1、煤矿生活污水处理研究摘要：本文首先介绍了煤矿生活污水的特点和煤矿生活污水水质分析，然后指出了现有设施存在问题和几种常用生活污水生化处理工艺及特点，最后着重分析了生物接触氧化法常用工艺流程。 关键词：煤矿；生活污水；处理 中图分类号：U664 文献标识码： A 随着煤矿生产的扩大，特别是我国水资源的匮乏，以及对煤矿环境保护问题的重视，对煤矿污水的处理越来越引起各级政府和环保部门的高度重视。但大多数煤矿地处偏远山区，生产规模大小不一，难以统一模式处理。尤其是受经济条件的限制，污水厂的建设资金不足是一个普遍的问题，因而不能期望污水处理达到最理想的处理程度。 1 煤矿生活污水的特点 生活污水是指居民日
2、常生活中所产生的污水，它主要由厨房、炊事、洗浴、洗涤衣物的废水及冲洗厕所的污水等形成。生活污水中的主要污染物是有机杂质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质及其分解产物、纤维素和合成洗涤剂、肥皂等，另有一些泥砂、岩屑及溶解性盐类等无机杂质。因此，生活污水对水环境的主要污染影响就是有机杂质降解时产生的恶臭，消耗溶解氧和带来富营养化。煤矿生活污水由于大量洗浴水稀释，COD 大大降低。由于生活污水中含有大量的有机物，故通常在预处理后采用二级生物处理。水体中的有机物的降解主要靠微生物作用下的生物化学过程来完成，这一过程包括好氧降解和厌氧降解等好几个阶段。污水好气生化处理总的氧化代谢反应可以下式表达： 从反应式
3、可以看出，有机物进行好气生化处理的必要条件：一是有机物可以被微生物降解；二是有充足的氧供应；三是微生物存在；四是保证微生物需要的营养。低 COD 污水生化处理，由于营养物质不足，微生物的同化作用缺乏物质和能量，生化反应始终处于迟缓状态，甚至难以维继。 2 煤矿生活污水水质分析 煤矿生活污水一般来自于煤矿居住区和工业场地的浴室、办公楼、单身宿舍、洗衣房等用水场合，其浴室排水的比重较大(占到 40%- 60%)；其次还有很大一部分来自于厂区地面冲洗水，因此此类废水往往具有水量水质波动较大，含煤泥、浮油、砂量大等特点。但水质成分单一，没有城市中的轻工、食品、饮食等有机物排放大户那么复杂，虽然也具有一
4、般生活污水所具有的有机污染的一面，但在其污染物浓度上又有别于一般生活污水。 3 现有设施存在问题 目前在不少地方生活污水处理厂设计建设中存在的一个突出问题就是入水水质 COD 设计标准偏高(按 200 mg/L 计算)，大多采用传统的活性污泥或生物膜法。在其处理程度、方法、工艺单元组合和设计参数的选取上，基本仿照了城市污水处理厂建设的思路和做法。脱离实际，造成了投资高，运转不佳，处理效率低且不易维护等一系列问题。忽视了充分发挥生态环境(包括水环境，土壤植物生态环境)，环境容量的原则；忽视了水污染治理对策要因地制宜、处理为利用服务、使污水资源化。因此，希望能转移一下传统污水处理方法的视角，在全面
5、、综合、系统地考虑问题的基础上，寻求煤矿生活污水处理的有效途径，真正体现出环境效益、经济效益和社会效益的统一。 1)目前煤矿生活污水二级生化处理已运行的设施，多采用表面加速曝气活性污泥法、鼓风曝气活性污泥法等生化处理工艺。现在的常规二级生物处理，很难去除 N、P，还含有 N 为 20 mg/L、P 为 5 mg/L 左右，此水排入自净能力较小的河流，会使水体富营养化、水质恶化、溶解度下降、鱼类死亡等，单纯依靠建设污水处理厂，消耗大量资源而没有合理地利用自然界土地植物净化污水的功能，并未彻底改变对水体的污染状况。 2)由于 COD 小，可靠数据统计 COD 浓度统计值为 58.9 mg/L，可生
6、化性差。不应照搬大中城市污水处理模式，传统的系列化处理方法常常达不到预期效果。 3)现有的设施运行过程中，往往由于原水水质、水量波动大，操作人员很难掌握好操作技术等，使得处理效果不够理想。尤其是活性污泥法技术性强，需要专门的技术员来管理。 4)投资大、运转费用高。不仅会使国家增加这种间接的投入，而且还会因为这些工业的建设和生产带来新的环境污染。再者，很多污水处理厂，没有完善的污泥处理系统，污水厂的建设和运行还会带来其它材料和化学药剂的消耗，这样还会带来二次污染。 5)没有考虑充分的回收利用。 4 几种常用生活污水生化处理工艺及特点 4.1 传统活性污泥法 活性污泥法是城市生活污水和有机性工业生
7、产污水的有效处理方法。它于 1914 年在英国曼彻斯特市建成试验厂以来，已有 70 多年的历史。活性污泥法是利用河川自净原理的人工强化高效处理工艺，已成为有机性污水生物处理的主体。在煤矿生活污水的处理中，活性污泥法的应用是相当普遍的。该法对 COD 在 60%80%之间。传统活性物泥法处理效率高，适用于处理要求高，而水质相对稳定的污水，但是它对进水水质、水量变化的适应性较低，不耐冲击负荷，需要较高的动力和基建费用。 4.2 氧化沟 氧化沟法是活性污泥法的一种变种。氧化沟处理生活污水，处理效果稳定，操作管理简单，运行成本较低，日益受到人们的重视。氧化沟法由于其占地面积大等原因，在煤矿生活污水处理
8、站中的应用目前还不广泛。 4.3 生物接触氧化法 生物接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理方法。生物接触氧化法具有较强的耐冲击负荷能力，污泥生成量少，无污泥膨胀，易维护管理，如设计不当，容易产生堵塞。该法对有机物去除率 COD在 80%左右。近年来，在煤矿生活污水处理中，生物接触氧化法得到了广泛应用，尤其是采用生物接触氧化法的地埋式污水处理设备应用更广。 鉴于前两种方法受到使用条件的限制，目前在土地肥沃的平原地区很少采用。而生物接触氧化法是目前采用较多的方法，因此本文着重讨论该方法在煤矿生活污水处理中的应用问题。 5 生物接触氧化法常用工艺流程 5.1 典型工艺 典型工艺一般由格
9、栅、沉砂池、初沉池、接触氧化池、二沉池组成。其中格栅、沉砂池、初沉池构成一级处理；接触氧化池、二沉池构成二级处理，这是一般生活污水二级处理常用的、典型的工艺流程。 生活污水经外管网流入调节池（通过格栅去除污水中的漂浮物和粗大的悬浮物） ，调节水量、均衡水质，再由污水提升泵提升至水解酸化池（接触氧化池的混合液也回流至此）污水在此进行缺氧反硝化反应，将硝态氮和亚硝态氮还原成氮气去除，同时可去除部分 COD，并可提高污水的可生化性；污水经缺氧反应后流入接触氧化池，通过鼓风曝气，污水在此进行好氧生化反应，污水中绝大部分 COD、BOD5 等有机污染物被分解去除，出水流经沉淀池，在此污水中一些脱落的生物
10、膜和污水中绝大部分悬浮物被沉淀去除，沉淀池的出水自流入中间水池，再由过滤泵提升至机械过滤器进一步过滤（必要时投加部分药剂） ，出水流入消毒池，经二氧化氯发生器消毒后达标排放。 沉淀池中的沉淀污泥定期排至污泥池，当污泥池液位达到一定高度时开启污泥泵使污泥进入浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水处理。 5.2 二段接触氧化工艺 二段接触氧化工艺(以下简称二段工艺)的一级处理部分与典型工艺相同，二级处理由一段接触氧化池(简称一氧池)、一段接触氧化沉淀池(简称一滤池)、二段接触氧化池(简称二氧池)、二段接触氯化沉淀池(简称二滤池)组成。 5.3 工艺流程探讨 (l)上述两种工艺各有优缺点：a.复杂程度上二
11、段接触氧化工艺比典型工艺复杂，因此其造价略高；b.处理效果上二段工艺比典型工艺要好，且水质较稳定，其原因是二段工艺中的第一段对污水负荷能起到缓冲作用，两段中的微生物也各不相同，相当于两次生化处理，因此其出水效果好。 (2)上述两种工艺处理煤矿低浓度生活污水时，其一级处理设施值得探讨，主要是沉砂池、初沉池的必要性问题。一级处理的作用一般是对污水进行预处理，以减少二级处理的负荷，其悬浮物和 COD 的去除率一般为 50%和 25%左右，对低浓度污水处理效果还要差一些。煤矿生活污水中大多已经过化粪池处理，污水中泥、砂含量均比较低。据资料介绍我国城市污水厂也有因污水 COD 浓度低而停止使用初沉池的，
12、如广州大坦沙污水厂、大庆乘风庄污水厂、深圳污水厂。因此一级处理可以简化或改进，可以采用以下方法进行一级处理：a.只设沉砂池，不设初沉池。沉砂池最大流量停留时间按 30-60s；b.采用粗沉池代替沉砂池和初沉他。粗沉池沉淀时间取 20min 即可，远小于一般初沉池的沉淀时间 1.0-2.0h；c.保留沉砂池和初沉池，但预设超越管。污水浓度高时使用初沉池，浓度低时污水超越初沉池直接进入二级处理；d.不设沉砂池和初沉池，但需加细格栅或采用水力筛以拦截污水中的颗粒物。以上四种方法应根据污水及现场实际情况，慎重选择。 (3)二级处理部分除了上述的典型工艺和二段接触氧化工艺以外，也可根据当地的污水情况及现
13、场实际情况演化出许多其它工艺，比如一段活性污泥、二段接触氧化工艺：一段厌养、二段接触氧化工艺等等，现在都有了应用实例，究竟采用何种工艺好，应视当地的水质而定。 (4)二沉池的形式目前常用的有竖流式、平流式、斜板式，而接触氧化式沉淀池的特点是具有氧化和沉淀双重作用，它可以利用污水中的剩余氧气在沉淀池继续氧化分解有机物，从而提高处理效果。 参考文献 1陈磊, 郭光.SBR 法在煤矿生活污水处理中的应用J.煤炭工程, 2006，(01) : 2尚少鹏, 赵玉仑.煤矿生活污水处理模式探讨J.煤炭工程,2003，(10) : 64-66. 3邢洪魁.高庄煤矿生活污水处理及综合利用J .西南给排水,2009,31(04):
