某煤礦廢水污水處理場高密度沉淀池改造
通過對現(xiàn)有污水處理工藝分析，找出污水處理場出水水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)原因，通過對高密度沉淀池改造，使污水處理場出水可以穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)降低運(yùn)行費(fèi)用。
水資源是人類生存和社會發(fā)展所不可或缺的物質(zhì)。隨著國家的經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展，排放的工業(yè)廢水量逐年上升，水環(huán)境的污染成為制約工業(yè)發(fā)展的重要因素。因此，對工業(yè)廢水處理與回用越來越重要。
1 污水處理場改造前概況
1.1 改造前設(shè)計(jì)水量水質(zhì)
污水處理場設(shè)計(jì)水量為200m3/h，工程實(shí)際水量為300m3/h，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)負(fù)荷。本項(xiàng)目處理后的凈水需符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)和《煤炭工業(yè)給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（MT/T5014-96）中的選煤用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主要求，本項(xiàng)目排水水質(zhì)要求按各標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主要求的最高指標(biāo)執(zhí)行，污水處理場進(jìn)出水主要指標(biāo)參數(shù)見表1。
1.2 改造前處理工藝
污水從礦井提升后進(jìn)入初沉池，經(jīng)初沉池沉淀處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后通過提升泵提升后進(jìn)入高密度沉淀池，在高密度沉淀池經(jīng)過絮凝沉淀處理后進(jìn)入砂濾和碳濾罐組，經(jīng)砂濾過濾和碳濾吸附后排入消毒池，消毒后排入回用水池。
改造前處理工藝
1.3 改造前運(yùn)行情況
由于礦井規(guī)模改變，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行時(shí)水量達(dá)到300m3/h，一直處于超負(fù)荷運(yùn)行，出水水質(zhì)無法達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求。主要超標(biāo)指標(biāo)為SS，出水SS濃度長期維持在10mg/L以上。
1.4 污水處理場改造前主要問題
該污水處理場改造前存在的主要問題：混凝劑為聚氯化鋁，投加量為200mg/L，絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為10mg/L，投加量均過大;砂濾和碳濾反沖洗頻繁;污泥脫水性能差。
2 升級改造方案
2.1 污水處理場主要問題分析
對于污水處理場改造前存在的主要問題進(jìn)行分析：①混凝劑和絮凝劑的投加位置為同一位置，混凝劑沒有經(jīng)過與廢水劇烈攪拌，導(dǎo)致混凝劑水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)反應(yīng)不充分。②高密度沉淀池中只有一個(gè)攪拌漿，位于導(dǎo)流筒上端，攪拌器功率為0.75kW，攪拌器功率偏小。③實(shí)際運(yùn)行污水量增加，導(dǎo)致高密度沉淀池超負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)現(xiàn)場條件限制，無法增加污水處理設(shè)施。④由于高密度沉淀池運(yùn)行效果不佳，導(dǎo)致砂濾和碳濾反沖洗頻繁，同時(shí)由于混凝劑和絮凝劑投加量過高，導(dǎo)致污泥的脫水性能差。
2.2 高密度沉淀池改造
本項(xiàng)目高密度沉淀池共設(shè)兩組，設(shè)計(jì)尺寸：8.5×5.1×5.0m（L×B×H）×2座。導(dǎo)流筒：1.0m×3.0m，反應(yīng)室：V=39.8m3。
根據(jù)改造前運(yùn)行情況，主要改造內(nèi)容如下：①更換攪拌機(jī)電機(jī)，由原來的0.75kW改為4kW，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速由原來轉(zhuǎn)速30rpm改成68rpm;②將原有的一層攪拌槳改為兩層;③在絮凝反應(yīng)室中加折流板。
2.3 改造后主要參數(shù)
高密度沉淀池由快速混合池、絮凝反應(yīng)池、沉淀池組成[3]。其中沉淀池部分未做改動(dòng)，這里主要介紹混合池和絮凝反應(yīng)池：
①混合池：通過在混合池內(nèi)的攪拌機(jī)，使混凝劑在污水中快速分散，與污水混合均勻，以形成小的絮體。
由于原設(shè)計(jì)沒有專門的混合池，此次改造將導(dǎo)流筒改成混合反應(yīng)區(qū)，混合反應(yīng)時(shí)間設(shè)為56s，攪拌速度梯度G值為990s-1，符合混合池停留時(shí)和速度梯度間要求。
②絮凝反應(yīng)池：在導(dǎo)流筒內(nèi)混凝的污水流至絮凝反應(yīng)池內(nèi)，由上至下通過折板絮凝反應(yīng)，使細(xì)小的絮體形成為較大的絮體，污水流入沉淀池，絮體經(jīng)過沉淀被去除[4]。
改造后的絮凝池絮凝反應(yīng)時(shí)間為16min，滿足一般污水處理對絮凝池反應(yīng)時(shí)間的要求。
3 改造后處理效果及效益分析
3.1 改造后處理效果
通過改造后，混凝劑為聚氯化鋁，投加量為80mg/L，相比改造前，混凝劑投加量減少了120mg/L;絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為3mg/L，相比改造前絮凝劑投加量減少7mg/L。通過高密度沉淀池改造，混凝劑和絮凝劑投加量均有較大幅度的降低，處理效果反而更好，處理后的出水可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。由于混凝劑和絮凝劑投加量減少，污泥的脫水性能有所提高，同時(shí)，由于高密度沉淀池處理效果變好，減少砂濾和碳濾反沖洗頻率。
改造后，該污水處理場2010年10月～2010年11月期間出水SS濃度分布見圖3。
從圖3可以看出，該污水處理場經(jīng)升級改造后，其出水SS濃度可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 效益分析
高密度沉淀池改造前每天耗電總量包括攪拌機(jī)和刮泥機(jī)（2.2kW）的耗電，為141.6kWh/d，電費(fèi)按0.65元/kWh計(jì)，則每天耗電費(fèi)用為92元;混凝劑投加量約200mg/L，單價(jià)1.5元/kg，每噸廢水處理費(fèi)用為0.30元，每天的費(fèi)用為2160元;絮凝劑投加量約10mg/L，單價(jià)16元/kg，每噸廢水處理費(fèi)用為0.16元，每天的費(fèi)用為1152元;每天合計(jì)費(fèi)用3404元。
高密度沉淀池改造后每天耗電量為297.6kWh/d，電費(fèi)按0.65元/kWh計(jì)，則每天耗電費(fèi)用為193.4元;混凝劑投加量約80mg/L，單價(jià)1.5元/kg，每噸廢水處理費(fèi)用為0.12元，每天的費(fèi)用為864元;絮凝劑投加量約3mg/L，單價(jià)16元/kg，每噸廢水處理費(fèi)用為0.048元，每天的費(fèi)用為345.6元;每天合計(jì)費(fèi)用1403元。
綜上，通過對高密度沉淀池進(jìn)行改造后，高密度沉淀池運(yùn)行費(fèi)用有較大的降低。
4 結(jié)論
本項(xiàng)目在不增加構(gòu)筑物的情況下，通過對高密度沉淀池進(jìn)行改造，使其出水能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。通過對其改造前后的出水水質(zhì)、能耗、噸水處理費(fèi)用等進(jìn)行比較分析，出水水質(zhì)較改造前有了明顯提升，能耗有所增加，藥劑費(fèi)明顯降低，總運(yùn)行費(fèi)用較改造之前有了較大幅度的降低。
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