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工业废水处理效果好   近年来，兖州矿业（集团）公司及其下属厂矿针对矿区环境保护工作中原先存在的问题进行了认真分析和归纳，根据目前国内外已有的工业废水处理适用新技术成果，提出解决方案并进行了实施，从狠抓选煤厂煤泥水处理、焦化废水处理、化学水处理、锅炉排污水处理等多个方面进行综合治理，提出解决措施和方案并进行了实施，依靠科技进步加快污染治理，同时将治理与利用相结合走可持续发展之路，实现了“经济效益、环境效益、社会效益”的三统一。    1   选煤厂煤泥水处理    1)鲍店选煤厂洗水闭路循环效果好    兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿选煤厂对煤泥水系统实施技术改造以后，使洗水浓度处于受控状态，保证了正常的选煤生产，年经济效益达到500万元以上，实现了一级闭路循环，减少了环境污染。该厂投产以后，由于煤泥水系统本身存在着薄弱环节，循环水浓度在100g/L以上，高灰细泥在系统中积聚，洗水浓度越来越高，洗水外排成为常事。通过对生产现状和整个工艺环节的全面分析，他们认为要降低洗水浓度和减少水系统涨肚，就必须减少高灰细泥在系统中的恶性循环，使循环水变清，满足复用、脱泥、脱介的要求，为此决定将主攻方向定为二次浓缩机出清水。    ① 现场发现，浓缩机周边只有部分产生溢流，因而将高处磨低、低处加高，实现了周边溢流，使现有的沉淀面积得到了充分的利用。    ② Ф24m浓缩机沉淀面积相对较小、沉淀时间较短，没有适当稳定的入料量和入料浓度，无法溢流清水，故而采取了一定的措施予以保障。    ③ 入料槽来料速度较快，极大地降低了沉淀效果，在浓缩机入料槽中增设了3道篦子以后，不仅使药剂与煤泥水接触充分，而且挡住了部分杂物，为煤泥水的分离沉淀创造了有利的条件。    ④ 浓缩机原先为一点加药，通过试验增加了药剂分配槽，实现了2大点全断面10小点加药，并且在入料槽上下安装了4个探头，控制加药管阀门的大小，可以根据入料量自动调节加药量，有效地控制了清水层的厚度。    ⑤ 改变浓缩机底流的排放方式，5台压滤机轮流入料，实行浓缩机连续排放。    ⑥ n充分发挥压滤机的作用，严格控制压滤机的无效板数，提高其工作效率和工作质量，减少了压滤机的喷料事故，确保了滤液水的澄清复用。    2)东滩选煤厂的洗水闭路循环    兖州矿业（集团）公司东滩煤矿选煤厂投产初期，由于设备与工艺环节等方面的原因，致使洗水浓度居高不下，不得不利用事故沉淀池及外排水的方式组织生产，既破坏了环境，又制约着 。为此，该厂本着“该在哪一环节回收的一定在哪一环节回收”的原则，着手对工艺环节及设备进行调整与改造，洗水浓度有了极大的降低。    该厂实现洗水闭路循环的措施如下：    ① 粗煤泥脱水分级筛。加固27m3直线振动筛易断的小梁以后，筛下水跑粗的问题基本上解决了，并且甩掉了14m3筛子，使1台跳汰机对应1台筛子也能满足生产的需要。    ② 电磁振动旋流筛。用重介系统的2台14m3直线振动筛回收永田槽底流，甩掉了旋流筛，物料水分由50%以上下降为20%左右，满足了工艺的要求。    ③ 沉降离心机。将分配器甩掉，改为泵有压管路直接供料给沉降离心机，同时将操作闸阀放在三层平面上，水分由40%左右下降至20%左右，保证了工艺效果。    ④ 压滤机。将5台四缸悬挂式500m3压滤机改为6台500m3卧式压滤机，满足了生产的需要，洗水浓度也降低到30g/L以下。    ⑤ 絮凝剂的添加。经过大量的优化试验，最终选定采用两点加药的方式，在添加有机PAM絮凝剂之前的12m处先加入8%左右的聚合铝铁水溶液，使得细煤泥浓缩机的溢流得到了清水。    ⑥ 水环节的调整。循环水用量调整以后，用水量由4.5m3/t原煤下降为2.7m3/t原煤；粗煤泥浓缩机的入料方式调整以后，解决了浓缩机槽内“喷气”、水面不稳的问题；离心机的离心液去向调整以后，保证了浓缩机中不进粗液。通过以上措施的逐步实施，煤泥水系统有了极大的改善，洗煤停车以后，煤泥水系统可以在1h以内就停下来。    3)兴隆庄选煤厂洗煤黑水滴水不漏    n近几年来，兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿选煤厂对煤泥水处理系统进行了全面的技术改造，彻底实现了洗水闭路循环，煤泥回收率达到100%，杜绝了洗煤黑水外排污染环境的现象，取得了显著的经济效益和社会效益。煤泥水处理是当今选煤厂的一个大难题，当前国内各选煤厂普遍使用的一些处理方式既损失了煤炭，又污染了环境。兴隆庄矿选煤厂在投产之时便遗留下了浮选尾煤处理设备、精煤过滤和生产能力不足、洗水不平衡和粗选煤泥回收效果差等问题，导致煤泥水严重流失，不仅需要占用30亩农田排放煤泥，而且每年还得缴纳36万元的排污费。为了解决这个难题，该矿首先补建了压滤车间，利用压滤机代替圆盘过滤机来处理煤泥；然后又改造了浮选机，使处理能力提高了20%以上；接着又把中煤过滤机改为精煤过滤机，使得浮选精煤过滤的能力提高了一倍；最后又攻克了煤泥分级旋流器溢流不进入浮选的顽症，使部分溢流进入浮选，解决了煤泥在洗水中积聚的问题，有效地降低了洗水年度。与此同时，他们还对底流泵、尾煤浓缩机系统和絮凝剂添加系统等进行了改造，为洗水闭路循环提供了条件。    为了真正地实现洗水闭路循环、达到滴水不外排的标准，他们将浮选、过滤脱水、浓缩澄清三个相互关联的工序放在一起考核，严把物料粒度、浮选、煤泥压滤三道关口，强化絮凝剂配制、添加、尾煤浓缩机等生产环节的管理力度，确保了洗水平衡，形成了严密、稳定的洗水闭路循环保证体系，实现了浓缩机周边溢流，彻底杜绝了洗煤水跑、冒、漏现象，清水消耗量由原来的每吨原煤0.17m3猛降到了0.06m3以下，遥居全国煤炭行业之首。    4)东滩矿选煤厂煤泥水处理的有效措施    兖州矿业（集团）公司东滩煤矿选煤厂原设计采用沉降过滤式离心机和压滤机回收煤泥的生产工艺，煤泥水处理系统曾出现过洗水浓度高、压滤机不能正常工作、煤泥产品水分大等问题。经过对压滤机、浓缩机和沉降离心机的改造和对永田槽及旋流筛系统的调整，并加强了技术管理和操作管理，煤泥水处理系统已基本正常，并实现了闭路循环。但是，由于目前矿井产量的不断提高及煤质变化，引起了-0.5mm级的煤泥量增加，煤泥水处理系统的能力明显不足，必须进行配套改造。 ,杭州压滤机;   因受技术水平、设备制造水平和历史因素的影响，兖州矿区大部分选煤厂的煤泥水处理系统都采用了沉降过滤式离心脱水机回收粗煤泥、压滤机回收细煤泥的联合煤泥回收生产工艺。东滩矿选煤厂煤泥水存在的问题在各选煤厂也都不同程度的存在，总的改造趋势是寻求一种工艺简单、生产能力大、费用低、能替代沉降过滤式离心脱水机粗煤泥回收设备。    根据该厂已实现双系统运行的工艺流程及粗煤泥回收设备的生产能力、实际改造条件和国内外煤泥回收设备的制造、应用状况，并通过多方案比选，确定选用2台澳大利亚的FC1200高效煤泥离心脱水机替代2台TCL-1418型沉降过滤式离心脱水机。每个单系统选用1台，与保留的4台沉降过滤式离心脱水机并列运行，联合回收煤泥。运行实践表明：FC1200高效煤泥离心脱水机的粗煤泥产品水分由原来的30%降低到22%以下，台时产量≥40t/h，满足了矿井生产能力的需要，提高了原煤泥水处理系统一级闭路循环的保障能力，杜绝了因瞬间入洗量增大而造成的煤泥水恶化情况，有利于环境保护。    2   n焦化废水处理    1)活性污泥法处理焦化含酚水    兖州矿业（集团）公司焦化厂投资500多万元，兴建了设计日处理废水量545m3的含酚水处理站，处理后全部用于熄焦，不外排。焦化含酚水的处理分三段：一是除油，利用密度和气浮原理，将重油、轻油、浮油从污水中分离出来，这一步在除油沉淀池和浮选池中完成；二是生化处理，利用专门培养的好氧微生物在氧存在的条件下，将有毒有害的有机化合物氧化分解成五毒无害的无机物，这一步是在一、二段曝气池中进行的；三是污泥处理，将剩余污泥脱水、浓缩、压饼，运到煤场炼焦。    处理中应把握的几个要点是：    ① 适宜的水温是微生物生存的重要因素。一般认为生化处理时，水温以18～35℃为宜。水温偏低，生物酶活性降低，微生物生长缓慢，分解代谢有机物的能力就降低；水温偏高则会导致某些微生物的死亡。    ② pH值变化范围不能太大，微生物正常生存和繁殖的pH值急剧变化会使微生物活性降低，某些种类、数量减少，甚至死亡。    ③ 好氧法处理含酚水，DO的含量依据水中有机物的浓度和微生物的活性而定。一般在快速吸附段的溶解氧以3～4mg/L、延时曝气以1～2mg/L为宜。DO过高会引起微生物自身氧化分解进入内源呼吸；过低会抑制好氧菌的生长和繁殖，导致某些菌种死亡，甚至造成污泥菌腐败上浮，影响处理效果。    ④ 有毒有害物质浓度不超出微生物忍受范围时，微生物可以氧化分解，并能逐步适应较高浓度的有害物质，但超出其负荷范围会导致其中毒死亡。⑤微生物的生长繁殖需要多种营养物质，而且对比例有一定要求，应经常测试水中营养物质含量，避免因某些营养成分缺乏而导致微生物不能正常生长和繁殖，影响水处理效果。    2)改造处理设施提高焦化废水达标率    州矿业（集团）公司焦化厂通过对废水处理设施的改进，极大地提高了焦化废水的达标率，氨氮、COD、酚、油、硫化物、氰化物等指标均在92%～99%。焦化废水目前多采用生化处理法，其中活性污泥法已经在我国焦化行业得到广泛的应用。该厂也是采用活性污泥法，自投运以来运转基本正常，但处理后的废水达标率一直不高，用于熄焦后对焦炭的外观及耐磨强度有一定的影响。    n其原因有两个方面：    ① 工程设计存在问题。原设计1#吸水井容积小，含有焦油和杂物的废水进入1#吸水井后，沉积时间不长就淤塞水泵，影响了除油沉淀池的除油效果，增加了水泵的维修量，而且焦油和杂物的清理工作也十分困难；一段曝气池容积也小，废水在其中的停留时间短，有毒有害物质得不到充分的吸附和氧化，影响了微生物的生长繁殖，致使活性污泥的沉降比过低，抗冲击能力差，处理效果不理想。    处理设备存在问题。原配用的鼓风机风量过大、调节困难，使曝气池中的溶解氧过高，污泥中的有机质自身氧化，污泥老化快，影响处理效果。    为此，在1#吸水井前建1个沉淀池，使焦油和杂物沉淀后的上层清液流到1#吸水井；沉淀后的焦油和杂物用潜污泵抽出，运至煤场炼焦，不会造成二次污染。一段曝气池采取一开一备串联使用，回流污泥分别进入2个曝气池，不仅解决了废水在一段曝气池停留时间短和短流的问题，还提高了活性污泥抗冲击的能力，使废水在一段曝气池得到充分的吸附和氧化，满足了处理的要求。鼓风机更换为低噪声的节能型产品后，曝气池中的溶解氧一般维持在2～4mg/L、活性污泥的沉降比保持在15%～30%，保证了工艺运转正常。    3)焦化厂废水处理最新技术    兖州矿业（集团）公司焦化厂的生化污水处理系统为两段延时曝气法，主要是生物脱酚，其次是去除硫化物、氰化物，最后是NH3-N、COD。处理以后的焦化废水中酚、硫化物、氰化物均已达到外排标准；COD的去除率尽管达到了70%以上，但是远远未达到排放标准；NH3-N的去除率也只有40%左右。鉴于A/O法在去除NH3-N及提高BOD5/COD值上的优势，他们进行了引用，并且取得了成功。    A/O法是利用厌氧微生物、兼性微生物和好氧微生物分段间断地氧化分解废水中的有机污染物，使得有机污染物中的不溶性有机物或者难以生化的组分，在厌氧段内先在微生物分泌的胞外酶作用下对有机污染物进行酶解，使之变成可溶性有机物。然后在产酸菌的作用下进一步氧化分解为中间有机物；中间有机物在好氧微生物的作用下被氧化分解，从而高效地降解水中的有机污染物。此外，污水中的氨态氮在好氧段里，自养型硝化菌和亚硝化菌在氧气充足的条件下将氨态氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐；在缺氧的条件下利用兼性反硝化菌的作用，NH2-N与NH3-N作为电子受体被还原成N2气体排入大气。    根据上述机理，结合本厂原先的处理工程实际，即原有生产工序的改变（化产车间蒸氨改为瘤胺），废水处理站的来水只有200m3/d左右，不足原设计能力的40%，有50%的污水处理设施处于闲置状态，有条件为系统增加一个缺氧处理过程。    n实践证明此系统有以下优点：缺氧段的缓冲作用，提高了BOD/COD值，从而提高了抗冲击的能力；A/O法的机制就是硝化和反硝化作用，在A/O系统流程的缺氧段里反硝化菌能够有效地脱氧；提高了系统的利用率。    3   化学水处理    1)电化学法处理电镀废水    兖州矿业（集团）公司机械制修厂现有镀铬、镀锌生产线各1条，电镀废水水质pH值小于6.5，六价铬小于100mg/L。他们采用一体化电化学处理设施，处理水量0.5m3/h，处理后水质含铁量小于0.3mg/L，六价铬含量小于0.5mg/L，完全达到国家排放水质要求。处理后的水作为电镀生产的回用水，工程总投资10万元，其中土建5万元、设备3.5万元，吨水处理成本为0.37元。    电镀废水含有铜、铁、锌等一般金属污染物，以及在水体中不能被微生物降解而只能发生形态间相互转化、分解好富集的重金属污染物，严重危害周围环境，成为生产单位特别是环境保护部门极为关注的重污染点之一。电镀废水产生于生产过程中的镀件预处理、镀件飘洗、镀层后处理以及电镀、钝化、退镀废液等各个阶段。常用的处理方法有化学还原法和离子交换法。前者具有处理方法简单、投资少、运行费用低等优点，但对废水中存在的有机物无法予以有效去除；后者在技术上有其独到之处，但易形成“二次污染”等问题，在中小企业一般难以应用。    经过分析比较，该厂决定选用电化学法处理电镀废水。这种方法是在水溶液中利用阴、阳两极的可溶性金属和非金属之间电子的得失所引发的各种氧化、还原反应，来去除废水中存在的各种有害物质，包括各种金属离子、有机物等，从而达到净化处理的目的。在电化学法处理电镀废水中通常采用铸铁或纯铁和炭作为阴、阳极。在电解过程中，亚铁离子在酸性条件下可以将废水中六价铬转化为三价铬。废水中的铜、锌、铁、镍、三价镉等金属离子在一定的pH值下生成氢氧化物沉淀，便可分离去除，效果比较理想。    2)热电厂化学水处理    n近几年来，兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿矸石热电厂提高对化学水处理技术的工作要求，在处理工艺的先进性、精度性和准确性等方面再上一个新的台阶。该厂的水处理系统包含锅炉给水水处理系统和循环水处理、热网补充水处理系统等。锅炉化学水处理系统设2套反透制水设备，制水方式采用预处理后一级反渗透处理，加上二级混床除盐。该厂循环水补充设计采用地下深井水，但矿井从地下巷道提出大量矿井废水，硬度较低、碱度较高，矿化度高。经过分析对比，他们认为完全可以利用经简单处理的矿井水作为循环水的补充水，主要采用机械过滤弱酸阳床软化出来和加入水质稳定剂（用硫酸调节。地下水经深井泵抽出在800m3的清水池集中，由化学供水泵供水至化学水处理站作为化学水处理系统的原水；由循环供水泵供水至化学水处理站作为循环水、热网补充水处理系统的原水，处理后的循环水自流进入循环水吸水井；循环水泵从循环水吸水井吸入加压供循环冷却用水；工业水泵从清水池吸入加压后供工业用水。工业用水主要供取样冷却器和各种轴承用水，取样冷却器回水最后流至循环水吸水井；各种轴承用水回水排到地沟。    化学水处理系统在日常运行中产生一定量的废水，其中95%的废水为冲洗设备的中性水，不含酸碱废液，没有腐蚀性，可以回收用于输煤系统和灰库冲排灰。由于原先没有分离回收设施，设备冲洗水直接同混床再生中排放的酸碱废水混合进入中和水池，造成中性水被污染。为此，他们在化水车间修建了一座200m3的回收水池，增设2台回收水泵，并同灰库和输煤系统供水管路合茬。日常运行中混床或阳床失效再生时将酸碱废水直接排放至地沟，通过分离系统。酸碱废水排入中和水池，中和沉淀处理后，通过中和水泵送往矿环保中心进行环保处理后的二次利用。    4锅炉排污水处理    1)蒸汽锅炉排污水综合利用    由兖州矿业（集团）公司杨村煤矿完成的蒸汽锅炉排污水综合利用项目，很好地利用了排污水的大量热能及其碱性，保护了环境，节省了水资源；整个系统完全实现了自动化，维护方便，是具有良好价值的环保型节能项目。杨村煤矿共有3台20t蒸汽锅炉。为防止锅筒内结垢，每年定期排污和连续排污排出高热值汽水混合物约计8650m3。蒸汽锅炉运行压力在0.6MPa时，排出的汽水混合物压力在0.35MPa，温度约120℃左右，所含热值为2.725×106kJ/t。因其高温和高碱性，排污水直接进入排水沟不仅给周围环境造成严重危害，而且使得大量水资源和热能白白浪费。    ,板框压滤机;为此，他们在锅炉房集中排污口处安装了一套排污水热量自动交换装置作为排污热量交换站。其中，蓄热缓冲器容积为5m3，相当于汽水换热装置，也是承压装置，把从前一级锅炉连排膨胀器出来的汽水混合物进一步冷却、膨胀降压，以满足锅炉定排时大量排水的需要，确保锅炉的安全；蓄水箱容积为20m3，相当于水水换热装置，属于常压装置，热排污水在这里继续与冷水进行热交换，进一步被冷却，以便尽可能多地储存排污水，提高排污水热能的利用效率；尾气装置也是汽水换热装置，把蓄水箱内挥发出的热蒸汽所带热量交换给冷水，尾气装置出口直通大气，保持蓄水箱始终处于常压状态，保证锅炉在紧急情况下的安全。该装置投运后，每天可提供40℃以上淋浴用水110m3，节省蒸汽11t；排出污水的温度不超过72℃，符合国家排放标准80℃的要求；冷却后的排污水用于锅炉脱硫除尘和煤气厂洗气，每年可节省8t烧碱和8000t清水资源。    2）锅炉排污水用于烟气脱硫脱氮n    最近，兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿煤泥热电厂利用锅炉的碱性排污水或者碱性水对锅炉尾部的烟道进行喷淋，以脱除烟气中的大部分SO2和NO2，取得了显著的社会效益和经济效益。这个热电厂共有3台30t的循环流化床锅炉，主要燃料为煤泥，原煤作为辅助燃料。煤泥的含硫含氮量分别为0.8%和0.6%。锅炉的除尘装置主要为水膜除尘器，设计除尘效率为95%，脱硫率为15%，脱氮率围2%。经过一段时间的运行以后，由于锅炉的排烟温度偏高，致使除尘器的烟气酸度太大，除尘器的内壁腐蚀比较严重，难以形成良好的水膜，再加上系统上的原因，除尘水的压力不稳，事实上的脱硫率仅为8%左右、脱氮率为30%，除尘器的除尘效率也不足80%。按此计算，该厂每年排入大气中的SO2可达1555t、NO2达1503t。    为了减少对大气的污染，他们开展了此项研究。在具体操作中，将锅炉连续排污水在锅炉尾部的烟道中采用多级喷淋、垂直相交的喷入方式，实现气—汽两相的强湍动混合；喷嘴的布置采用相对分级并且能够在喷入水的作用下使烟气在烟道形成“S”形运动轨迹，以达到延长反应时间和强化湍动混合的目的。喷嘴采用旋转式雾化机，使得液体从喷嘴喷出的时候具有合适的雾化角和良好的雾化效果。由于除尘器的烟道为文丘里结构，对于取得良好的运动轨迹也起到了推动作用。考虑到锅炉排污水量的有限性，还在与喷嘴的连接处增设1套化学碱性水辅助系统，保证了脱硫、脱氮的连续性。经过几年的正常运行，目前实际的脱硫、脱氮率分别为33%和73%，除尘效率也达到90%。在投入化学碱性水辅助系统的情况下，脱硫脱氮率最高可以达到87%和90%，每年少往大气中排放SO2397t、NO2450t。    5   废水处理有了新思路    随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高，公众对于环境质量的要求越来越高。废水处理作为环境保护的一个重要方面，也越来越受到各个方面的重视。传统的废水处理通常是采用多个蓄水池静态加药中和的方法，占地多、投资大、基建任务重。山东科技大学和兖州矿业（集团）公司常州科学技术开发研究所设计了一种在水处理管道中根据实际pH值自动进行加药中和的装置，达到了节约占地和节省资金的目的。    在此项成果中，废水的pH值是由pH值检测计测得的，并传递给自动加药控制器，经过一定的控制算法来控制电子计量泵加药。该系统的整体结构比较简单，关键在于控制器的设计。研究发现，影响管道加药中和效果的主要因素是废水的流量、pH值变动及所含酸的种类影响。当流量很大的时候，过程的延时时间减少；废水为非缓冲液的时候，pH值的变化对受控变量的影响很小，但废水为缓冲液时的pH值变动会使受控量出现很大的振荡；由于各种酸的滴定曲线不同，酸的种类对控制的影响最大。    n从上述分析可知，中性化过程是强非线性的，废水的成分无法预知而且在不断变化，无法用数学方法精确地描述。传统的处理过程是由单片机进行控制的，pH值变化比较小的时候基本上可以满足要求。一旦废水中混入了大量缓冲液的时候旧会产生比较大的干扰，在控制回路中出现振荡。    鉴于此种原因，新开发的这种系统基于一种比较简单的字适应控制方法——PSS自支持原理，并且提出了相应的改进算法来实施控制方案。相对于原先算法的改进之处是在控制量中加入了变速积分项，以降低输出饱和作用，减小系统的稳态误差。专家们认为，此项成果有着实际的应用价值。