煤礦井下排水流量計用于污水處理改造工程實踐案例

污水主要是由醫(yī)療含菌廢水、生活污水、傳染性病源污水構成，成分復雜。醫(yī)院污水容易造成空間污染，引起二次污染，并且部分帶有傳染性，如果不進行處理，直接排放，將造成嚴重的環(huán)境污染，并且會成為一種新的疾病傳播途徑，嚴重危害人們的身心健康。本工程所處理的污水原水為北京某醫(yī)院醫(yī)療廢水和生活污水的混合污水，處理出水直接排入市政污水管網(wǎng)，處理出水達到《醫(yī)療機構污染物排放標準》（GB 18466-2005）中的規(guī)定。本項目因其原污水可生化性較好，濃度不高，設計主體工藝為膜生物工藝，由于本項目是在不新增占地的基礎上進行改擴建，利用現(xiàn)有構建筑物，采用膜生物工藝替代現(xiàn)有的生物接觸氧化和沉淀工藝。構建可用于該污水處理的工藝與方法，確定運行參數(shù)和運行條件，提出切實可行的污水處理設計方案。煤礦井下排水流量計作一個重要的過程測量設備，整合在其中，為工程系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)的采集和系統(tǒng)的自動控制提供有力支持。

1、污水處理工藝
1.1 工藝流程
工藝流程為“化糞池+機械格柵+集水池+沉淀池+調(diào)節(jié)池+好氧池+膜池+消毒接觸池+清水池”。
1.2 工藝流程說明
1.2.1 污水處理。醫(yī)院各個接水點的污水匯流進入原化糞池，污水在此進行混合、厭氧發(fā)酵及初步沉淀等預處理。處理后的污水從上部溢流排出，進入污水站。
污水進入污水站后*先經(jīng)過機械細格柵，攔截污水中攜帶的較大懸浮、漂浮物，雜物經(jīng)格柵撈出、去除，污水通過格柵進入集水池，集水池中設有潛水排污泵，將污水提升至沉淀池，污水在沉淀池中進行沉淀處理，初步沉降去除污水中可沉降顆粒物，處理后的污水經(jīng)沉淀池集水槽匯集，流入調(diào)節(jié)池中。污水在調(diào)節(jié)池中進行水量調(diào)節(jié)、水質(zhì)混合，再通過水泵按設計小時流量提升進入后續(xù)的生化處理單元中。
本工程生化處理采用MBR工藝，該工藝分好氧池和膜池兩段，污水先進入好氧池上部向下流動，穿過池體，污水與池中大量的微生物（活性污泥）接觸，微生物攝取污水中的有機物，進行生化降解，處理后的污水及污泥從池體底部聯(lián)通孔進入膜池。污水進入膜池借助池內(nèi)的污泥及膜絲表面附著的微生物進一步生化降解有機物，同時膜池還具有泥水分離的功能。膜池中的污水需要透過膜絲，通過水泵抽吸排出，水中大于膜孔徑的雜質(zhì)全部被截留在池內(nèi)，透過膜絲的清水得到凈化。
膜池出水進入消毒池，在消毒池入口投加次氯酸鈉消毒液，借助來水沖擊力進行混合，并在池中進行充分的接觸反應，達到徹底殺滅水中各類致病菌、改善水質(zhì)的目的，消毒后的出水進入到清水池，檢測合格后外排。
1.2.2 污泥處理。本工程沉淀池、膜池中的污泥定期進入到污泥池，污泥在該池中進行儲存、重力濃縮，池底濃縮后的污泥經(jīng)消毒處理后由環(huán)衛(wèi)吸糞車吸出，外運處置。
1.3 核心工藝（MBR工藝）介紹
本項目的原混合污水可生化性較好，濃度不高，且是在不新增占地的基礎上進行改擴建，利用現(xiàn)有構建筑物。對于醫(yī)院現(xiàn)在運行的水質(zhì)水量的特點，原有工藝已不能滿足出水水質(zhì)穩(wěn)定達標排放。根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)水質(zhì)水量的要求及原有工藝構筑物的特點，考慮到生物膜（MBR）可將生物處理流程中的初沉、曝氣、二沉和污泥濃縮等繁瑣的功能單元，形成占地較小的一體化的生物處理中心。因此本項目核心工藝選擇為MBR工藝，且保障本項目出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達標。
1.3.1 懸浮物（SS）及濁度有高效的去除能力。中空纖維膜為管狀，管壁上有微孔，能夠截留住反應池內(nèi)的絕大部分懸浮物（SS）和活性污泥，截留的污泥形成多孔濾餅層，使可溶性的小分子物質(zhì)本來可以透過中空纖維膜，現(xiàn)受到濾餅的阻擋，被截留在反應器中，增加膜的去污能力。
1.3.2 有機物的去除效率高且耐沖擊負荷。由于膜攔截了全部的活性污泥，使反應器內(nèi)的活性污泥具有較高的水平，有利于有機物的去除。同時膜截留了絕大部分微生物，使得反應器中微生物種類和總量都非常豐富，耐沖擊負荷。
1.3.3 解決污泥膨脹問題及剩余污泥難處置問題。反應器中維持高MLSS、低F/M模式運行，能使有機物深度氧化，減少剩余污泥的排放。
考慮到MBR以上的特點，能夠解決本項目的相關問題，因此改造中選用MBR工藝。根據(jù)本項目水質(zhì)水量的特點進行相關參數(shù)調(diào)試，使本工藝運行達到*佳，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。
2、工程設計
2.1 格柵集水池
主要設計尺寸：4.0×4.0×6.2m，上層格柵間高3.0m，下層集水池高3.0m，全地下鋼混結構，利舊，一級提升泵出水管線更換，改為引至沉淀池。配套設備（現(xiàn)有2臺潛污泵和液位計進行更換，新增1臺RZ-LD/DN125煤礦井下排水流量計，其余為原有設備）：（1）潛水提升泵1：Q=75m3/h，H=10m，N=4.0kW，2臺，1用1備；（2）回轉式機械格柵：柵寬600mm，柵間距3mm，1臺；（3）煤礦井下排水流量計（集水池出水總管）：DN125，量程0～200m3/h，1臺。
2.2 沉淀池
主要設計尺寸：5.0×5.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊，現(xiàn)有布水器和出水堰進行更新，出水管線更換，改為引至調(diào)節(jié)池，上清液溢流至調(diào)節(jié)池。
2.3 調(diào)節(jié)池
主要設計尺寸：8.0×5.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊。配套設備（現(xiàn)有2臺潛污泵和液位計進行更換，新增2臺過濾精度為1mm的精密過濾器）：（1）潛水提升泵2：Q=30m3/h，H=8.5m，N=1.5kW，2臺，1用1備；（2）精密過濾器：過濾精度1mm，不銹鋼，管道式安裝，2臺；（3）煤礦井下排水流量計（調(diào)節(jié)池出水總管）：DN100，量程0～100m3/h，1臺；（4）超聲波液位計：量程0～6m，輸出信號4～20mA，1臺。
2.4 好氧池
主要設計尺寸：5.0×4.0×5.5m，半地下鋼混結構，池體利舊。拆除原池內(nèi)設施，新增1套曝氣系統(tǒng)。配套設備：盤式曝氣器：規(guī)格Φ260mm，通氣量3～4m3/h，ABS材質(zhì)，66個。
2.5 膜池（MBR）
膜池（MBR）內(nèi)裝中空纖維膜1片，是整個設備的核心處理單元，是生物處理——活性污泥法與截留過濾——微孔過濾膜法兩種工藝的結合。
主要設計尺寸：5.0×4.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊（將二級接觸氧化池改造為膜池）。拆除原池內(nèi)設施，新增2套膜組器和2臺回流泵（其中1臺冷）。運行狀態(tài)：回流泵出水回流至好氧池前段；排泥狀態(tài)：回流泵出水送至污泥池。
配套設備：（1）膜組器：Q=360m3/d，配套鋼絲軟管，膜支架304不銹鋼材質(zhì)，2套；（2）回流泵：Q=103.8m3/h，H=8m，N=3.7kW，碳鋼材質(zhì)，2臺，冷備1臺；（3）靜壓液位計：量程0～6m，輸出信號4～20mA，1臺。
2.6 接觸消毒池
主要設計尺寸：3.0×2.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊。消毒劑選用次氯酸鈉，投加點為接觸消毒池入口。
2.7 清水池
主要設計尺寸：3.0×3.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊。
2.8 污泥池
主要設計尺寸：3.0×2.0×5.5m，半地下鋼混結構，利舊。將現(xiàn)有液位計進行更新：浮球液位計：量程0～6m。
2.9 污泥井
主要設計尺寸：1.5×1.5×3.5m，全地上鋼混結構，利舊。
2.10 設備間
主要設計尺寸：9.0×4×3.5m，全地上磚混結構，利舊。主要設備：（1）吹掃風機：Q=8.37m3/min，5000mmH2O，N=11kW，2臺；（2）曝氣風機：Q=6.73m3/min，6000mmH2O，N=11kW，1臺；（3）產(chǎn)水泵：Q=42m3/h，H=9m，N=2.2kW，2臺，1用1備；（4）CIP泵：Q=40m3/h，H=12m，N=2.2kW，1臺；（5）次氯酸鈉儲罐：V=1000L，PE材質(zhì)，1個；（6）次氯酸鈉計量泵：Q=300L/h，5bar，泵頭PVC材質(zhì)，2臺，1用1備；（7）消毒劑計量泵：Q=21.9L/h，1.5bar，N=13.4～14.3W，220V，泵頭PVDF材質(zhì)，2臺，1用1備；（8）檸檬酸儲罐：V=200L，PE材質(zhì)，1個；（9）檸檬酸計量泵：Q=120L/h，3.5bar，泵頭PVC材質(zhì)，1臺；（10）控制柜：碳鋼噴塑材質(zhì)，1臺。
2.11 控制室
主要設計尺寸：4.0×4.0×3.5m，全地上磚混結構，利舊。現(xiàn)有控制柜進行更新。主要儀表：（1）在線pH計：pH 0～14，輸出信號4～20mA，1臺；（2）余氯分析儀：0～20mg/L，輸出信號4～20mA，1臺；（3）COD在線檢測儀：0～500mg/L，1臺；（4）氨氮在線檢測儀：0～50mg/L，1臺。
3、主要工藝單元運行情況
3.1 格柵、調(diào)節(jié)預處理單元的運行
醫(yī)院污水進入污水站后先經(jīng)過格柵攔截去除污水中大較大懸浮、漂浮物，然后經(jīng)過沉淀池，可將大部分可沉降顆粒物進行沉淀，上清液進入調(diào)節(jié)池，污水在調(diào)節(jié)池中進行水量調(diào)節(jié)、水質(zhì)混合。預處理單元SS去除率為30%左右，COD去除率為20%左右，其他污染指標去除不明顯，波動水質(zhì)得到混合均勻。
3.2 MBR工藝單元運行
MBR工藝可去除污水中的大部分有機污染物，氨氮、懸浮物。根據(jù)運行情況，好氧池、膜池溶解氧DO以2.0～4.0mg/L為宜。COD濃度從200mg/L降低至50mg/L以下，去除率為75%；BOD從120mg/L降低至10mg/L以下，去除率為92%；SS從70mg/L降低至10mg/L以下，去除率為86%；氨氮從20mg/L降低至5mg/L以下，去除率為75%。
3.3 消毒處理單元
污水站前面各級處理單元對水中的細菌、病毒處理效果有限，要確保污水中糞大腸菌群數(shù)等病毒性指標達標，主要依靠消毒處理單元。通過合理投加次氯酸鈉以及控制好污水與藥劑的混合效果、接觸反應時間可實現(xiàn)對污水中細菌、病毒基本滅絕，化驗檢測達到“未檢出”效果。
采用MBR工藝為核心的污水處理系統(tǒng)，后續(xù)配次氯酸鈉消毒使污水中各污染指標得到全面處理，COD去除率為80%左右，BOD去除率為92%；SS去除率為92%左右，氨氮去除率為75%左右。
（1）本工程處理工藝針對各項污染指標都有專屬處理，各處理單元設計負荷完全滿足規(guī)范要求，確保了系統(tǒng)*終出水各指標優(yōu)于標準要求；
（2）工程設計現(xiàn)場勘查詳實，結合了現(xiàn)場實際情況，所有構建筑得到合理、充分利用。