內(nèi)污泥提升泵提入污泥濃縮池，濃縮后的污泥經(jīng)提升泵進入儲泥池內(nèi)，儲泥池內(nèi)污泥經(jīng)污泥脫水裝置處理后外運。氧化溝處理工藝流程圖如圖1所示。

圖1 氧化溝處理工藝流程圖

3.2 主要改造內(nèi)容

對現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)工藝流程進行增項，新增一座1440m3緩沖調(diào)節(jié)池、一座1440m3兼氧池，同時進行硝化液回流以及污泥回流。

3.2.1 緩沖調(diào)節(jié)池的作用

興隆莊生活污水處理在一天24h內(nèi)排出的水量和水質(zhì)是波動的，一般下午4點至8點排水比較集中，夜間水量極少，上午水量一般正常，這樣對污水處理廠的生物處理設(shè)施或生化反應(yīng)系統(tǒng)處理功能的發(fā)揮是不利的。針對污水處理廠進水流量及水質(zhì)波動較大的特點，在污水處理系統(tǒng)的前端設(shè)置均質(zhì)調(diào)節(jié)池，以均和水質(zhì)、存盈補缺。興隆莊煤礦生活污水日均排放量為300m3/h，用水高峰期時廢水排放量為900m3/h，持續(xù)時間約2h，因此本項目新增廢水緩沖調(diào)節(jié)，以緩沖水質(zhì)水量波動。

3.2.2 兼氧池的作用

兼氧廢水處理工藝是介于厭氧和好氧工藝之間的一種新型工藝，通過特殊的工藝設(shè)計，即可提高廢水的可生化性，又能有效降解有機物。兼氧工藝采用微氧、兼氧和缺氧的環(huán)境，有效破除雜類有機物的分子結(jié)構(gòu)，為后續(xù)氧化溝處理提供良好的進水水質(zhì)條件。

新增兼氧池與氧化溝聯(lián)用進一步脫氮兼氧池，即厭氧微生物與好氧微生物并存的水池，充分發(fā)揮兼氧微生物消除污水中有機物的作用。水池中上層為好氧動植物生長的環(huán)境，下層為厭氧生物生存，分別作用。池中兼氧菌的水解作用和產(chǎn)酸作用，將廢水中部分不溶性的有機物轉(zhuǎn)化為溶解性的有機物，部分難降解的大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子的易降解有機物，從而去除部分COD并提高廢水的可生化性。兼氧池的增加，增強了反硝化脫氮的效果，且原有氧化溝工藝得到充分的發(fā)揮，即解決了脫氮問題，又強化了原系統(tǒng)的生物處理功能。

3.2.3 氧化溝的作用

目前生活污水處理廠采用工藝為卡魯賽爾氧化溝，屬于活性污泥法的一種類型，其主要特征是由很多的環(huán)形溝渠構(gòu)成，污水在溝渠中不斷地循環(huán)曝氣從而達到去除水中污染因子的目標。

改造后工藝流程圖如圖2所示。

圖2 改造后工藝流程圖

4 生活污水處理廠改造后優(yōu)勢

提標改造主要措施包括工藝參數(shù)優(yōu)化、工藝改造和設(shè)備改造等[1]。

首先工藝參數(shù)優(yōu)化，污水處理廠通過對氧化溝各點位溶解氧值等原工藝參數(shù)進行優(yōu)化，通過對表曝機和溶解氧值進行連鎖控制，使氧化溝好氧段溶解氧值控制在2.0～3.0mg/L，缺氧段溶解氧值控制在 2.0～3.0mg/L。

工藝優(yōu)化：預(yù)處理單元、改造生物處理單元，具體采取以下幾方面的技術(shù)措施。

（1）預(yù)處理單元：增設(shè)調(diào)節(jié)池以保證進水穩(wěn)定；確保格柵和沉砂池正常運行等。

（2）生物處理單元：在氧化溝前增建兼氧池；增設(shè)氧化溝混合液內(nèi)回流系統(tǒng)，并可對回流污泥曝氣再生[2]。

（3）必要時，投加碳源。

設(shè)備改造：包括表曝機更換，電氣控制自動化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

生活污水處理廠改造完成后，可以徹底解決原處理系統(tǒng)存在的問題。改造后的污水處理廠具有以下幾點優(yōu)勢：

（1）解決了原水水質(zhì)的分類處理。礦井水處理站新建緩沖調(diào)節(jié)池，溢流的礦井水緩沖調(diào)節(jié)后返回至礦井水處理站，解決了溢流礦井水問題。由于礦井溢流廢水不再進入生活污水處理廠，從而大大降低了進水懸浮物含量，同時降低了污水處理廠的處理負荷。新增生活污水處理廠緩沖調(diào)節(jié)池和兼氧池，使進水水質(zhì)、水量更加穩(wěn)定。

（2）系統(tǒng)實現(xiàn)智能化升級。對主要電氣關(guān)鍵部位進行改造，改造后實現(xiàn)就地控制和遠程控制；對關(guān)鍵儀表參數(shù)（例如液位、流量、pH、溫度，溶解氧等）實現(xiàn)實時傳輸和視頻監(jiān)控雙重監(jiān)控，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)歷史追溯，有效保證數(shù)據(jù)的有效性和實效性；對整個電氣系統(tǒng)實現(xiàn)自動化操作和視頻化監(jiān)控，大大減少人工勞動強度，提高自動化水平，同時提高工作效率，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，最終確保整個處理工藝穩(wěn)定運行。

（3）運行管理進一步規(guī)范化。工程建成后，由原污水處理廠編制人員負責工程的運行管理。在原有管理制度的基礎(chǔ)上，進一步完善了《運行操作管理工作制度》《維修管理工作制度》《水質(zhì)監(jiān)測工作制度》等有關(guān)規(guī)章制度，工程的運行操作嚴格按各項規(guī)章制度執(zhí)行，確保工程正常運行，充分發(fā)揮工程的效能。

5 應(yīng)用實踐和效果

改造完成后，預(yù)期可以達到以下效果：

興隆莊礦區(qū)生活污水處理廠提標改造工程的建設(shè)，是興隆莊煤礦生態(tài)文明建設(shè)總體規(guī)劃的重要組成部分。該工程的建成運行可增大污水處理廠對服務(wù)范圍內(nèi)排放的生活污水對該地區(qū)水體污染的治理能力，可改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，有利于服務(wù)區(qū)范圍穩(wěn)定發(fā)展，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。

本工程建成后，可使排入周圍水域的污染物顯著減少。據(jù)估算近期可在原廠污染物減排基礎(chǔ)上又減少污染負荷氨氮約21.9t/a、總氮約為18.25t/a、COD 約 73t/a、BOD5約 18.25t/a[3]。

6 結(jié)論

興隆莊煤礦生活污水處理廠提標改造項目建設(shè)，解決了原水水質(zhì)的分類處理。新增礦井水緩沖調(diào)節(jié)池，提高了礦井水處理廠處理能力，降低了生活污水處理廠的處理負荷，優(yōu)化了生活污水處理廠進水水質(zhì)。新增生活污水處理廠的緩沖調(diào)節(jié)池和兼氧池，使污水處理廠污水水質(zhì)水量穩(wěn)定處理，污水處理后指標除COD執(zhí)行30mg/L、總磷執(zhí)行0.5 mg/L外，其他指標執(zhí)行山東省地方標準，流域水污染物綜合排放標準第1部分南四湖東平湖流域（DB37/3416.1-2018）標準，消除了出水不達標的隱患。