Discusión sobre el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales de una mina de carbón.
1 Determinación razonable de la escala de construcción
Para una mina, es necesario construir una red de tuberías de aguas residuales y una planta de tratamiento de aguas residuales en etapas de acuerdo con el plan general de la mina y el plan de drenaje. e implementarlos en etapas de acuerdo con los objetivos de protección del medio ambiente acuático, llegados gradualmente.
(1) Actualmente, se están construyendo plantas de tratamiento de aguas residuales en algunos sitios industriales de minas de carbón y áreas residenciales. Dos adquisiciones de terrenos y repetidas construcciones han aumentado la inversión. El consumo de energía de la operación es alto y el costo de gestión es alto. , la fuerza técnica está dispersa y la tonelada de tratamiento de agua El costo es alto. En general, los sitios industriales mineros no están lejos de áreas residenciales, por lo que es más razonable construir conjuntamente una planta de tratamiento de aguas residuales de cierta escala. Considerando el drenaje de las áreas residenciales a los sitios industriales, si la tubería está enterrada demasiado profundamente, se puede instalar una estación de bombeo de aguas residuales en el medio, o se puede adquirir un terreno para construir una planta de tratamiento de aguas residuales en la sección intermedia entre el sitio industrial. y la zona residencial. La adopción de un modelo de co-construcción no sólo puede ahorrar inversión, sino también reducir en gran medida los costos operativos.
(2) En la actualidad, cuando se diseñan muchas minas nuevas, la cantidad de mano de obra es pequeña según las especificaciones y la eficiencia general. Sin embargo, una vez que la mina de carbón está realmente construida, se necesita una gran cantidad de mano de obra. Con el desarrollo de la mina de carbón, ingresa un gran número de personas externas, lo que aumenta el consumo de agua y aguas residuales de las minas de carbón. Por lo tanto, para el diseño de nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales de minas de carbón, se debe considerar el coeficiente de retención en la escala de construcción.
(3) Dado que la calidad del agua y la cantidad de aguas residuales de las minas de carbón varían mucho, la determinación razonable de la cantidad de aguas residuales y la calidad del agua de diseño está directamente relacionada con la inversión, los gastos operativos y la rentabilidad del proyecto. . Considere las aguas residuales de producción y las aguas residuales domésticas en su conjunto, y no deje demasiado margen para evitar aumentar la inversión y dejar equipos inactivos o funcionando de manera ineficiente.
2 Procesos comunes para el diseño del tratamiento de aguas residuales de minas de carbón
En términos generales, las diferentes minas de carbón tienen requisitos muy diferentes para los efluentes. El grado de tratamiento debe determinarse de acuerdo con los requisitos de mi país. Departamento de protección ambiental para garantizar la calidad del efluente. Debido a que el nitrógeno y el fósforo en las aguas residuales domésticas tienen efectos de eutrofización, el tratamiento de las aguas residuales requiere la eliminación de nitrógeno y fósforo.
La calidad del agua de las aguas residuales de las minas de carbón es similar a la de las aguas residuales urbanas ordinarias, pero diferente de las aguas residuales urbanas (las aguas residuales urbanas a menudo contienen algunas aguas residuales industriales). Sus características se pueden resumir en: grandes cambios en la calidad y cantidad del agua, baja concentración de contaminantes, buena biodegradabilidad de las aguas residuales y baja dificultad en el tratamiento.
En la década de 1980, el método de lodos activados se utilizó ampliamente en el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales de minas de carbón. Debido a que el contenido de materia orgánica en las aguas residuales es demasiado bajo, los microorganismos no pueden obtener los nutrientes mínimos durante la operación, por lo que no pueden formar lodos activados y no pueden operar. El mismo problema también existe en el proceso de tratamiento de aguas residuales de zanjas de oxidación. El lodo activado devuelto no puede regresar, lo que convierte el sistema de zanja de oxidación original en un tanque de sedimentación por avección en forma de franja con aireación adicional, que no puede cumplir con los objetivos de tratamiento requeridos.
Desde la década de 1990, se han logrado grandes logros en la investigación, el desarrollo y la aplicación de nuevas tecnologías para el tratamiento biológico de aguas residuales, y han surgido muchas tecnologías nuevas. Las características comunes de estas nuevas tecnologías son: alta eficiencia, estabilidad, ahorro de energía, eliminación de nitrógeno y fósforo y otras funciones múltiples. Los procesos típicos son:
(1) El proceso A2/O es la abreviatura de proceso biológico anaeróbico, anóxico y aeróbico de eliminación de nitrógeno y fósforo. Es un proceso anaeróbico desarrollado por expertos estadounidenses en la década de 1970. fue desarrollado sobre la base del proceso de eliminación de oxígeno y fósforo (A/O).
(2) Abreviatura 2) El método de lodos activados por lotes secuenciados del proceso SBR es una tecnología de tratamiento de aguas residuales con lodos activados que utiliza aireación intermitente, también conocida como método de lodos activados por lotes secuenciados. De hecho, SBR es el primer proceso de lodos activados, que apareció en los Estados Unidos en la década de 1970. Después de 20 años de investigación, desarrollo e innovación, los principios del método de lodos activados de volumen variable y el selector biológico se combinan orgánicamente para convertirse en un proceso SBR mejorado.
(3) El proceso BAF, o proceso de filtrado biológico aireado, es un nuevo tipo de tecnología de tratamiento de aguas residuales con microorganismos desarrollado a principios de la década de 1990 que puede completar el tratamiento biológico y la separación sólido-líquido al mismo tiempo. Tiempo Ajuste la estructura del filtro para convertirse en un proceso combinado con funciones de eliminación de nitrógeno y fósforo.
El proceso 3BAF trata las aguas residuales de las minas de carbón
Proceso 3.1
Los filtros biológicos aireados se desarrollaron por primera vez en Europa y Estados Unidos y son muy populares en países desarrollados como como Europa, Estados Unidos y Japón. En los últimos años se ha aplicado en decenas de depuradoras de aguas residuales domésticas.
Como Dalian, Cixi, Xinhui y Yangling, también se utilizan en el tratamiento de aguas residuales domésticas de las minas de carbón de Shanxi.
Esta tecnología integra filtración, adsorción y metabolismo biológico. Las aguas residuales ingresan a la capa de material filtrante desde la parte inferior del filtro. Se instala un sistema de aireación con suministro de oxígeno en la parte inferior de la capa de material filtrante para aireación, y el aire y el agua fluyen en la misma dirección. En el filtro, la materia orgánica es oxidada y descompuesta por microorganismos, y el NH3-N se oxida en NO3-N. Además, debido al ambiente anaeróbico/anóxico en la capa de material filtrante acumulado y la membrana microbiana, se puede lograr una desnitrificación parcial; nitrificación. El agua de la parte superior del filtro se puede drenar directamente del sistema.
3.2 Características del proceso
Como nuevo proceso de tratamiento de aguas residuales con membrana, BAF tiene las siguientes ventajas en comparación con el método tradicional de lodos activados y el método de oxidación por contacto:
(1 ) La concentración biológica es alta y la carga orgánica es alta. El filtro aireado biológico (BAF) utiliza material filtrante esférico rugoso y poroso, que proporciona un mejor entorno de crecimiento para los microorganismos, es fácil de filmar y funciona de manera estable, y puede mantener más biomasa entre la superficie y el material filtrante. La biomasa microbiana por unidad de volumen es mucho mayor que la del método de lodos activados (hasta 10 ~ 15 g/L). Las altas concentraciones de biomasa microbiana aumentan la carga volumétrica de BAF y reducen el volumen y el espacio de la piscina, lo que hace que BAF sea más eficiente.
Bajar.
(2) El proceso es sencillo y la calidad del efluente es buena. Debido a la interceptación mecánica del material filtrante y la adsorción de microorganismos en la superficie del material filtrante, así como a las sustancias viscosas producidas por el metabolismo, el SS del efluente es muy bajo, generalmente no más de 15 mg/L debido a la regularidad. Con el retrolavado, la biopelícula se puede renovar eficazmente, que se caracteriza por una biopelícula delgada y de alta actividad. A veces, incluso si el tratamiento biológico falla, su mecanismo físico aún puede garantizar un efluente de alta calidad en un corto período de tiempo. El efluente tratado por el filtro biológico aireado no sólo puede cumplir con los estándares de descarga, sino que también puede ser reutilizado.
(3) Fuerte resistencia a la carga de impacto. Dado que la alta concentración de microorganismos se distribuye por todo el filtro, no es tan sensible a los cambios en la carga orgánica y la carga hidráulica como el lodo activado tradicional y no hay problema de expansión del lodo.
(4) Alta eficiencia de transmisión de oxígeno. La tasa de utilización de oxígeno de los filtros biológicos aireados puede alcanzar el 20% -30% y el volumen de aireación es significativamente menor que el del tratamiento biológico general. Las razones principales son:
1 Debido al pequeño tamaño de partícula del material filtrante, las burbujas se cortan continuamente en pequeñas burbujas durante el proceso ascendente, lo que aumenta el área de contacto gas-líquido y mejora la tasa de utilización. de oxígeno;
Durante el ascenso de las burbujas, debido a la obstrucción y aislamiento del material filtrante, las burbujas deben pasar a través de los espacios en el material filtrante, lo que prolonga su tiempo de residencia y también favorece la entrada de oxígeno. transferencia de masa;
La investigación teórica muestra que en BAF el oxígeno puede penetrar directamente en la biopelícula, acelerando así la velocidad de transferencia de oxígeno y reduciendo la cantidad de suministro de oxígeno.
(5) Es fácil de instalar y comenzar rápidamente. El tiempo de depuración de BAF es corto, normalmente sólo de 7 a 12 días, y no es necesario inocular lodos y se utiliza la aclimatación natural de la película. Dado que los microorganismos crecen en la superficie del medio filtrante rugoso y poroso, no se pierden fácilmente, lo que simplifica la operación y el manejo. BAF se puede apagar cuando no se utiliza durante un corto período de tiempo y puede reanudar su funcionamiento normal en un corto período de tiempo una vez que se airea el agua, lo que indica que BAF es muy adecuado para el tratamiento de aguas residuales en áreas con grandes cambios en el volumen de agua.
(6) La estructura de la flora es razonable. En el proceso tradicional de lodos activados, la distribución de microorganismos es relativamente uniforme, pero en BAF se forman diferentes cepas dominantes de arriba a abajo, de modo que la eliminación de carbono y la nitrificación/desnitrificación pueden ocurrir en un tanque.
(7) Alto grado de automatización. Debido al desarrollo de tecnologías industriales relacionadas, han surgido algunos equipos de automatización avanzados, como sensores de nivel de líquido, analizadores de oxígeno disuelto en línea, temporizadores, convertidores de frecuencia, microcomputadoras, etc., que han automatizado con éxito el funcionamiento y gestión del filtro biológico aireado. sistema.
El sistema de filtro biológico aireado puede detectar la calidad del agua entrante, el volumen de agua y la concentración de oxígeno disuelto en las aguas residuales en línea, y puede ajustar fácilmente el tiempo de aireación y controlar el suministro de oxígeno del ventilador a través del sistema de control PLC para lograr Funcionamiento óptimo. El sistema PLC puede retrolavar automáticamente el filtro.
(8) El efecto de desnitrificación es bueno. Mediante la combinación de filtros con diferentes funciones o la distribución de diferentes áreas funcionales en un mismo filtro, el filtro puede realizar la nitrificación y desnitrificación mientras elimina el carbón. El principio es crear artificialmente un ambiente biológico aeróbico y facultativo en dos conjuntos de filtros o en el mismo filtro. No solo puede eliminar la materia orgánica general y la materia suspendida, sino que también tiene una buena función de desnitrificación.
En la etapa de aireación del filtro primario (piscina C/N) y del filtro secundario (piscina N), el nivel de oxígeno disuelto necesita ajustarse continuamente para alcanzar un nivel más alto (aproximadamente 2 ~ 3mgo2/ L), mientras que en el grupo DN, es necesario reducirlo a un nivel más bajo (aproximadamente 0,2 ~ 0,5 mgo2/).
Reutilización del agua de proceso 4BAF
Como todos sabemos, la escasez de agua se ha convertido en un problema a nivel mundial. China también enfrenta la realidad de la escasez de agua. El reciclaje de aguas residuales es una de las formas efectivas de mejorar la tasa de utilización integral de los recursos hídricos, aliviar la escasez de recursos hídricos, reducir la contaminación del agua y lograr la utilización sostenible de los recursos hídricos limitados. Después del tratamiento y la desinfección, las aguas residuales de las minas de carbón se pueden utilizar para ecologización, lavado y agua industrial. El proceso BAF se utiliza para tratar las aguas residuales de las minas de carbón y la calidad del efluente es estable, lo que es mejor que el proceso de tratamiento biológico tradicional general. Después de la desinfección, el efluente puede reutilizarse como agua regenerada.
El proceso de filtro aireado biológico (BAF) tiene las características de tamaño pequeño, tamaño reducido, alta eficiencia, buena calidad del efluente, proceso simple y operación y gestión convenientes. En funcionamiento real, se puede lograr un control centralizado in situ y un control automático manual. Después de su aplicación práctica en muchos proyectos, se ha vuelto cada vez más maduro y su efluente puede cumplir con los estándares para la reutilización del agua recuperada después de la desinfección. Se entiende que la inversión directa actual para 1 m3 de aguas residuales en mi país es de aproximadamente 1.000 yuanes, mientras que el proceso BAF se puede controlar en aproximadamente 500 yuanes y puede ahorrar casi 4/5 del espacio. La calidad y cantidad de las aguas residuales de las minas de carbón varían mucho, la concentración de contaminantes es baja y las aguas residuales tienen buena biodegradabilidad, por lo que el proceso BAF es más adecuado.
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