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3 奼℃按澶勭悊鍘傚緩絳戣捐＄殑鍙戝睍瓚嬪娍
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❷ 煤礦污水處理廠設計的探討
為了加強煤礦污水治理，保護水環境，新建礦井非常重視環保建設，並投入了大量的資金。設計部門也對生活污水處理進行了多工藝、多方案比較與探索。針對目前煤礦污水處理中有關建設規模和工藝技術談一些個人的看法。
1合理確定建設規模
對一個礦井來說，需根據礦井總體規劃和排水規劃，分期分批地建設污水管網和污水處理廠，要根據水環境保護的目標，分期實施，逐步到位。
（1）目前部分煤礦工業場地和居住區各建一座污水處理廠，兩處征地，重復建設，投資增加，運行能耗高，管理費用高，技術力量分散，噸水處理成本高。一般來說，礦井工業場地和居住區相距不是很遠，合建一座一定規模的污水處理廠更合理，考慮從居住區向工業場地排水，管道埋設太深，可在中間設置污水提升泵站，或者在工業場地與居住區中間地段征地建設污水處理廠。採取合建方式，不但可節省投資，且可大大降低運行成本。
（2）目前許多新建礦井設計中根據規范及全員效率，勞動定員數量較少，而實際建成後煤礦招聘大量的勞務人員，以及隨著煤礦的發展，涌進大批的外來人員，使得煤礦的用水量增加，污水量也隨之增大。因此，對於新建煤礦污水處理廠的設計，在建設規模時應考慮予留系數。
（3）由於煤礦污水水質水量變化較大，合理地確定設計的污水水量和污水水質，直接涉及工程的投資、運行費用和費用效益。生產污水與生活污水通盤考慮，不使留餘地過大，避免增加投資、使設備閑置或低效運行。
2煤礦污水處理設計常用流程
一般來說，不同煤礦對出水的要求差異較大，應根據我國環保部門的要求確定處理程度，以確保出水水質。由於生活污水中的氮和磷對水體有富營養化的影響，污水處理要求有脫氮除磷的效果。
煤礦污水水質與一般城市污水性質類似，但不同於城市污水（城市污水中常包括部分工業廢水）。其特徵可概括為：水質水量變化較大，污染物濃度偏低，污水可生化性好，處理難度小。
煤礦污水處理廠設計時在80年代採用活性污泥法處理工藝的較多，由於污水中有機物含量太低，在運轉過程中微生物得不到最低限度的營養物質，形不成活性污泥，運轉不起來。氧化溝污水處理工藝，也存在同樣的問題，迴流活性污泥迴流不起來，致使原氧化溝系統變成了附加曝氣的帶狀平流沉澱池，達不到要求的處理目標。
90年代以來污水生物處理新工藝、新技術的研究開發應用取得了很大成就，許多新工藝應運而生，這些新工藝的共同特點是：高效、穩定、節能，並具有脫氮除磷等多功能。較典型的工藝有：
（1）A2/O工藝該工藝是厭氧，缺氧，好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，是70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝（A/O）的基礎上開發的。
（2）SBR工藝序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。SBR實際上是出現最早的活性污泥法，70年代出現於美國，經過20年的研究開發革新，將可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理進行有機結合，成為改良型的SBR工藝。
（3）BAF工藝即曝氣生物濾池工藝，是90年代初開發的新型微生物附著型污水處理技術，能同時完成生物處理與固液分離，通過調整濾池結構形式而成為具有脫氮除磷功能的組合工藝。
3BAF工藝處理煤礦污水
3.1工藝流程
曝氣生物濾池是最先在歐美發展起來的在歐美和日本等發達國家廣為流行，近些年來在我國已有數十家污水處理廠應用。如大連、慈溪、新會、楊凌，在山西的煤礦生活污水處理中也有應用。
該技術綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用。污水從濾池底部進入濾料層，濾料層下部設有供氧的曝氣系統進行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，有機物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由於在堆積的濾料層內和微生物膜的內部存在厭氧/缺氧環境，在硝化的同時實現部分反硝化，從濾池上部的出水可直接排出系統。
3.2工藝特點
BAF作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統活性污泥法和接觸氧化法相比，具有以下的優點：
（1）具有較高的生物濃度和較高的有機負荷。曝氣生物濾池採用粗糙多孔的球狀濾料，為微生物提供了較佳的生長環境，易於掛膜及穩定運行，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內微生物量遠遠大於活性污泥法中的微生物量（可達10～15g/l），高濃度的微生物量使得BAF的容積負荷增大，減少了池容積和佔地面積，使基建費用大大
降低。
（2）工藝簡單、出水水質好。由於濾料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產生的粘性物質形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超過15mg/l。因進行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現為生物膜較薄，活性較高。有時即使生物處理發生故障，在短期內其物理作用機理仍可保證高質量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標准，同時可用於回用。
（3）抗沖擊負荷能力強。由於整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統活性污泥那麼敏感，同時無污泥膨脹問題。
（4）氧的傳輸效率高。曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%-30%，曝氣量明顯低於一般生物處理。其主要原因是：
1因濾料粒徑小，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率；
2氣泡在上升過程中，由於濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經過濾料的縫隙，延長了其停留時間，同樣有利於氧的傳質；
3理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，減少了供氧量。
（5）易掛膜、啟動快。BAF調試時間短，一般只需7～12天，而且不需接種污泥，採用自然掛膜馴化。由於微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運行管理簡單。BAF在短時間內不使用的情況下可關閉運行，一旦通水並曝氣，可在很短時間內恢復正常運行，這一特點說明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區的污水處理。
（6）菌群結構合理。傳統活性污泥法中，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優勢菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發生。
（7）自動化程度高。由於相關工業技術的發展，一些先進的自動化設備如液位感測器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產品的出現，使得曝氣生物濾池系統運行管理自動化得以順利實現。
曝氣生物濾池系統可以對進水水質、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測，並通過PLC控制系統方便地調整曝氣時間的長短，控制風機的供氧量，做到優化運行，PLC系統對濾池進行自動反沖洗。
（8）脫氮效果好。通過不同功能的濾池組合或同一濾池中的不同功能區分布，使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。其原理是通過對兩組濾池或同一座濾池內分別人為地造成好氧、兼氧的生物環境，不僅能去除一般有機物和懸浮固體，而且具有較好脫氮功能。
在一級濾池（C/N池）和二級濾池（N池）中的曝氣階段需要不斷調節溶解氧水平，使溶解氧達到較高水平（約2～3mgO2/l），而在DN池中使溶解氧達到較低水平（約0.2～0.5mgO2/）。
4BAF工藝的出水回用
眾所周知，水資源緊缺已經成為世界性問題。我國也同樣面臨水資源短缺的現實。污水再生利用是提高水資源綜合利用率、緩解水資源短缺矛盾、減輕水體污染、實現有限水資源的可持續利用的有效途徑之一。煤礦污水經過處理消毒後，可用於綠化、沖洗、工業用水。採用BAF工藝處理煤礦污水，出水水質穩定，優於一般傳統生物處理工藝，其出水消毒處理後，就可以作為中水回用。
曝氣生物濾池工藝具有體積小、佔地省、效率高、出水水質好、流程簡單、操作管理方便等特點，實際運行中可以實現中央集中控制和現場手動自動控制，經過多個工程實際應用，日趨已經成熟，其出水經消毒處理後可以達到中水回用的標准。據了解，目前我國每處理，1m3污水直接投資在1000元左右，而採用BAF工藝處理則可控制在500元左右，且能節省近4/5的佔地面積。煤礦污水水質水量變化較大，污染物濃度偏低，污水可生化性好，BAF工藝比較適用。
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❸ 城市污水處理廠節能技術研究的具體意義
污水處理廠節能的意義
1、 概述
污水處理是一個世界性的難題，近年來，隨著全球經濟的迅速發展，污水處理廠的規模越來越大，因此產生能耗問題也越來越嚴峻。據統計，處理活性污泥的系統中，其運行成本但能耗成本就佔到總成本的30%~ 80%。美國有官方數據表明：城鎮的污水處理廠所耗費的電能佔全國總用電量的3%。其還有數據預測，由於人口的不斷增長與污物處理的標准越來越高，在未來的15~20年內，污水處理廠的能耗成本將增加20%以上。我國目前經濟發展迅速，城鎮化進程不斷推進，全國大部分的城鎮都增加了污水設施，在提升了污水處理率的同時，能耗率也隨之上升。在未來的幾年，為了適應經濟發展的需求，同時也響應國家的號召，污水處理的規模將會越來越大，使得全國范圍內的電力資源緊缺日益突出。因此，對污水處理廠的能耗管理和節能降耗措施進行研究，達到節能降耗的目標，這對我國的社會穩定與經濟發展都存在極其重要的意義。
2、 污水處理廠的能耗分析
2.1 國外污水處理廠的能耗分析
西方發達國家比較早產生能源危機意識，這是有其歷史淵源的。從上個實際70 年代開始，西方歐美等發達國家相繼爆發了能源危機，這個局面直接導致歐美等國發達國家在20 世紀末能源價格開始飆升。鑒於此，在工業領域內最先由美國掀起了節能技術的研究。此後美國一直引領工業節能技術的潮流，包括對污水處理廠的節能技術研究。美國的污水研究人員曾對全國的公共污水處理設備進行了關於單元過程與單元操作的能耗情況的調查，並在做了一次詳盡的污水處理設備能耗分析報告。當時這
次調查覆蓋了幾乎全部的城鎮污水處理的生物、物理和化學等方式，甚至對建築物附屬的製冷、制暖等設備也進行了調查。在此基礎上，也詳盡計算了可回收利用的能量。此後，美國另外幾位研究人員E.J.Middlebrooks、C.H.Middle－brooks等根據 Wesner的研究結果，估算了每個污水處理系統的最小能耗量。最後，在其分析報告中指出，隨著經濟規模的擴大以及能源價格的提升，每年用於污水處理的能耗開支將大幅度上升，而選擇低流量的污水處理工藝將作為節能能源開支的重要的手段。接著，另外兩名研究人員Roberts 與Hagan 通過分析處理100mgd 較具典型性的活性污泥污所需要的總能量，研究出了污水處理廠能源消耗的結構，並且首次提出對污水處理廠進行節能降耗，需要建立在資源管理與綜合平衡利用的基礎上，而不僅僅依靠節省能源的技術。2.2國內污水處理廠的能耗分析在上個世紀七八十年代經濟剛剛復甦的階段，我國的污水處理規模尚小，隨著改革開放的深入，各類型的工廠如雨後春筍，紛紛屹立在神州大地上，不可避免地產生了污水污染問題，隨著能源的消耗越老越多，國家不能不考慮對污水處理廠實施節能降耗的措施。但是，因為我國正處於經濟發展的上升階段，一直以來對此問題的重視程度不夠，相關的調查研究也較少。當前，我國城鎮污水處理廠處理污水普遍採用生物處理工藝。這種工藝以二級處理或者三級處理為主體，處理的內容通常包括污水、污染物的預處理、生化處理及污泥處理三個部分。而消耗的能源主要是燃料、葯劑和電能。
通過國內外許多污水處理廠的數據指出，污水的提升泵、污泥處理設備與曝氣系統是主要的耗能設備。從事排水工程的工程師羊壽生曾設計了一個試驗，對我國典型一級、二級污水處理廠各單元操作過程作了電能耗費估算，污水廠規模按25000m3Pd，二級處理廠的電能耗值為0.266kWhPm3，用處理單位體積污水的耗電量(kWhPm3)表示估算的結果。結果顯示，我國城市污水處理廠能耗主要用於污水、污泥的提升，生物處理的供氧，以及污泥處理這幾個工藝過程，其中在二級處理工藝中，污水提升泵的用電量在總用電量的10%~20%之間，污泥加熱設備的用電量占總用電量的10% ~25%之間，而曝氣系統則占總用電量的50%~70%。三者用電量相加，高達總用電量的70%以上。所以，對污水處理廠進行節能降耗，重點在於降低污水提升泵、污泥處理設備以及曝氣系統的用電率，藉此實現節能降耗的目標。
3、 污水處理廠耗能現狀分析
隨著人民生活水平以及經濟水平的提高，國家不斷提高污水處理廠的水質，以滿足經濟生活的需求。現行的污水處理耗能標准達到0.15～0.28（kW·h）/m3污水，全國污水處理的成本開支平均為0.8元/m3，而且這樣的成本價格呈現上漲的趨勢。相關的部門面對如此高的污水處理成本，正想方設法利用新技術，結合各個地區的特點與各個處理廠的優勢，努力探明單元過程的能量需求(energyrequirements)，做出污水處理廠的有效運轉和管理規劃，首先在污水處理廠的規劃、設計階段體現節能目的，然後通過選擇污水處理的適合工藝、設別和途徑進行節能降耗，國家法律部門加緊制定相關節能減排的規定，對不執行法律法規的個別單位進行嚴懲警告，切實際落實好污水處理廠的節能降耗工作，以維持國家經濟發展的可持續發展過程。
4.污水處理廠節能途徑與措施
4.1污水處理廠能量利用審核
傳統的污水處理廠進行處理活動時，缺乏利用能量的具體方案和規劃，由此造成無節制的能源消耗，甚至能源浪費。針對此問題，相關部門對能量的使用進行審核管理，監督污水處理廠開始提前制定能量利用規劃，由管理部門作出審核結果。審核管理不但可以提供使污水處理廠正常運轉的數據，還能對污水處理廠的工藝選擇以及處理方案有一定的指導性。使用生命周期分析成本的辦法，對各單位的組件以及處理系統進行數據分析，並且優化其結構，以此滿足降低能耗的要求，節省成本；構建科學的能源利用審核程序和評估標准，用這套程序和標准對各廠的污水處理所需能量進行審核，同時要監督污水處理廠對設備進行維護，對於老舊、存在隱患的設備進行更新換代，對其設備的升級和更換提出建議和方案。通常審核能源利用的程序分為兩步：一是研究工程的可行性，包括處理方案的評估；初步的設計方案；項目的工作范圍、成本以及財務評價等；二是詳細的設計流程，包含施工、試營運、職業培訓、運正式行和維護等內容，正常營運一段時間後，依據運行能耗數據檢驗系統的效率和成本開支。這個審核的過程從工程的預備階段一直持續到工程運行後的維護、檢測階段，這樣可以明確具備節能降耗的單元。
❹ 單純的污水廠建設對城市發展的利與弊
1. 污水處理廠項目對於改善城市環境具有顯著意義。隨著城市化進程的加速，生活污水和工業廢水的排放量不斷增加，給城市水環境帶來了巨大的壓力。污水處理廠的建設能有效收集並處理這些污水，去除其中的有害物質，防止污水直接排入自然水體，從而保護河流、湖泊等水資源的清潔與安全。
2. 該項目對於提高水資源利用效率具有積極作用。經過污水處理廠處理後的水，即再生水，可以用於農業灌溉、城市綠化、道路清潔等多個領域，從而減少對新鮮水源的依賴，實現水資源的循環利用。這不僅有助於緩解城市用水緊張的局面，還能在一定程度上降低用水成本，為城市的可持續發展提供有力支持。
3. 污水處理廠項目的實施需要綜合考慮技術、經濟、環境等多方面的因素。在技術上，應選用成熟可靠的污水處理工藝，確保處理效果穩定達標；在經濟上，要合理規劃項目投資，控制運行成本，實現經濟效益與社會效益的平衡；在環境上，需注重項目的景觀設計與生態恢復，使污水處理廠成為城市中的一道亮麗風景線。
4. 總的來說，污水處理廠項目是城市環保建設的重要組成部分，它不僅能夠提升城市的污水處理能力，保護珍貴的水資源，還能推動城市的綠色轉型和可持續發展。通過科學規劃與有效管理，我們有信心將這一項目建設成為城市發展的綠色引擎。