武 勇

（山西省長治市縣域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，山西 長治 046300）

1 工程概況

煤炭生產(chǎn)礦區(qū)生活污水具有小城鎮(zhèn)生活污水的水量小、不穩(wěn)定、含泥沙等特點，通過常規(guī)二級生化處理+消毒工藝后，可確保排水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同時也可以達(dá)到部分回用標(biāo)準(zhǔn)。如要實現(xiàn)礦區(qū)生活污水處理后達(dá)到一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)或作為中水回用標(biāo)準(zhǔn)，必須對生活污水進(jìn)行深度處理[1-2]。

山西長治某礦區(qū)生活污水處理系統(tǒng)一期工程設(shè)計規(guī)模2 500 m3/d，處理工藝為生物接觸氧化法，污水處理達(dá)標(biāo)后，經(jīng)生活區(qū)總排污口排入濟(jì)河，隨著安居工程陸續(xù)入住，礦區(qū)生活污水量不斷增加。進(jìn)入生活污水處理設(shè)施水量在3 000 m3/d 以上時，處理后尾水水質(zhì)明顯變劣。預(yù)計安居工程全部入住后生活污水量將達(dá)到5 000 m3/d，超過生活污水一期工程處理能力，若實施中水回用工程，處理后尾水水質(zhì)無法保證，建設(shè)礦區(qū)生活污水處理二期工程勢在必行。

礦區(qū)生活污水處理二期工程，主要有污水泵房改造、3 000 m3/d 的IBR 生物反應(yīng)池、壓濾車間污泥處置和中水回用系統(tǒng)等?；赜盟|(zhì)達(dá)到工業(yè)廣場選煤補(bǔ)水、建筑用水、綠化用水等要求；尾水排放達(dá)到GB18918—2002 中一級A 標(biāo)準(zhǔn)。

2 IBR 生物處理技術(shù)特征分析

2.1 處理工藝分析

污水處理廠常用二級生化處理工藝主要有活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰嗵幚砉に嚍樽钤绲暮醚跎镂鬯幚砑夹g(shù)，工藝穩(wěn)定、技術(shù)成熟、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，在中大型污水處理廠應(yīng)用較多。生物膜法具有操作方便、剩余污泥少、抗沖擊負(fù)荷等特點，在小型污水處理廠應(yīng)用較多[3]。

山西長治某礦區(qū)生活污水處理一期工程采用生物接觸氧化法，具有污泥產(chǎn)量較低，且污泥顆粒較大，易于沉淀。從該礦區(qū)生活污水處理的實踐可知，生物接觸氧化法處理污水的運(yùn)行成本較高，處理磷的效果較差，啟動初期或曝氣時容易出現(xiàn)泡沫，覆蓋于地面，甚至溢出池外，惡化工作環(huán)境，影響操作管理，一般需要添加消泡劑或采取水噴淋、增設(shè)水解酸化池等消泡措施。

二期工程設(shè)計采用IBR 生物處理工藝，IBR 生物處理工藝屬于改良型SBR 工藝，IBR 生物處理工藝集生物反應(yīng)及沉淀于一體，是一種可實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水間歇曝氣的周期循環(huán)活性污泥法生物反應(yīng)器。在該工藝中，通過調(diào)節(jié)曝/停比來達(dá)到最佳脫氨除磷工況[4]。該礦區(qū)二期IBR 生物處理工藝與一期常規(guī)接觸氧化法處理工藝對比如表1 所示。

表1 常規(guī)接觸氧化法與IBR 處理工藝對比表

2.2 尾水水質(zhì)

山西長治某礦區(qū)生活污水處理二期工程建成投運(yùn)后，回用水水質(zhì)達(dá)到工業(yè)廣場選煤補(bǔ)水、建筑用水、綠化用水等要求。

選煤用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：懸浮物（SS）質(zhì)量濃度≤30 mg/L，大腸菌群不超過3 個/L。

城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（綠化、沖廁）：濁度不超過5 NTU，生化需氧量（BOD5）不超過10 mg/L，氨氮質(zhì)量濃度不超過10 mg/L，總大腸菌群不超過3 個/L。

尾水排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB189182002 中一級A標(biāo)準(zhǔn)：pH 值6～9，懸浮物（SS）質(zhì)量濃度≤10 mg/L、化學(xué)需氧量（CODCr）≤50mg/L，生化需氧量（BOD5）≤10mg/L。

2.3 工程建設(shè)情況分析

2.3.1 污水泵房改造

在該礦區(qū)生活污水一期處理污水泵房的基礎(chǔ)上，增設(shè)2 臺污水提升泵用于新建IBR 生物處理工藝IBR 生物反應(yīng)池應(yīng)用（1 用1 備）。污水泵采用自吸式無堵塞排污泵。

2.3.2 IBR 生物反應(yīng)池

2 座IBR 生物反應(yīng)池合并建設(shè)，生物反應(yīng)池標(biāo)準(zhǔn)為平均流量3 000 m3/d。在IBR 生物反應(yīng)池中主要是實現(xiàn)生物脫氮除磷作用及去除有機(jī)物作用[5]。

設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量Q=3 000 m3/d=125 m3/h；反應(yīng)區(qū)滯留時間HRT=10.65 h；有效水深H水=5.2 m；反應(yīng)區(qū)汽水比為1∶2.5～1∶3.5；沉淀區(qū)表面負(fù)荷為1.30 m3/（m2·h）；IBR 生物反應(yīng)池2 座，11.4 m×16.0 m，總高5.5 m；出水堰槽：B×H=0.3 m×0.3 m，長64 m。

2.3.3 活性砂過濾系統(tǒng)

IBR 反應(yīng)池出水，通過活性砂過濾系統(tǒng)，處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用。過濾系統(tǒng)，包括過濾池與輔助車間各1 座，其中：輔助車間過濾系統(tǒng)設(shè)中水提升泵3 臺，2 用1 備；設(shè)高效流態(tài)砂過濾器6 套，高效流態(tài)砂過濾器配套設(shè)備1 套，包括空壓機(jī)、加藥設(shè)備、控制系統(tǒng)等。

2.3.4 污泥處置系統(tǒng)

該礦區(qū)一期工程生活污水采用定期排泥，池靜置沉淀15～30 min 排泥。一、二期工程污水處理剩余污泥均自流至污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后剩余污泥提升至螺旋污泥脫水機(jī)脫水處理。脫水后污泥量較少擬作為礦區(qū)綠化施肥或者農(nóng)田、磚瓦生產(chǎn)等綜合利用[6]。污泥處理系統(tǒng)擬建污泥濃縮池2 座，全地下式布置。污泥泵房1 座，地下部分深3 m，地面部分高4 m。壓濾車間1 座。其中壓濾車間配螺旋污泥脫水機(jī)2 臺，配套污泥提升系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、污泥輸送系統(tǒng)等。

2.4 環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析

2.4.1 環(huán)境效益

礦區(qū)生活污水處理二期工程IBR 生物處理系統(tǒng)建成投運(yùn)后，生活污水量按5 500 m3/d 計，全年按運(yùn)行365 d 計，可削減懸浮物（SS）300 t、化學(xué)需氧量（CODCr）400 t，減少了礦區(qū)污水排放量。

2.4.2 經(jīng)濟(jì)效益

IBR 生物處理工藝生活處理系統(tǒng)安裝活性砂過濾系統(tǒng)后，處理后尾水重復(fù)利用，礦區(qū)中水按1.5 元/t、重復(fù)利用率90%計，每年可節(jié)約水資源費(fèi)271.01 萬元，改善了附近河流水質(zhì)，環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 結(jié)語

保護(hù)環(huán)境，功在當(dāng)代，利在千秋。保護(hù)環(huán)境的首要任務(wù)是控制污染，地球家園需要全人類共同保護(hù)。IBR生物處理工藝技術(shù)，自動化程度高，占地面積，處理后尾水水質(zhì)可作為中水回用，不僅有效處理生活污水，而且適用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，市場開發(fā)應(yīng)用潛力較大。山西某礦區(qū)生活污水處理二期工程IBR 生物處理系統(tǒng)建成投運(yùn)后，可實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益統(tǒng)一，助推礦區(qū)綠色發(fā)展、低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展。