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炉峪口煤矿
污水厂中水回用技术的研究和应用
技 术 报 告
炉峪口煤矿 2009年12月25日
一、研究背景和目的
个人资料整理 仅限学习使用 我国是水资源短缺的国家，目前在很多地市缺水问题都比较突出，而同时污水排放量的快速增长也影响到了自然界的水环境，对城市经济社会可持续发展构成了严重威胁。根据《水资源公报》统计，2008年全国废污水排放总量达到758亿吨，随着我国工业化和城镇化进程明显加快，对污水处理回用提出了更高要求。 水利部水资源司副程晓冰在由清华大学和中国水网主办的“2018城市水业战略论坛”上曾发表讲话指出，我国水资源短缺，城市缺水问题突出，污水处理回用是战略选择，意义重大。 城市污水处理回用在替代清洁水源的同时减少了污水排放量，降低了城市排污负荷，具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等特点，可以提供安全可靠的替代水源，是解决城市缺水问题的战略选择。 生活污水若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。 炉峪口煤矿采用有效的污水处理技术将污水处理达标后，除将处理水排入汾河外，2009年还专门修建了一趟管路将污水厂与矿井站连接，将部分通过中水回用的工程和技术处理后的生活污水回用于井下生产和煤场喷淋及其它非人体接触用水，为矿区生活污水的合理利用提供了可能，同时也节约了大量清洁水源。有效地促进了矿区“节能减排”建设。 个人资料整理 仅限学习使用 二、研究技术方案
该工程主要以炉峪口煤矿污水处理厂生活污水处理后的合理利用进行研究，系统地对我矿污水处理后又返回矿井进行再利用的现状和展望进行阐述。 该研究方案主要内容为2009年我矿为合理利用污水厂处理过的污水、减少向汾河的排放，降低汾河的自净负担，兴建了一趟连接污水厂与地面矿井站的管路，通过对本次工程的研究，为拓展处理后污水的使用范围，进一步提高中水的利用效率提供了参考依据。其主要研究依据为污水厂出具的管路施工图、各项日常工作记录以及其运行和使用现状。 三、研究内容
煤矿的水污染源主要是矿井污水和生活污水。炉峪口煤矿污水处理厂处理的生活废水主要来自职工食堂、澡堂、办公楼、公寓楼和家属楼等，经统计，日产生污水量约为2600吨/天。 炉峪口煤矿生活污水主要污染物有CODcr、BOD5和SS，是可以通过一系列污水处理工艺达到国家排放要求的，这些生活污水经过下水管网最后汇集到矿污水处理厂，在污水厂会通过一级物理法、二级生物法、三级化学处理共三级处理，通过三级处理后的水叫做“中水”，学名为：再生水。经检测，我矿处理后的污水可以达到国家一级B的标准<水中各项数据最高指标为：化学需氧量COD：60mg/L、生物需氧量BOD5：20mg/L、
个人资料整理 仅限学习使用 悬浮物SS：20mg/L、动植物油：30mg/L、石油类：3mg/L、阴离子表面活性剂：1mg/L、总氮<以N计）：20mg/L、氮氧<以N计）：8mg/L、<水温＜12°时为15mg/L）、总磷<以P计）：1.5mg/L、总氮<以N计）：20mg/L、色度<稀释倍数）：30、PH值：6～9、粪大肠菌群数：104个/L），经处理后的污水除部分排入汾河外，理论上还可以直接用于非人体接触用水，比如绿化灌溉、冲洗马路、冲洗马桶、洗车等，具有良好的综合利用价值。 炉峪口煤矿污水厂污水处理工艺流程为：生活污水→机械格栅→泵房→沉砂池→调节池→初沉池→接触氧化池→二沉池→集水池→高效过滤→二氧化氯消毒→清水池→加压泵房→矿井站回用。 其中接触氧化池末端通过泵将混合液回流到缺氧池，从而实现脱氮功能。在接触氧化池内增设内回流，并延长生化处理构筑物中的停留时间以完成脱氮要求的工艺改进。此外还应增加深度处理措施，以保证出水SS、TP及BOD5等达标。另外，污水处理厂的污泥处理继续使用原有工艺，即将剩余污泥打入污泥缩池中，然后再进入污泥干化场进行干化处理，并处运填埋。 该项处理工艺的主要特点有：
a.采用新型组合式填料+立体弹性填料。 b.采用高效微生物污水处理技术。
个人资料整理 仅限学习使用 c.改刚玉曝气器为可变微孔膜片式曝气器。 d.采用混凝沉淀+高速过滤的深度处理工艺。 e.改氯气消毒为二氧化氯消毒。
f.采用先进污水处理设备，减小总装机功率，节约成本。 2009年3月至9月间我矿正式进行回水利用主管路铺设施工，工期6个月，其主要工程包括：1、污水厂泵房土建、泵房水泵安装；2、开挖土方及铺设管道总长2336.2m，途径一条国家二级公路和两座桥、并沿狮子河面铺设1773m，继而转向地面矿井站，3、此外还要在地面矿井站内建设一个清水消毒池，用于汇集回水、并保持足够的消毒时间，达到要求后再将消毒后的回水送入矿煤场和井下静压水管用于井下生产和煤场喷淋。.
污水厂至矿井站提水工程平面示意图炉峪口煤矿污水厂至矿井站提水工程平面示意图
洗煤厂道路矿区污水泵房污水厂110m狮村大桥110m子907m矿大桥河9mB36.5mC206m120m2.7m公路D54m18mA231m上水管道总长为2336.2m图 例污水管路回水管路污水流向回水流向水池矿井站矿区回用如图，管路铺设是该项工程的主要部分，其中污水处理厂泵房
个人资料整理 仅限学习使用 至A处铺设管路110m，采用人工挖土方、A处至B处铺设管路231m，采用空压机开挖岩石、B-C-D段铺设管路共计36.5m＋11m＋907m＋9m＋206m＋12m＝1821.5m，采用顶压管施工；D处至矿井站水池2.7m＋54m＋18m＝74.7m、剩余其余管路99m，管道采用直径φ110mm钢管焊接连接，钢管上涂刷除锈剂2遍，在土方开挖及铺设管路完成后，再进行人工回填土方夯实。 该项工程于2009年9月完工，完工后即投入试运行，平均每天能够向煤场及井下处理并输送回水300吨，占到矿污水处理厂日处理污水的11.538%，即超过一成的处理污水可以被回收利用。 四、新工艺实际应用
我国从1980年开始研究污水回用<中水利用），1990年在北京实验性地建设中水管网，1993年在大连、青岛、天津等城市推广并开展了中水工程，从中取得显著效果。 炉峪口煤矿从上世纪80年代后期开始引进该项技术并开始应用。后来又应矿井生产需要改造多次。2009年正式建设连接污水处理厂和地面矿井站的回水管路，实际应用时间还很短，目前炉峪口煤矿中水回用效率还不是很高，中水回收综合利用还具有比较广阔的前景，因此还应继续改善污水处理设备及中水回用管网建设，使污水回用技术得到充分应用,为矿区的建设
发展发挥重要作用。 个人资料整理 仅限学习使用 五、经济效益和社会效益 经济效益及计算依据：
生活污水回用工程完成后，按每天回用生活污水300吨计算，全年可减少抽取地下水109500吨，按每吨1元计算,每年可节约水资源费用为11.0万元，同时减少向汾河排放COD5.48吨。 静态投资回收期= 1950000×( 1 + 18% >/109500 = 21年 主要社会效益：
1.减少太原市及古交市城市水环境污染，提高城市品位，促进城市经济的发展。
2.减少水体污染，改善周边居民的生活环境，提高水体的使用功能，改善矿区的卫生面貌。
3.经处理后的污水可用于井下生产、煤场喷淋及矿区景观，也可用于冲厕、消防、地面清洁等。
六、同类技术对比分析
由于世界范围内淡水资源的匮乏，生活污水处理技术越来越受到重视。
在污水处理这一工艺中，中水开发与回用技术得到了迅速发展。在美国、日本、印度、英国等国家得到了广泛应用，这些国家均以本国度区域的特点确定出适合国情国力的中水回用技术，使中水回用技术越来越臻于完善。 在我国，污水资源化具有广阔的空间，从1980年开始研究污水回用，1990年开始在北京实验性地建设中水管网，1993年
个人资料整理 仅限学习使用 在大连、青岛、天津等城市推广这一技术。 炉峪口煤矿经过引进和多次改造该项技术和相关设施，并及时进行工作总结和工程分析研究，使得污水处理效率和回收利用率得到了显著提高，使得我矿的该项技术在兄弟矿井中仍能居于前列。 七、结论
炉峪口煤矿从80年代后期正式建设污水处理厂，后又引进中水回用技术并多次进行技术和相关设施的改造和施工，平时做好日常工作记录，及时备案，总结出了一套能够适应我矿实际生产情况的污水处理流程和细节改造，并能够行之有效地应用于矿区实践，有效地提高污水处理厂的处理效率和回水利用率。在此基础上，还将继续将该思想和技术推广，继续拓宽该项技术的应用范围，并能够进一步促进我矿的节能减排工作。
