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摘 要：本文通过对煤矿厂生活污水特点的分析，结合原有污水处理站工艺及多家同类污水站的实践经验，提出采用BAF工艺+ 混凝沉淀工艺处理煤矿厂区生活污水。运行结果表明：出水CODcr、BOD5、SS、色度均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B 标准，同时CODcr、BOD5、SS及色度的去除率分别达到92.5%、92.5%、90.9%、90%，采用该组合工艺处理煤矿厂生活污水，在技术和经济上稳定可行。
关键词：煤矿厂生活废水；BAF 工艺；混凝沉淀
Abstract: in this paper, through the analysis of the characteristics of coal mine sewage plant, the existing sewage treatment stationtechnology and more than similar sewage station practice experience, proposed uses the BAF technology + coagulation sedimentation treatment of mine wastewater plant. The running results show that: the effluent CODcr, BOD5, SS, chroma can meet the "urban sewage treatment plant pollutant discharge standard" (GB18918 - 2002) the level of B standard, CODcr,BOD5, SS and color removal rate reached 92.5%, 92.5%, 90.9%,90% respectively, the treatment plant sewage mine this combination process, in economy and technology is stable and feasible.
Keywords: coal plant life wastewater; BAF process; coagulation sedimentation
中圖分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
神华神东煤炭集团公司是神华集团核心煤炭生产企业，它是以煤炭开采、粗煤精加工为主的国有大型煤炭企业，近年来由于开采规模的不断扩大，厂区员工增多，导致厂区生活区产生的生活污水量增大，以榆家梁矿4-2煤场区为例早期生活废水处理系统始建于2000 年，采用的是化粪池+多级自然沉淀工艺处理废水，现因煤矿扩建生产，使原有污水处理系统处理能力远不能满足厂区生活区排放的污水量，处理效果差，出水水质不能达标，现对原有污水处理站进行改扩建，确保污水经系统处理后出水各项水质指标均达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准。
1煤矿生活污水的特点
生活污水是指居民日常生活中所产生的污水，它主要由厨房、炊事、洗浴、洗涤衣物的废水及冲洗厕所的污水等形成。生活污水中的主要污染物是有机杂质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质及其分解产物、纤维素和合成洗涤剂、肥皂等，另有一些泥砂、岩屑及溶解性盐类等无机杂质。因此，生活污水对水环境的主要污染影响就是有机杂质降解时产生的恶臭，消耗溶解氧和带来富营养化。煤矿生活污水由于大量洗浴水稀释，BOD5大大降低。
由于生活污水中含有大量的有机物，故通常在预处理后采用二级生物处理。水体中的有机物的降解主要靠微生物作用下的生物化学过程来完成，这一过程包括好氧降解和厌氧降解等好几个阶段。污水好氧生化处理总的氧化代谢反应可以下式表达：
CXHYO2+ O2微生物 C5H7O2N+ Me+ CO2+H2O+ NH3
从反应式可以看出，有机物进行好气生化处理的必要条件：一是有机物可以被微生物降解；二是有充足的氧供应；三是微生物存在；四是保证微生物需要的营养。低BOD5污水生化处理，由于营养物质不足，微生物的同化作用缺乏物质和能量，生化反应始终处于迟缓状态，甚至难以维继。
2 废水水质分析
煤矿生活污水一般来自于煤矿居住区和工业场区的浴室、办公楼、宿舍楼、食堂和洗衣房等用水场合，其浴室排水的比重较大(占到40%—60%)；其次还有很大一部分来自于厂区地面冲洗水，因此此类废水往往具有水量水质波动较大，含煤泥、浮油、砂量大等特点。但经济成分单一，没有城市中的轻工、食品、饮食等有机物排放大户那么复杂，虽然也具有一般生活污水所具有的有机污染的一面，但在其污染物浓度上又有别于一般生活污水。本次工程设计流量为240m3/d。本项目废水水质、污水处理站总进水口平均水质及排放标准见表一。
表一废水水质及排放标准表
3 废水处理工艺
3.1 废水处理工艺的选择
原有废水处理系统采用的处理工艺为化粪池+多级自然沉淀工艺，随着废水排放量的增大，该工艺已经不能有效地降解废水中的有机物，不能达到排放标准要求。综合分析原水水质，由于污水的BOD5/COD 值为0.5，可生化性能较好，因此本次改建污水处理工艺采用BAF 生物滤池+ 混凝沉淀为主体工艺，二氧化氯消毒为辅助处理工艺处理该废水。该组合工艺具有耐冲击负荷能力强、处理效果稳定、操作管理简单、剩余污泥产量少等特点，是一种运用成熟的废水处理工艺。改扩建后的工艺流程具体如图一所示。
图一 工艺流程示意图
3.2 工艺流程说明
（1）污水部分：生活污水通过管道收集流入污水处理站，首先经过格栅池去除大块悬浮物和漂浮物，然后进入调节预沉池中均匀水质水量，再由提升泵泵入分配槽中将水均匀分配给每组曝气生物滤池，接着进入除磷池去除磷，然后再流入沉淀池，最后经消毒贮水池达标排放。消毒贮水池有消毒和兼做存储滤池反冲洗的作用，滤池反冲洗出水、污泥池上清液、污泥脱水机滤液并流回调节池。
（2）污泥部分：调节预沉池、除磷池、沉淀池排泥进入污泥池中，再由污泥泵泵入污泥脱水机进行脱水，干污泥外运处置。
（3）空气部分：由罗茨鼓风机供气系统提供曝气生物滤池生物呼吸的氧气，反冲洗风机供气系统提供滤池反冲洗时候的冲力。
（4） 加药部分：除磷反应池中加入石灰、PAC、PAM，污泥脱水时加入PAM。消毒加入二氧化氯，配置二氧化氯加盐酸和氯酸钠。
4 主要建构筑物及配套设备技术参数
（1）格栅池。1 座，钢混结构，设计尺寸2.6×1.5×1.5m，有效水深0.6m，设计过水量15m3/h，过栅流速0.4m/s；配套不锈钢自制粗格栅1 台，栅宽0.4m，栅条间隙16mm；不锈钢自制细格栅1 台，栅
宽0.4m，栅条间距16mm，另加2mm 不锈钢网。
（2） 预沉调节池。1 座，钢混结构，设计尺寸6.0×3.5×3.5m，有效容积63 m3，HRT=7h。配套设备：50WQ10-10-0.75 型潜水提升泵2 台（1用1备）；LPF 配套浮球液位计1套；曝气量为1.0 m3/( m2·h)的环状式水下空气混合装置1套；LDE-65 型电磁流量计1套。
（3）BIOFOR 生物滤池。4座，钢混结构，设计尺寸2.0×2.0×4.5m，有效容积64 m3。配套设备：HSR50 型罗茨鼓风机2台（1用1备）， 转速1430r/min，流量1.21 m3/min，升压44.1Kpa，电机Y100L-4，功率2.2KW；HSR150c 型反冲洗风机1台，转速1310r·min-1，风量13.25 m3·min-1，风压58.8Kpa，功率22KW；SLS80-100(I)型反冲洗水泵台，流量100 m3/h，扬程20m，功率5.5KW。其中，每个BIOFOR 滤池中填充Φ10－20mm 砾石垫层3.2 m3以及Φ4－6mm 陶粒滤料5 m3，滤料层高度为2.05m。
（4） 除磷反应池。2座，钢混结构，设计尺寸1.5×1.5×1.8m，有效容积2.4 m3。配套PAC加药装置1套，包括1个储药池、1个溶药池及2台加药泵，储药池容积3 m3，溶药池容积1 m3，加药泵流量125 L·h-1，压力1.0MPa，功率0.55 KW；PAM加药装置1套，包括1个储药池和2台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55KW；石灰加药装置1套，包括1个储药池和2台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55 KW。
（5）沉淀池。1座，钢混结构，设计尺寸3.0×6.0×3.0m，有效容积40m3。
（6） 消毒贮水池。1座，钢混结构，设计尺寸4.5×2.0×3.9m，有效容积30.6 m3。配套二氧化氯发生器1 台，产气量为130g/h。
（7）污泥池。1座，钢混结构，设计尺寸2.0×2.0×3.0m，有效容積10 m3。配套设备：G25-1型螺杆泵1台；XMLJ8/630 型带式压滤机1台，过滤面积8 m2，带面宽度为1000mm；PAM 加药装置1套，包括1个储药池和1台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55 KW。
（8）水处理车间。1 座，砖混结构，设计尺寸为28.0×11.0×9.0m。含化验室、集控室、卫生间、值班室、休息室、设备间、配电室等。
5 工程启动及运行
5.1 水池进水试验
分别向水池中放入清水，试验水池是否有漏水现象，并停留48 小时无渗漏现象，同时检查各水池的水位和高程是否满足设计和使用要求。
5.2 BIOFOR生物滤的启动
（1）BIOFOR滤池挂膜：采用两阶段自然挂膜法。第一阶段曝气量控制在设计风量的50%，对滤池进行连续曝气供氧，按设计流量的25%泵入废水并适量补加化粪池经过滤后的水，闷曝24～30 h后换水。如此反复2～3次，接着在间歇曝气条件下运行，间歇曝气周期为6 h，该过程持续8～10 d，随后按设计水量的20%逐步增加进水量，同时逐步增大曝气量。在此期间，每天通过测定曝气生物滤池进、出水的水质变化，间接反映生物膜的生长情况，直至BAF出水水质稳定时表明初步挂膜成功。初步挂膜成功后进入第二阶段，进一步增加进水水力负荷和曝气负荷，对生物膜进行驯化，避免因水力负荷的突然增加对尚未完全成熟的生物膜造成不利影响。水力负荷达到满负荷时，池中已培养了足量的高活性微生物膜，曝气亦调节至满负荷。
（2）BIOFOR滤池正常操作：当挂膜完毕，整个系统调整到正常水处理操作阶段。进水流量根据每天的实际水量由配水槽调节。供气量由工艺曝气风机提供，跟踪检测进水水质和出水水质。当进水水质浓度污染物很高或流量脉动很大而影响出水水质时，可同时启动2 台罗茨鼓风机，加大空气供给量，确保出水水质达到要求。BIOFOR 滤池经过一段时间的运行后，生物膜将越积越厚，衰老的生物膜将会逐步脱落，影响出水水质，这时要对滤池进行反冲洗。滤池的反冲洗分开进行，即先对一个滤池进行反冲洗，然后对另一个滤池进行反冲洗，当一滤池在冲洗时，其他滤池正常工作。实际的反冲洗周期由检测滤池的出水浓度决定，当检测的浓度逐渐增大到接近于排放标准或滤池出水阻力太大时，需要反冲洗。
（3）BIOFOR滤池反冲洗：在运行过程中，随着运行时间的推移，生物膜由于增殖而逐渐增厚，同时滤料层截留的SS不断增加，使滤层阻力不断增加最终达到极限水头损失，出水水质变差，此时需对滤池进行反冲洗，用以去除滤池内老化的微生物膜及滤床截留的SS，以恢复其处理能力，这是维持BIOFOR滤池功能的重要环节。本工程采用气水联合反冲洗，即气洗—气水联合洗—水漂洗，通过专用长柄滤头配水、配气，滤池气洗强度为10～20L·m-2·s -1，水洗强度为5～10L·m-2·s-1。反冲洗过程中控制滤料层的膨胀率≤5%，实现对滤料的良好冲刷及滤料间的轻微相互摩擦，保持生物膜的厚度在300～400um。在运行时控制合适的反冲洗时间也非常重要，从本工程实际运行情况来看，反冲洗的时间控制在16min 左右效果最佳，其中气洗3min，气水联合洗8min，水漂洗5 min。滤池的反冲洗的周期控制为4d，每次反冲洗两个滤池。反冲洗分开进行，即先对一个滤池进行反冲洗，然后对另一个滤池进行反冲洗，当一滤池在冲洗时，其他滤池正常工作。
5.3 运行效果
本工程调试期约3 个月，结果发现该工艺对CODCr、BOD5、SS等的去除率达到了预期效果，并通过了环境监测部门的验收。连续24 h 满负荷运行后的取样监测结果见表二。
表二工程运行监测结果表
从表二数据可以看出，该处理系统对废水的CODcr、BOD5、SS及色度的去除率分别达到92.5%、92.5%、90.9%、90%。出水CODCr、BOD5和SS的质量浓度分别为30、15、20mg/L，色度为20，pH为中性，各项指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B 标准要求。
6 经济指标及环境效益分析
（1）工程造价。该工程总投资为325万元，其中土建费145.39万元，设备材料费（含自控及化验设备）127.62万元，其他设计、安装、运输及调试等间接费用51.99 万元。
（2）占地面积。该废水处理工程总占地约364m2，处理1t 废水占地1.5m2。
（3）运行成本。处理废水的运行成本为1.066元/m3（计设备折旧、维修费用），其中电费0.28元/ m3，人工费0.33元/ m3，药剂费合计0.456 元/ m3（石灰投加量为100mg/L废水、PAC投加量为80mg/L废水、PAM 投加量为8.0mg/L废水计）。
（4）环境效益。污水处理站建成后，每年减少约31.97吨CODcr、15.984 吨BOD5、17.28吨SS排入周围环境水体，对改善周围水体环境起到重要的作用。
7 结束语
（1）经过升级改造后，该生活废水处理的工艺流程实际为“曝气生物滤池+ 混凝沉淀”，相比原有化粪池+ 多级自然沉淀处理系统，新系统容积负荷更高、HRT更短、运行处理效果更稳定。运行结果表明：改进后处理系统对废水的CODcr、BOD5、SS及色度的去除率分别达到92.5%、92.5%、90.9%、90%，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B 标准要求。
（2）该污水处理站总投资325万元，处理废水总费用为1.066元/ m3，单位废水处理占地面积仅为1.5m2。系统正常运行每年减排COD 约31.97吨、BOD5 约15.984吨、SS约17.28吨。采用混凝沉淀装置与曝气生物滤池相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用组合式钢混结构，具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。
参考文献：
[1] 陈磊，郭光.SBR 法在煤矿生活污水处理中的应用[J].煤炭工程，2006，(01) : 55-56.
[2]尚少鹏，赵玉仑.煤矿生活污水处理模式探讨[J].煤炭工程，2003，(10) : 64-66.
[3]给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1986，12.
[4]邢洪魁，王宜海.高庄煤矿生活污水处理及综合利用[J] .西南给排水，2009，31(04): 23-26.
[5]王争鸣，刘涛，周如禄，秦树林.曝气生物滤池处理矿区生活污水[J]. 能源环境保护，2004，18(04):38~40.
[6]郑俊，吴浩汀.曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M].北京:化学工业出版社，2005.
作者简介：訾健(1979-),男,工程师, 神华神东煤炭集团公司矿业服务公司运行管理部主管,从事神东煤炭公司所有给排水场所的运行管理工作。
关键词：煤矿厂生活废水；BAF 工艺；混凝沉淀
Abstract: in this paper, through the analysis of the characteristics of coal mine sewage plant, the existing sewage treatment stationtechnology and more than similar sewage station practice experience, proposed uses the BAF technology + coagulation sedimentation treatment of mine wastewater plant. The running results show that: the effluent CODcr, BOD5, SS, chroma can meet the "urban sewage treatment plant pollutant discharge standard" (GB18918 - 2002) the level of B standard, CODcr,BOD5, SS and color removal rate reached 92.5%, 92.5%, 90.9%,90% respectively, the treatment plant sewage mine this combination process, in economy and technology is stable and feasible.
Keywords: coal plant life wastewater; BAF process; coagulation sedimentation
中圖分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
神华神东煤炭集团公司是神华集团核心煤炭生产企业，它是以煤炭开采、粗煤精加工为主的国有大型煤炭企业，近年来由于开采规模的不断扩大，厂区员工增多，导致厂区生活区产生的生活污水量增大，以榆家梁矿4-2煤场区为例早期生活废水处理系统始建于2000 年，采用的是化粪池+多级自然沉淀工艺处理废水，现因煤矿扩建生产，使原有污水处理系统处理能力远不能满足厂区生活区排放的污水量，处理效果差，出水水质不能达标，现对原有污水处理站进行改扩建，确保污水经系统处理后出水各项水质指标均达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准。
1煤矿生活污水的特点
生活污水是指居民日常生活中所产生的污水，它主要由厨房、炊事、洗浴、洗涤衣物的废水及冲洗厕所的污水等形成。生活污水中的主要污染物是有机杂质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质及其分解产物、纤维素和合成洗涤剂、肥皂等，另有一些泥砂、岩屑及溶解性盐类等无机杂质。因此，生活污水对水环境的主要污染影响就是有机杂质降解时产生的恶臭，消耗溶解氧和带来富营养化。煤矿生活污水由于大量洗浴水稀释，BOD5大大降低。
由于生活污水中含有大量的有机物，故通常在预处理后采用二级生物处理。水体中的有机物的降解主要靠微生物作用下的生物化学过程来完成，这一过程包括好氧降解和厌氧降解等好几个阶段。污水好氧生化处理总的氧化代谢反应可以下式表达：
CXHYO2+ O2微生物 C5H7O2N+ Me+ CO2+H2O+ NH3
从反应式可以看出，有机物进行好气生化处理的必要条件：一是有机物可以被微生物降解；二是有充足的氧供应；三是微生物存在；四是保证微生物需要的营养。低BOD5污水生化处理，由于营养物质不足，微生物的同化作用缺乏物质和能量，生化反应始终处于迟缓状态，甚至难以维继。
2 废水水质分析
煤矿生活污水一般来自于煤矿居住区和工业场区的浴室、办公楼、宿舍楼、食堂和洗衣房等用水场合，其浴室排水的比重较大(占到40%—60%)；其次还有很大一部分来自于厂区地面冲洗水，因此此类废水往往具有水量水质波动较大，含煤泥、浮油、砂量大等特点。但经济成分单一，没有城市中的轻工、食品、饮食等有机物排放大户那么复杂，虽然也具有一般生活污水所具有的有机污染的一面，但在其污染物浓度上又有别于一般生活污水。本次工程设计流量为240m3/d。本项目废水水质、污水处理站总进水口平均水质及排放标准见表一。
表一废水水质及排放标准表
3 废水处理工艺
3.1 废水处理工艺的选择
原有废水处理系统采用的处理工艺为化粪池+多级自然沉淀工艺，随着废水排放量的增大，该工艺已经不能有效地降解废水中的有机物，不能达到排放标准要求。综合分析原水水质，由于污水的BOD5/COD 值为0.5，可生化性能较好，因此本次改建污水处理工艺采用BAF 生物滤池+ 混凝沉淀为主体工艺，二氧化氯消毒为辅助处理工艺处理该废水。该组合工艺具有耐冲击负荷能力强、处理效果稳定、操作管理简单、剩余污泥产量少等特点，是一种运用成熟的废水处理工艺。改扩建后的工艺流程具体如图一所示。
图一 工艺流程示意图
3.2 工艺流程说明
（1）污水部分：生活污水通过管道收集流入污水处理站，首先经过格栅池去除大块悬浮物和漂浮物，然后进入调节预沉池中均匀水质水量，再由提升泵泵入分配槽中将水均匀分配给每组曝气生物滤池，接着进入除磷池去除磷，然后再流入沉淀池，最后经消毒贮水池达标排放。消毒贮水池有消毒和兼做存储滤池反冲洗的作用，滤池反冲洗出水、污泥池上清液、污泥脱水机滤液并流回调节池。
（2）污泥部分：调节预沉池、除磷池、沉淀池排泥进入污泥池中，再由污泥泵泵入污泥脱水机进行脱水，干污泥外运处置。
（3）空气部分：由罗茨鼓风机供气系统提供曝气生物滤池生物呼吸的氧气，反冲洗风机供气系统提供滤池反冲洗时候的冲力。
（4） 加药部分：除磷反应池中加入石灰、PAC、PAM，污泥脱水时加入PAM。消毒加入二氧化氯，配置二氧化氯加盐酸和氯酸钠。
4 主要建构筑物及配套设备技术参数
（1）格栅池。1 座，钢混结构，设计尺寸2.6×1.5×1.5m，有效水深0.6m，设计过水量15m3/h，过栅流速0.4m/s；配套不锈钢自制粗格栅1 台，栅宽0.4m，栅条间隙16mm；不锈钢自制细格栅1 台，栅
宽0.4m，栅条间距16mm，另加2mm 不锈钢网。
（2） 预沉调节池。1 座，钢混结构，设计尺寸6.0×3.5×3.5m，有效容积63 m3，HRT=7h。配套设备：50WQ10-10-0.75 型潜水提升泵2 台（1用1备）；LPF 配套浮球液位计1套；曝气量为1.0 m3/( m2·h)的环状式水下空气混合装置1套；LDE-65 型电磁流量计1套。
（3）BIOFOR 生物滤池。4座，钢混结构，设计尺寸2.0×2.0×4.5m，有效容积64 m3。配套设备：HSR50 型罗茨鼓风机2台（1用1备）， 转速1430r/min，流量1.21 m3/min，升压44.1Kpa，电机Y100L-4，功率2.2KW；HSR150c 型反冲洗风机1台，转速1310r·min-1，风量13.25 m3·min-1，风压58.8Kpa，功率22KW；SLS80-100(I)型反冲洗水泵台，流量100 m3/h，扬程20m，功率5.5KW。其中，每个BIOFOR 滤池中填充Φ10－20mm 砾石垫层3.2 m3以及Φ4－6mm 陶粒滤料5 m3，滤料层高度为2.05m。
（4） 除磷反应池。2座，钢混结构，设计尺寸1.5×1.5×1.8m，有效容积2.4 m3。配套PAC加药装置1套，包括1个储药池、1个溶药池及2台加药泵，储药池容积3 m3，溶药池容积1 m3，加药泵流量125 L·h-1，压力1.0MPa，功率0.55 KW；PAM加药装置1套，包括1个储药池和2台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55KW；石灰加药装置1套，包括1个储药池和2台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55 KW。
（5）沉淀池。1座，钢混结构，设计尺寸3.0×6.0×3.0m，有效容积40m3。
（6） 消毒贮水池。1座，钢混结构，设计尺寸4.5×2.0×3.9m，有效容积30.6 m3。配套二氧化氯发生器1 台，产气量为130g/h。
（7）污泥池。1座，钢混结构，设计尺寸2.0×2.0×3.0m，有效容積10 m3。配套设备：G25-1型螺杆泵1台；XMLJ8/630 型带式压滤机1台，过滤面积8 m2，带面宽度为1000mm；PAM 加药装置1套，包括1个储药池和1台加药泵，储药池容积1 m3，加药泵流量32 L·h-1，压力2.4 MPa，功率0.55 KW。
（8）水处理车间。1 座，砖混结构，设计尺寸为28.0×11.0×9.0m。含化验室、集控室、卫生间、值班室、休息室、设备间、配电室等。
5 工程启动及运行
5.1 水池进水试验
分别向水池中放入清水，试验水池是否有漏水现象，并停留48 小时无渗漏现象，同时检查各水池的水位和高程是否满足设计和使用要求。
5.2 BIOFOR生物滤的启动
（1）BIOFOR滤池挂膜：采用两阶段自然挂膜法。第一阶段曝气量控制在设计风量的50%，对滤池进行连续曝气供氧，按设计流量的25%泵入废水并适量补加化粪池经过滤后的水，闷曝24～30 h后换水。如此反复2～3次，接着在间歇曝气条件下运行，间歇曝气周期为6 h，该过程持续8～10 d，随后按设计水量的20%逐步增加进水量，同时逐步增大曝气量。在此期间，每天通过测定曝气生物滤池进、出水的水质变化，间接反映生物膜的生长情况，直至BAF出水水质稳定时表明初步挂膜成功。初步挂膜成功后进入第二阶段，进一步增加进水水力负荷和曝气负荷，对生物膜进行驯化，避免因水力负荷的突然增加对尚未完全成熟的生物膜造成不利影响。水力负荷达到满负荷时，池中已培养了足量的高活性微生物膜，曝气亦调节至满负荷。
（2）BIOFOR滤池正常操作：当挂膜完毕，整个系统调整到正常水处理操作阶段。进水流量根据每天的实际水量由配水槽调节。供气量由工艺曝气风机提供，跟踪检测进水水质和出水水质。当进水水质浓度污染物很高或流量脉动很大而影响出水水质时，可同时启动2 台罗茨鼓风机，加大空气供给量，确保出水水质达到要求。BIOFOR 滤池经过一段时间的运行后，生物膜将越积越厚，衰老的生物膜将会逐步脱落，影响出水水质，这时要对滤池进行反冲洗。滤池的反冲洗分开进行，即先对一个滤池进行反冲洗，然后对另一个滤池进行反冲洗，当一滤池在冲洗时，其他滤池正常工作。实际的反冲洗周期由检测滤池的出水浓度决定，当检测的浓度逐渐增大到接近于排放标准或滤池出水阻力太大时，需要反冲洗。
（3）BIOFOR滤池反冲洗：在运行过程中，随着运行时间的推移，生物膜由于增殖而逐渐增厚，同时滤料层截留的SS不断增加，使滤层阻力不断增加最终达到极限水头损失，出水水质变差，此时需对滤池进行反冲洗，用以去除滤池内老化的微生物膜及滤床截留的SS，以恢复其处理能力，这是维持BIOFOR滤池功能的重要环节。本工程采用气水联合反冲洗，即气洗—气水联合洗—水漂洗，通过专用长柄滤头配水、配气，滤池气洗强度为10～20L·m-2·s -1，水洗强度为5～10L·m-2·s-1。反冲洗过程中控制滤料层的膨胀率≤5%，实现对滤料的良好冲刷及滤料间的轻微相互摩擦，保持生物膜的厚度在300～400um。在运行时控制合适的反冲洗时间也非常重要，从本工程实际运行情况来看，反冲洗的时间控制在16min 左右效果最佳，其中气洗3min，气水联合洗8min，水漂洗5 min。滤池的反冲洗的周期控制为4d，每次反冲洗两个滤池。反冲洗分开进行，即先对一个滤池进行反冲洗，然后对另一个滤池进行反冲洗，当一滤池在冲洗时，其他滤池正常工作。
5.3 运行效果
本工程调试期约3 个月，结果发现该工艺对CODCr、BOD5、SS等的去除率达到了预期效果，并通过了环境监测部门的验收。连续24 h 满负荷运行后的取样监测结果见表二。
表二工程运行监测结果表
从表二数据可以看出，该处理系统对废水的CODcr、BOD5、SS及色度的去除率分别达到92.5%、92.5%、90.9%、90%。出水CODCr、BOD5和SS的质量浓度分别为30、15、20mg/L，色度为20，pH为中性，各项指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B 标准要求。
6 经济指标及环境效益分析
（1）工程造价。该工程总投资为325万元，其中土建费145.39万元，设备材料费（含自控及化验设备）127.62万元，其他设计、安装、运输及调试等间接费用51.99 万元。
（2）占地面积。该废水处理工程总占地约364m2，处理1t 废水占地1.5m2。
（3）运行成本。处理废水的运行成本为1.066元/m3（计设备折旧、维修费用），其中电费0.28元/ m3，人工费0.33元/ m3，药剂费合计0.456 元/ m3（石灰投加量为100mg/L废水、PAC投加量为80mg/L废水、PAM 投加量为8.0mg/L废水计）。
（4）环境效益。污水处理站建成后，每年减少约31.97吨CODcr、15.984 吨BOD5、17.28吨SS排入周围环境水体，对改善周围水体环境起到重要的作用。
7 结束语
（1）经过升级改造后，该生活废水处理的工艺流程实际为“曝气生物滤池+ 混凝沉淀”，相比原有化粪池+ 多级自然沉淀处理系统，新系统容积负荷更高、HRT更短、运行处理效果更稳定。运行结果表明：改进后处理系统对废水的CODcr、BOD5、SS及色度的去除率分别达到92.5%、92.5%、90.9%、90%，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B 标准要求。
（2）该污水处理站总投资325万元，处理废水总费用为1.066元/ m3，单位废水处理占地面积仅为1.5m2。系统正常运行每年减排COD 约31.97吨、BOD5 约15.984吨、SS约17.28吨。采用混凝沉淀装置与曝气生物滤池相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用组合式钢混结构，具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。
参考文献：
[1] 陈磊，郭光.SBR 法在煤矿生活污水处理中的应用[J].煤炭工程，2006，(01) : 55-56.
[2]尚少鹏，赵玉仑.煤矿生活污水处理模式探讨[J].煤炭工程，2003，(10) : 64-66.
[3]给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1986，12.
[4]邢洪魁，王宜海.高庄煤矿生活污水处理及综合利用[J] .西南给排水，2009，31(04): 23-26.
[5]王争鸣，刘涛，周如禄，秦树林.曝气生物滤池处理矿区生活污水[J]. 能源环境保护，2004，18(04):38~40.
[6]郑俊，吴浩汀.曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M].北京:化学工业出版社，2005.
作者简介：訾健(1979-),男,工程师, 神华神东煤炭集团公司矿业服务公司运行管理部主管,从事神东煤炭公司所有给排水场所的运行管理工作。