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，將采用一個技術成熟、處理效果穩(wěn)定可靠的處理工藝，即：采用“中和調節(jié)+沉淀+過濾”的組合處理工藝；該處理工藝具有技術成熟、占地面積小、投資省、運行費用低、操作管理方便、出水水質好、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前該處理技術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)運行穩(wěn)定可靠，礦井廢水經處理后能達到《煤炭工業(yè)污染排放標準》（GB20426-2006）的排放要求，60%的礦井廢水處理后達到《煤礦井下消防、灑水設計規(guī)范》(GB 50383—2006)回用水標準。

煤礦廢水水質

（1）設計進水水質

   礦井水中污染物與地質構造、煤炭伴生物、煤炭相鄰巖層成分、開采強度、采煤方式等有關。煤礦礦井水水質監(jiān)測結果，煤礦礦井水水質，如下表：

表1-1 煤礦礦井廢水處理設計進水指標  （除pH外，單位為mg/L）


（2）設計出水水質（達標排放出水水質）

   礦井水處理后可達到《煤炭工業(yè)污染物排放標準》《煤炭工業(yè)小型礦井設計規(guī)范》規(guī)定的“消防灑水用水水質標準”，具體指標如下，具體指標見表1-2.

表1-2 達標排放出水主要水質指標   （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：礦井廢水進入中和池，通過石灰和機械攪拌，使廢水和石灰混合均勻，進行中和反應，調節(jié)PH值至堿性。

2.調節(jié)：礦井污水調節(jié)池主要作用是即均化水質水量，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：經曝氣后出水進入絮凝池中，通過加入聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）藥劑，進行攪拌混合，使之發(fā)生絮凝反應。

4.沉淀：用于去除懸浮物，實現(xiàn)固液分離。沉淀池內安裝斜管填料，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。斜管孔徑內顆粒沉降距離僅為平流沉淀的1／7。

5.過濾：沉淀池出水進入中間水池內，通過提升泵將其提升至重力式無閥過濾器進行過濾處理。利用濾層的沉淀、機械篩濾等作用截留污水中殘存的細小懸浮物。污水經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致濾速下降，必須定期對過濾層進行反沖洗。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)處理過程中于調節(jié)池沉淀段、斜管沉淀池等部位將產生部分污泥，污泥定時排入污泥濃縮池濃縮，濃縮污泥由壓濾機壓濾脫水后清運至環(huán)保許可的規(guī)定填埋場。

7、清水回用：保護水資源是每一個企業(yè)及個人應盡的義務，本方案鼓勵企業(yè)對處理后的清水進行回用。經系統(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。

構筑物設計及主要設備選型

1、土建構筑物設計及其配置設備

（1）中和池：

設置目的：用于調節(jié)廢水PH值。

   設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

            

（2）調節(jié)池：

設置目的：用于調節(jié)廢水水量、水質，還起初沉作用。

   設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

            

（3）石灰池

   設置目的：用于混合石灰，投入廢水處理系統(tǒng)，調節(jié)廢水pH值。

   設計計算：1座，采用地上式鋼混結構

           

  （4）反應池

設置目的：用于廢水絮凝混合反應。

設計計算：2座，采用半地上式鋼混結構

（5）沉淀池

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

設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

（6）中間水池

設置目的：用于存儲沉淀池的上清液。

設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

（6）污泥濃縮池

   設置目的：用于濃縮污水處理過程中生產的污泥。

設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

（7）過濾器基礎

設置目的：用于安裝鋼制自動反沖洗無閥過濾器。

設計計算：1座，采用毛石砼結構基礎。

（8）反沖洗水池

   設置目的：用于接收反沖洗排水閥排出的污水。

設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

          

（9）回用水池

   設置目的：暫時儲存處理消毒后的清水，采用次氯酸鈉消毒。

設計計算：1座，采用半地上式鋼混結構

（10）污泥干化池

   設置目的：用于干化污水處理過程中生產的污泥

設計計算：2座，采用地上式磚混結構

（11）壓濾機基礎

結構形式：鋼混（上部棚架）

數(shù)    量：1座

功能及作用：安放壓濾機

（12）操作管理房

      設置目的：主要用于放置風機、消毒器、投藥設備等。

      設計參數(shù)：2間；

      結    構：采用地上磚混結構。

       煤礦礦井廢水處理工程采用的主要土建構筑物見表3-1

表3-1  主要土建構筑物一覽表


主要設備

表4-2   主要設備及報價表

隨著對化工廢水排放污染的日益嚴重，人們對化工污水的處理變得越來越關注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會對自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農業(yè)生產造成非常大的影響?？茖W技術的不斷進步，廢水處理的方法也變得越來越完善，其中膜技術是廢水處理技術中的一種，它的處理過程主要是物理過程對自然環(huán)境是無害的。為此，本文就膜技術在化工廢水處理中的應用作出相關分析，希望對相關人士有所幫助。
1 化工廢水處理中膜技術的應用優(yōu)勢
隨著化工行業(yè)的不斷興起，化工廢水的排放量也日益增長，倘若廢水處理不妥善，不僅對自然環(huán)境造成非常大的影響，使人們賴以生存的環(huán)境被不斷破壞，同時對人類身體健康也十分不利，為此為了進一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術，該技術在操作過程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構成的，為此可以利用膜技術對其進行選擇性滲透，同時利用化學位差作為推動力，可以使混合物中的氣體、液體進一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中，膜技術是廣泛應用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對自然環(huán)境、人體健康的威脅，同時也可將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質進行回收利用。膜技術相比以往傳統(tǒng)的過濾技術來講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經濟支出，同時也進一步提高了企業(yè)的經濟效益和社會收益，這是因為膜技術在對化工廢水處理過程中，它是一種物理過程且無需發(fā)生相的變化或者添加助劑，這也是膜技術被廣泛應用于化工廢水處理中的原因。
2 化工廢水處理中膜技術的應用
2.1 微濾膜技術
微濾膜技術根據(jù)成膜材料分為無機膜和有機高分子膜，讓廢水經過這些分子膜精細過濾的方式來對化工廢水中的病菌或者是有毒物質進行過濾，從而降低廢水對自然環(huán)境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境，進一步開展工作以及生活。因為此技術對廢水處理效果特別顯著，所以被很多石油化工行業(yè)所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以達到70%，是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時微濾膜的厚度比較小，使液體被過濾中的介質所吸附，進一步將損失降到。高分子類微濾膜為一均勻的連續(xù)體，過濾時沒有介質脫落也不會造成二次污染，從而得到高純度的濾液，在很大程度上也減少了化工廢水處理問題上的成本支出，使企業(yè)能夠獲得更高的經濟效益。
2.2 超濾膜技術
超濾膜技術是膜分離技術中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動力，利用多孔膜的能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質顆粒分開從而達到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動力的作用下，原料液中溶劑和小溶質粒子從高壓的料液側透過膜到低壓側，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度。超濾膜技術程常用的操作模式有三種，種為單段間歇操作，在超濾過程中為了減輕濃差極化的影響，為此膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度，這也是工業(yè)過濾裝置基本的特征。間歇操作適用于實驗室或小規(guī)模間歇生產產品的處理[3]。第二種為單段連續(xù)操作，與間歇操作相比其特點是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點可采用多段連續(xù)操作。第三種為多段連續(xù)操作，各段循環(huán)液的濃度依次升高，后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續(xù)多段操作適用于大規(guī)模工業(yè)生產。超濾膜技術被廣泛應用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、廢水的處理等。
2.3 納濾膜技術
納濾膜技術是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術，其節(jié)流分子量在80~1000 的范圍內，孔徑為幾納米，因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統(tǒng)。其工作特點是過濾精度高、處理效果穩(wěn)定、維護簡單，設備外形美觀且制造精密。同時參數(shù)控制也比較，自控設計相對完善，可以根據(jù)客戶的要求做到完全自控[4]。
2.4 反滲透技術
反滲透又稱逆滲透，它是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反所以該技術又可以稱之為反滲透。工作根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，從而達到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術也是化工廢水處理中廣泛應用的，該技術對化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產成本、保護環(huán)境，同時也進一步實現(xiàn)廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術對進水要求相對較高，為此工作人員在運用反滲透技術對化工廢水進行深度處理時，還需要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調節(jié)等預處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。
2.5 電滲析技術
電滲析技術是利用半透膜的選擇透過性，來分離不同的溶質顆粒的方法。該技術已經被廣泛應用在化工、輕工、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，尤其是化工廢水處理上，電滲析技術在工作過程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過利用半透膜的選擇滲透性原理，還有在外加直流電場的作用之下，使交流膜對陰離子進行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側的水中，同時將另一側水濃度進一步淡化，這種技術也適用于重金屬工業(yè)、工業(yè)的廢水處理，其主要工作原理是在原水細格柵、調理池中，利用毛發(fā)過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對廢水進行反復排水，后再經過膜出體系對化工廢水進行處理。
2.6 聯(lián)合法工藝
在對化工廢水進行處理過程中，由于有些工藝所選擇的膜技術不合理，是需要與其他技術相互聯(lián)合起來的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對于渣油催化干氣氣烴別離膜技術以及深冷法聯(lián)合技術非常適用。該膜技術的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來，再采取深冷法別離將烴進行分離，然而由于膜分離技術已經將干氣中的大部分氫氣分離出來，此時干氣中的烴濃度也相對比較穩(wěn)定，此時應采取脫甲塔對化工廢水進行處理，因為通過經膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外，還可以利用聯(lián)合法對催化裂化干氣進行預處理，它對廢水處理技術要求并不高，只需要增加一些基礎設備就可以，比如，增設除霧沫設備，通過該設備脫出重組分中液滴即可，膜技術特別適用于氫氣資源短缺時使用，同時聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術的主要途徑。

高濃度廢水具有強酸強堿性
一是需氧性危害：由于生物降解作用，高濃度有機廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數(shù)水生物將，從而產生惡臭，惡化水質和環(huán)境。
二是感觀性污染：高濃度有機廢水不但使水體失去使用價值，更嚴重影響水體附近的正常生活。
三是致毒性危害：超高濃度有機廢水中含有大量有毒有機物，會在水體、土壤等自然環(huán)境中不斷累積、儲存，后進入人體，危害人體健康。
對于這種廢水主要有以下幾種處理方法，是目前高濃度廢水處理使用多的。
氧化-吸附法
高濃度廢水稀釋后用煤粉進行初步混凝、吸附處理，然后用Fenton試劑催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。經此法處理的廢水，色度和COD可分別去除、90%，具有較好的處理效果。吸附后的煤粉用于燃燒，無二次污染，比使用活性炭作吸附劑更經濟。
焚燒法
焚燒法適用于處理高濃度有機廢水。預處理后的廢水經加壓、過濾、計量后送至爐拱上方，由高壓空氣霧化噴嘴噴入爐膛蒸發(fā)焚燒。該法在保證鍋爐安全運行的條件下，能對高濃度有機廢水徹底處理，其優(yōu)點是初投資省，運行費用低。若采用技術，焚燒效果良好，灰渣及飛灰含碳量均有所降低，對鍋爐出力、效率均無顯著影響。
該法在實際推廣應用中存在的缺點是：①廢水水量受相配鍋爐的限制；②對廢水成分應詳細分析，確保不影響鍋爐本體燃燒；③該法在理論上有待進一步深入研究。
吸附法
吸附法是用具有很強吸附能力的固體吸附劑，使廢水中的一種或數(shù)種組分富集于固體表面的方法。常用的吸附劑有活性炭和樹脂，活性炭再生和洗脫困難；樹脂吸附具有實用范圍廣，不受廢水中無機鹽的影響，吸附效果好，洗脫和再生容易，性能穩(wěn)定等優(yōu)點，因而在超高濃度有機廢水處理中，常用的吸附劑為樹脂吸附劑。樹脂吸附法可用于處理含酚、苯胺、有機酸、硝基物、農藥、染料中間體等廢水，是一種處理有機廢水的有效方法。
SBR處理
SBR污水處理工藝是現(xiàn)代活性污泥法的一種類型，它是在一個設有曝氣及攪拌裝置的反應器內，按照預定的程序，進行充水、生化反應、沉淀、排水、閑置等過程的操作。從充水開始到閑置結束為一個周期。
高濃度廢水處理主要困難，本質上是由于其特性決定的除了在處理時的外部環(huán)境條件(如溫度、pH值等)沒有達到生物處理的佳條件外。這也在無形中增加了廢水處理企業(yè)的成本。
高濃度廢水處理還有其它兩個原因。一是由于化合物本身的化學組成和結構,在微生物群落中,沒有針對要處理的化合物的酶,使其具有抗降解性;二是在廢水中含有對微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(有機物或無機物),從而使得有機物不能快速的降解。但是目前，行業(yè)對高濃度廢水處理的工藝已經達到成熟的地步，成本費用方面也在大大減少，高濃度廢水處理也將進入一個新的工藝流程階段。

醫(yī)院污水的處理回用方法，醫(yī)院污水經過格柵、調節(jié)池、通過高揚程潛污泵高速噴入納濾循環(huán)凈化裝置中，同時將硅藻土和聚合鋁鹽復合處理劑注入到納濾循環(huán)凈化裝置中，在高揚程潛污泵噴射動力所產生的攪拌作用下，污水與復合處理劑形成局部渦流，使復合處理劑與各類污染物質發(fā)生充分反復混合碰撞，并迅速發(fā)生凝聚—絮凝—下沉，與水分離，由納濾循環(huán)凈化裝置分離出的上清液由上部排出后以下流方式進入裝填活性炭纖維的過濾吸附設備中，通過活性碳纖維對污水中污染組分的多層過濾吸附獲得深度凈化，凈化出水經消毒滅菌處理后回用;本發(fā)明可回用做的澆花、養(yǎng)魚、洗滌、刷車和沖廁等雜用水，達到了節(jié)水的目的;針對醫(yī)院污水水質的特點，本發(fā)明具有流程簡單的優(yōu)點，降低了污水處理回用的工程投資、占地面積和運行費用、具有較高的經濟。
醫(yī)院污水的處理回用方法，其步驟如下：
(1)醫(yī)院污水經過格柵分離出泥砂、懸浮物、漂浮物后，進入到調節(jié) 池中進行水質水量調節(jié);
(2)調節(jié)后的污水通過高揚程潛污水泵，復合處理劑通過計量泵同時 經納濾循環(huán)凈化裝置的進水管、噴嘴、喉管噴入混凝器，復合處理劑與水 中污染物在混凝器內經充分混合后迅速產生凝聚、絮凝現(xiàn)象，絮凝物在絮 凝器內，絮凝物很快下沉至絮凝器底部并逐漸形成含有大量微孔材料的餅 層，該餅層在不斷上升水流托舉下至澄清罐下部，形成一定厚度的過濾層， 污水通過該過濾層時懸浮物和菌類等得到分離和轉化，水質在進入澄清罐 后進一步得到澄清，凈水一部分從頂部溢流槽排出;另一部分再次通過喉 管進入混凝器進行循環(huán)凈化，當過濾餅層積累到一定厚度時，光電液位控 制儀使排污管閥門自動開啟使?jié)饪s液自動從排污管排出，當澄清罐內濃縮 液排至一定量后，光電液位儀又使排污管閥門自動關閉，停止排污;復合 處理劑投加量為50-100mg/L，污水在納濾循環(huán)凈化裝置中的停留時間為 1-4小時;
(3)由納濾循環(huán)凈化裝置溢流槽排出的凈水以下流方式進入裝填活性 炭纖維的過濾吸附設備中，通過活性炭纖維對污水中污染組分的多層過 濾吸附獲得深度凈化，凈化出水經消毒滅菌處理后回用;
(4)由納濾循環(huán)凈化裝置和過濾吸附設備分離出的濃縮污物排入濃縮 池，濃縮沉淀后上清液再次進入調節(jié)池經步驟(2)、(3)處理后回用; 濃縮污物經壓濾機，通過脫水和消毒處理后，干渣排出，裝袋回收。
2、根據(jù)要求1所述的一種醫(yī)院污水的處理回用方法，其特征在 于：所述的納濾循環(huán)凈化裝置，包括殼體、溢流槽、澄清罐、絮凝筒、混 凝器、喉管、噴嘴、進水管、排污管、光電液位控制儀、排水管，進水管 與噴嘴連接，噴嘴設置在喉管內，喉管與混凝器連接，混凝器設置在絮凝 筒內，絮凝筒通過支架固定在澄清罐上，澄清罐固定在殼體上，在澄清罐 上端設有溢流槽，在澄清罐及殼體上設有排污管，排污管上設有閥門，在 排污管上方澄清罐及殼體上設有光電液位控制儀，光電液位控制儀與閥門 聯(lián)動，在殼體下部設有排水管。
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