煤礦廢水處理工藝方案的選擇
根據(jù)煤礦廢水處理工藝的設(shè)計和選用的原則，煤礦礦井廢水屬于含高濃度懸浮物、總鐵、總錳超標(biāo)的酸性廢水；對于懸浮物、金屬離子的去除率要求較高，因此，將采用一個技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定可靠的處理工藝，即：采用“中和調(diào)節(jié)+沉淀+過濾”的組合處理工藝；該處理工藝具有技術(shù)成熟、占地面積小、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理方便、出水水質(zhì)好、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前該處理技術(shù)已被廣泛使用于煤礦廢水處理工程上，并獲得成功，整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，礦井廢水經(jīng)處理后能達(dá)到《煤炭工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）的排放要求，60%的礦井廢水處理后達(dá)到《煤礦井下消防、灑水設(shè)計規(guī)范》(GB 50383—2006)回用水標(biāo)準(zhǔn)。

煤礦廢水水質(zhì)

（1）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

   礦井水中污染物與地質(zhì)構(gòu)造、煤炭伴生物、煤炭相鄰巖層成分、開采強(qiáng)度、采煤方式等有關(guān)。煤礦礦井水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，煤礦礦井水水質(zhì)，如下表：

表1-1 煤礦礦井廢水處理設(shè)計進(jìn)水指標(biāo)  （除pH外，單位為mg/L）


（2）設(shè)計出水水質(zhì)（達(dá)標(biāo)排放出水水質(zhì)）

   礦井水處理后可達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的“消防灑水用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”，具體指標(biāo)如下，具體指標(biāo)見表1-2.

表1-2 達(dá)標(biāo)排放出水主要水質(zhì)指標(biāo)   （除pH外，單位為mg/L）


煤礦礦井廢水處理工藝流程圖：


工程流程簡介：

1.中和：礦井廢水進(jìn)入中和池，通過石灰和機(jī)械攪拌，使廢水和石灰混合均勻，進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至堿性。

2.調(diào)節(jié)：礦井污水調(diào)節(jié)池主要作用是即均化水質(zhì)水量，以及給后續(xù)工藝提供穩(wěn)定的供水，也起到初沉的作用。

3.絮凝：經(jīng)曝氣后出水進(jìn)入絮凝池中，通過加入聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）藥劑，進(jìn)行攪拌混合，使之發(fā)生絮凝反應(yīng)。

4.沉淀：用于去除懸浮物，實現(xiàn)固液分離。沉淀池內(nèi)安裝斜管填料，實現(xiàn)淺層沉淀，斜管沉淀池與平流相比，能將紊流、湍流改善為穩(wěn)定有序的淺層層流狀態(tài)，顆粒沉降不受紊流干擾。斜管孔徑內(nèi)顆粒沉降距離僅為平流沉淀的1／7。

5.過濾：沉淀池出水進(jìn)入中間水池內(nèi)，通過提升泵將其提升至重力式無閥過濾器進(jìn)行過濾處理。利用濾層的沉淀、機(jī)械篩濾等作用截留污水中殘存的細(xì)小懸浮物。污水經(jīng)無閥過濾器過濾后直接排入清水池。過濾器濾層吸收大量懸浮物后將導(dǎo)致濾速下降，必須定期對過濾層進(jìn)行反沖洗。反沖洗采用自動虹吸反沖洗，并開啟反洗排水閥門，水流自下而上通過濾層，將截留在濾層上的雜物排入反沖洗水池中。

6、污泥處理：系統(tǒng)處理過程中于調(diào)節(jié)池沉淀段、斜管沉淀池等部位將產(chǎn)生部分污泥，污泥定時排入污泥濃縮池濃縮，濃縮污泥由壓濾機(jī)壓濾脫水后清運(yùn)至環(huán)保許可的規(guī)定填埋場。

7、清水回用：保護(hù)水資源是每一個企業(yè)及個人應(yīng)盡的義務(wù)，本方案鼓勵企業(yè)對處理后的清水進(jìn)行回用。經(jīng)系統(tǒng)處理后的出水SS≤25mg/L，可用于洗礦、掃除等環(huán)節(jié)。

8、排污口按規(guī)范設(shè)置，排放水有計量堰安裝計量裝置，回用水電磁流量計測量流量，使污水處理系統(tǒng)規(guī)范化。

構(gòu)筑物設(shè)計及主要設(shè)備選型

1、土建構(gòu)筑物設(shè)計及其配置設(shè)備

（1）中和池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水PH值。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（2）調(diào)節(jié)池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水水量、水質(zhì)，還起初沉作用。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（3）石灰池

   設(shè)置目的：用于混合石灰，投入廢水處理系統(tǒng)，調(diào)節(jié)廢水pH值。

   設(shè)計計算：1座，采用地上式鋼混結(jié)構(gòu)

           

  （4）反應(yīng)池

設(shè)置目的：用于廢水絮凝混合反應(yīng)。

設(shè)計計算：2座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（5）沉淀池

設(shè)置目的：用于沉淀廢水中的懸浮物，斜管的表面負(fù)荷為1.39m3/(m2.h)。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）中間水池

設(shè)置目的：用于存儲沉淀池的上清液。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）污泥濃縮池

   設(shè)置目的：用于濃縮污水處理過程中生產(chǎn)的污泥。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（7）過濾器基礎(chǔ)

設(shè)置目的：用于安裝鋼制自動反沖洗無閥過濾器。

設(shè)計計算：1座，采用毛石砼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

（8）反沖洗水池

   設(shè)置目的：用于接收反沖洗排水閥排出的污水。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

          

（9）回用水池

   設(shè)置目的：暫時儲存處理消毒后的清水，采用次氯酸鈉消毒。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（10）污泥干化池

   設(shè)置目的：用于干化污水處理過程中生產(chǎn)的污泥

設(shè)計計算：2座，采用地上式磚混結(jié)構(gòu)

（11）壓濾機(jī)基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)形式：鋼混（上部棚架）

數(shù)    量：1座

功能及作用：安放壓濾機(jī)

（12）操作管理房

      設(shè)置目的：主要用于放置風(fēng)機(jī)、消毒器、投藥設(shè)備等。

      設(shè)計參數(shù)：2間；

      結(jié)    構(gòu)：采用地上磚混結(jié)構(gòu)。

       煤礦礦井廢水處理工程采用的主要土建構(gòu)筑物見表3-1

表3-1  主要土建構(gòu)筑物一覽表


主要設(shè)備

表4-2   主要設(shè)備及報價表

污水處理，因不同原因形成的廢水、污水處理難度等等原因，所需要的污水處理技術(shù)也不盡相同。
1.廢水水質(zhì)
生活污水水質(zhì)通常比較穩(wěn)定，一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業(yè)廢水應(yīng)根據(jù)具體的水質(zhì)情況進(jìn)行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是，對于采用好氧生物處理工藝處理廢水來說，要注意廢水的可生化性，通常要求COD/BOD=0.3，如不能滿足要求，可考慮進(jìn)行厭氧生物水解酸化，以提高廢水的可生化性，或是考慮采用非生物處理的物理或化學(xué)方法等。
2.污水處理程度
這是污水處理工藝流程選擇的主要依據(jù)。污水處理程度原則上取決于污水的水質(zhì)特征、處理后水的去向和污水所流入水體的自凈能力。但是目前，污水處理程度的確定主要依從國家的有關(guān)法律制度及技術(shù)政策的要求。通常環(huán)境管理部門是根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)的行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)來控制污水的排放濃度，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)還規(guī)定了更為嚴(yán)格的地方排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，無論是何種需要處理的污水，也無論是采取何種處理工藝及處理程度，都應(yīng)以處理系統(tǒng)的出水能夠達(dá)標(biāo)為依據(jù)和前提。按照法律、法規(guī)、政策的要求預(yù)防和治理水體環(huán)境污染。
3.建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用
考慮建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用時，應(yīng)以處理水達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為前提條件。在此前提下，工程建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用低的工藝流程應(yīng)得到重視。此外，減少占地面積也是降低建設(shè)費(fèi)用的重要措施。恰好中科瑞陽平板MBR就有著占地面積小的優(yōu)點。
4.工程施工難易程度
工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高，地質(zhì)條件差的地方，就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。
5.當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜕鐣l件
當(dāng)?shù)氐牡匦巍夂虻茸匀粭l件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當(dāng)?shù)貧夂蚝?，則應(yīng)采用在采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施后，在低溫季節(jié)也能夠正常運(yùn)行，并保證取得達(dá)標(biāo)水質(zhì)的工藝。當(dāng)?shù)氐纳鐣l件如原材料、水資源與電力供應(yīng)等也是流程選擇應(yīng)當(dāng)考慮的因素之一。
6.污水的水量
除水質(zhì)外，污水的水量也是影響因素之一。對于水量、水質(zhì)變化大的污水，應(yīng)首先考慮采用抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的工藝，或考慮設(shè)立調(diào)節(jié)池等緩沖設(shè)備以盡量減少不利影響。
7.處理過程是否產(chǎn)生新的矛盾
污水處理過程中應(yīng)注意是否會造成二次污染問題。例如制藥廠廢水中含有大量有機(jī)物質(zhì)(如苯、、溴素等)，在曝氣過程中會有有機(jī)廢氣排放，對周圍大氣環(huán)境造成影響;化肥廠造氣廢水在采用沉淀、冷卻處理后循環(huán)利用，在冷卻塔尾氣中會含有，對大氣造成污染;農(nóng)藥廠廢水處理中，以堿化法降解，如采用石灰做堿化劑，產(chǎn)生的污泥會造成二次污染;印染或染料廠廢水處理時，污泥的處置為重點考慮的問題。
總之，污水處理流程的選擇應(yīng)綜合考慮各項因素，進(jìn)行多種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能得出結(jié)論。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，當(dāng)今各大城市的科研單位和院校進(jìn)行的科研實驗越來越深入、廣泛，從實驗室中排放的實驗室廢水相對增多，廢水的水質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜。

此類廢水的排放周期不定，排放水量也無規(guī)律性，且所含污染物成分較為復(fù)雜，除含有洗滌劑及常用溶劑等有機(jī)物外，還有較多的酸堿，有毒有害的有機(jī)物及重金屬，而且含有許多物質(zhì)性質(zhì)很難確定。

實驗室廢水水量相對較小，但如果不加處理就外排將對環(huán)境造成極大的污染。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對實驗室的管理，實驗室廢水綜合治理的方法與處理效果好、技術(shù)、投資較少的設(shè)備勢在必行。


醫(yī)院污水從廣義上講是屬于生活污水，但是醫(yī)院污水的特點是含有病原菌，因此其技術(shù)重點是把好消毒關(guān)。而且，對于醫(yī)院廢水而言，一般都含有對生物有抑制作用和難以生物降解的藥物成份，因此可以考慮采用前面放置厭氧處理的工藝，先將難降解的有機(jī)物水解。而且在供水日趨緊張，供水價格不斷上漲的今天，有必要對出水進(jìn)行污水回用。

綜合以上考慮本方案擬用低能耗的厭氧水解+生物接觸氧化法為主體，一半的出水用來污水回用，回用水的處理采用混凝沉淀+吸附過濾+消毒工藝處理后可作為沖廁、綠化、洗車的污水處理工藝。

通過厭、好氧菌分解有機(jī)物達(dá)到降解去除綜合污水中有機(jī)污染物質(zhì)與有害、有毒物質(zhì)，然后達(dá)標(biāo)排放。出水一半再經(jīng)過深度處理徹底消毒處理，達(dá)到消滅病菌、、保障人體健康，消除有機(jī)污染物所引起的污染隱患的目的；用于綠化和沖廁、車庫地板等沖洗。

我國對機(jī)械加工中排放的高濃度、乳化嚴(yán)重的含油廢水仍未得到很好處理。主要原因是隨著技術(shù)的不斷提高,乳化液的穩(wěn)定性越來越高,破乳越來越困難,這類廢水成分復(fù)雜、可生化性較差、且有一定毒性。目前處理這類廢液主要采用物理化學(xué)法,如化學(xué)氧化分解、藥劑電解、活性炭吸附及反滲透等處理技術(shù)。
1、化學(xué)氧化分解法是目前國內(nèi)外廣泛使用的機(jī)械加工廢水處理方法。該方法經(jīng)濟(jì)、簡便,具有對原水水質(zhì)要求低、處理工藝和設(shè)備簡單、操作方便、設(shè)備維護(hù)量小、能耗低、運(yùn)行處理效果穩(wěn)定、脫色效果好、有機(jī)物分解徹底、對大中小型企業(yè)廢乳化液處理皆適用等優(yōu)點而被普遍應(yīng)用。
2、機(jī)械加工廢水處理深度處理主要采用反滲透或活性炭吸附等工藝。反滲透技術(shù)是當(dāng)今、的膜分離技術(shù)。但是反滲透技術(shù)對廢水前處理要求很高,投資較大,對廢冷卻液處理脫色效果不理想,運(yùn)行管理水平要求高?；钚蕴课竭^濾的原理是當(dāng)原水通過活性炭過濾器時,由于活性炭過濾器中的過濾介質(zhì)(石英砂、活性炭等)的接觸絮凝、吸附和截留作用,使得原水中的雜質(zhì)被吸附、截留。根據(jù)原水的不同和使用范圍的不同,過濾器的濾料有石英砂、石英石、活性炭等。該方法效率高而且穩(wěn)定,操作管理方便。在國內(nèi)機(jī)械加工廢水處理中得到廣泛應(yīng)用,技術(shù)成熟,運(yùn)行效果較好。
3、含油廢水生化處理
含油廢水經(jīng)物化預(yù)處理后其含油量與COD已經(jīng)大大降低，但廢水中仍含有大量的高分子有機(jī)物質(zhì)，可生化性較差，為了降低運(yùn)行成本，提高生化效率，機(jī)械加工廢水處理生化處理系統(tǒng)采用A/O工藝，即水解酸化+好氧處理工藝。
經(jīng)預(yù)處理的廢水首入水解酸化池(A池)，在池內(nèi)兼氧菌作用下對廢水中難降解的大分子有機(jī)污染物進(jìn)行開鏈，降解成小分子類有機(jī)物，提高廢水的可生化性。為保持池內(nèi)廢水處于水解階段和后續(xù)回流污泥與廢水的充分混合，池內(nèi)設(shè)有攪拌系統(tǒng)，池內(nèi)裝有填料，大量微生物附著其上形成生物膜，為提高系統(tǒng)的處理效率創(chuàng)造了良好的條件。 水解酸化池出水自流進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧生物處理。
好氧生物處理根據(jù)掛填料與否可分為活性污泥法和生物膜法。好氧處理工藝采用生物膜法+MBR的處理工藝，MBR是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型機(jī)械加工廢水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。因此，活性污泥濃度可以大大提高，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)和降解。因此，膜生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。
4、污泥廢油的處理與處置
機(jī)械加工廢水處理采用“物化+生化處理”主體工藝，過程中產(chǎn)生的污染物主要有物化處理階段產(chǎn)生的含油污泥和廢油及生化處理階段產(chǎn)生的剩余活性污泥，因此對不同性質(zhì)的污染物要分類收集、分質(zhì)處置。
4.1 污泥處理 生化剩余污泥排入生化污泥池，經(jīng)板框脫水后即可外運(yùn)處理。 物化污泥主要為氣浮池產(chǎn)生，其排入物化污泥池后再經(jīng)板框壓濾，濾出液為油水混合物，排入污油罐，凈置分層后下層水排入綜合廢水調(diào)節(jié)池，上層油排入廢油箱，板框壓濾出的油渣可摻入煤中焚燒處理。
4.2 廢油處理 廢油由兩部分組成，污泥處理中產(chǎn)生的廢油貯存在廢油箱中，另一部分為陶瓷膜過濾后的乳化濃縮液，這部分廢油含水量較高，需再經(jīng)破乳槽處理，處理后的濃縮液分離成廢油、污泥和廢水三部分，污泥排入物化污泥池，廢水排油布洗滌廢水調(diào)節(jié)池，廢油則排入廢油箱后統(tǒng)一資源化處理。
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