煤矿污水处理厂污泥产生和处理分析

吴丽君

（山西大同同煤集团云冈矿污水处理厂，山西 大同 037017）

1 污泥对环境的污染

伴随着越来越多的煤矿污水处理设施的投入使用、污水处理率的不断提高和污水处理程度的不断深化，污水处理厂也会大大增长污泥产生量，由污泥引起的土壤污染、农作物污染、水源水质恶化等二次污染问题已越来越受到污水处理厂的重视。其中污泥中的盐分、病原微生物、氮磷、有机物高聚物和重金属等五种物质对环境污染最为严重。

2 污泥处理的目的与意义

为了给煤矿的员工家属创造一个健康、和谐的居住环境，怎样环保地处理污泥已经成为煤矿污水处理厂和相关部门日益重视的问题。污泥的处理一般采用污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水、污泥干化、污泥外运填埋等几种方法联合处理。稳定化、无害化和减量化是对污泥处理提出的总的要求。

3 我国关于污水处理厂污泥处理的国家标准

我国关于污水处理厂污泥处理标准有：①国家标准“农用污泥质量标准”（GB4284－84）。②部级标准“城市污水处理厂污水污泥排放标准”（GJ3025－93）。

4 污泥产生分析

4.1 污泥的来源

4.1.1 污泥的概况

煤矿污水处理厂产生的污泥是一种由大量煤粉、胶体、有机残片、无机颗粒、细菌菌体等组成的相当复杂的非均匀质体。产生的污泥量一般占处理污水量的0.3%～0.5%（体积）或者大概是污水处理量的1%～2%（质量）。如果污水处理属于深度处理，污泥量就会相应增加0.5～1倍。含水量高是污泥最显著的特点，一般可以达到25%～98%，因此造成污泥体积庞大，很难处理。

4.1.2 污泥的种类

根据不同的污水处理工艺，污泥可以分成四种：第一种称为初沉污泥，产生于污水处理的初沉池。第二种称为剩余污泥，产生于污水处理的二沉池或曝气池。第三种称为消化污泥，产生于经过厌氧消化或好氧消化的处理过程中。第四种称为化学污泥，产生于混凝、化学沉淀等处理过程中。

4.2 产生的污泥量的分析

由于在污水处理过程中污水水质和处理工艺不一样，因此污水处理后产生的污泥量也会不一样。也就是说，水质不同，同一体积的污水产生的污泥量不同；同一污水，处理工艺不同产生的污泥量也不同。表1是计算一般煤矿污水厂的污泥量时常采用的经验数据。

表1 一般煤矿污水厂的污泥量

5 污泥处理分析

5.1 煤矿污水二级处理厂污泥处理典型流程

污泥处理是煤矿污水处理过程的最后一环，在处理过程中起着非常重要的作用。减少污泥量并使其稳定、便于污泥的运输和最终处置是污泥处理的主要目的。污泥的性质以及污泥最终处置的要求决定了污泥处理的主要工艺。图1是以活性污泥法为主的煤矿污水二级处理厂污泥处理典型流程。

图1 污泥处理工艺流程

如图1所示，在一级处理过程中产生的初沉污泥和在二级处理过程中产生的剩余污泥分别进入储泥池后进行污泥浓缩，经过污泥浓缩后又进入污泥消化池进行污泥稳定，经过污泥稳定后还要进行污泥的脱水处理，经脱水后的污泥可直接用卡车拉用到煤矿的矸石山上就地填埋。

初沉池每天都需要进行排泥，以便污水处理系统能够正常运行。排泥的最佳控制点由系统处理量及出水的水质状况所决定。理论上当污泥的浓度接近或达到2 000～4 000的正常水平值时可进行排泥，在实际运行时可适当放宽污泥的浓度值。应当注意的是，在煤矿污水处理厂运行初期，因为对系统污泥的繁殖情况还没有熟练掌握，所以应该采取间歇式排泥，每天的排泥量应该控制在日处理水量设计值的1%以内，然后再根据污泥浓度的变化情况进行逐渐的调整。

当污水处理厂内的废水都已以处理排出后，可以让污水处理系统自行循环1～2 d，剩下的污泥利用过度曝气可以自行氧化分解，污泥充分氧化后对自然水体基本没有影响，然后再向污水处理系统放入清水把氧化后的污泥进行置换排出。

5.2 污泥浓缩和脱水

5.2.1 污泥浓缩、脱水的方式

污泥浓缩的目的是可以大幅度地削减污泥体积，减小后续处理的水量负荷和污泥调理时的药剂投放量。污泥脱水的目的是进一步降低污泥的含水率。污泥浓缩和脱水可供选择的方式有两种：第一种是污泥机械浓缩，机械脱水；第二种是污泥重力浓缩，机械脱水。经过这两种处理方式处理后的泥饼可以达到80%以下的含水率。煤矿污水处理厂污泥主要是初沉池煤泥和二沉池剩余污泥，排出污泥含水量普遍较高，因此污水处理系统采用第二种重力浓缩，机械脱水的处理方式进行污泥浓缩和脱水。

5.2.2 污泥浓缩、脱水的设备类型

目前，国内使用的污水处理的污泥浓缩、脱水设备类型有三种：一是浓缩一体化带式压滤机；二是离心浓缩、离心脱水机；三是螺压浓缩、脱水机。其中，第一种的带式一体化机在国内使用比较早，并且已经达到国产化生产；近十年来在国内使用离心机也较为普遍。表2对三种浓缩脱水机械设备的性能及重要技术指标进行了分析比较。

表2 三种机械脱水设备性能分析表

综合上述分析，煤矿污水处理厂污泥处理系统一般采用浓缩一体化带式压滤机。

5.3 污泥消化

减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量，降低污泥利用的风险是进行污泥消化的目的。例如，湿式氧化法、厌氧消化法、热干燥法、膜生物处理法等都是目前国内外进行污泥消化使用比较多的方法。针对煤矿污水处理厂污泥处理量不大和污水中以不可降解的煤泥为主的特点，污泥处理系统可不设专门的污泥消化系统。

5.4 卫生填埋

污水处理厂的污泥经过浓缩、脱水及稳定等系列化的处理后，污泥的体积大大减少，而且在一定程度上相对稳定，但是污泥始终是污水处理过程中的副产物，对已经处理过的污泥还要进行最终处理。卫生填埋、污泥焚烧、污泥农用、污泥堆肥、污泥干化和热处理等方法都是污泥最终处理的方法。其中，始于20世纪60年代的卫生填埋污泥是一项比较成熟的最终处理污泥的方法。煤矿污水处理厂一般采用的最终污泥处理方法就是卫生填埋。卫生填埋具有操作简单、处理费用较低、投资费用较代、适应性强等优点。同时，也具有侵占土地严重、填埋地的土壤和地下水易受到污染等缺点。

总之，对污泥处理应该兼顾环境生态、社会效益和经济效益三者之间的平衡。如果污泥最终的处理能够明显改善当地矿山居民生活的环境，提升企业形象，并带来一定的社会效益，那么，这样的污泥处理方法就是煤矿污水处理厂作出的最佳选择方法。

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