丰台铝业水处理站优化方案

1、山西丰台集团有限公司矿井水和生活水处理站优化方案业主：山西丰台集团有限公司受托方：山西某环保科技有限公司山西某环保科技有限公司一、项目概况11.1废水处理站项目简介11.1.1矿井水处理站简介11.1.2生活水处理站简介21.2废水处理站运行存在的问题21.2.1矿井水处理站存在的问题21.2.2生活污水处理站存在的问题3二、废水处理站改造方案42.1矿井水处理站改造方案42.1.1更换现有超滤膜系统42.1.2现有反渗透作为应急处理系统62.2生活水处理工艺改造方案62.2.1出水回用7222增加碳源投加系统82.2.3增加高效菌系统82.2.4更换现有膜组件9三、委外运营服务方案103.1

2、委外运营的必要性103.2运营服务内容11四、费用估算134.1改造费用估算134.2运营费用估算1311、项目概况1.1废水处理站项目简介 1.1.1矿井水处理站简介矿井水处理站设计规模为1400m3d （70m3h,每天以20 h计）。处理工 艺采用“迷宫斜板沉淀器+全自动过滤器+多介质过滤器+超滤+反渗透”。工 艺流程图如图1.1所示。泥饼外运处理图1.1矿井水处理站工艺流程图调节池收集井下废水，以及全自动过滤器的反冲洗废水，均衡水质水量, 大量悬浮物预沉淀。调节池的废水经提升泵输送至迷宫斜板沉淀器，沉淀后 进入全自动过滤器。岀水过滤后进入超滤系统，经深度过滤后，超滤出水再 进入反渗透系

3、统，出水回用于厂区，浓水直接外排。调节池污泥、迷宫斜板 沉淀器沉泥收集于污泥池，再通过污泥泵送至污泥脱水系统。1.1.2生活水处理站简介生活水处理站设计规模为200 m3d （IOm3h,每天以20 h计）。处理工 艺采用“厌氧/缺氧+好氧+沉淀池+MBR膜系统+活性炭过滤器”。工艺流程 图如图1.2所示。反冲洗废水污泥回流反冲洗水污泥池A委外 处理图1.2生活污水处理站工艺流程图生活污水经管网收集后进入污水处理厂格栅间，在格栅间去除较大的块 状漂浮物后进入调节池，在调节池内均衡水质水量后，由污水提升泵将污水 送入A/O池。A/O池是该工艺的关键单元，分为缺氧、好氧两个阶段，COD、 BOD、

4、NH3-N等大部分污染物在本单元去除后自流至沉淀池，经沉淀池固液 分离后，上清液重力流入中间水池并经中间水池提升泵提升至MBR膜池。 MBR膜池过滤后，出水进入活性炭过滤器，进一步过滤，出水消毒外排。处 理过程中所产生的剩余污泥进入污泥池，污泥委外处理。1.2废水处理站运行存在的问题1.2.1矿井水处理站存在的问题根据现场调研，矿井水处理站存在的主要问题如下：（1）系统深度处理采用超滤+反渗透工艺，处理流程繁琐，运营成木高。（2）反渗透浓水直接排放，不满足环保政策要求。（3）药剂投加随意，不能根据实际水质情况，精准投加药剂，保证絮凝 沉淀单元出水水质稳定。（4）缺乏专业的设备维护保养，部分设备

5、存在跑冒滴漏现象，设备故障 率高。（5）运营人员专业基础差，加之缺乏必要仪器和专用工具，现有技术力 量无法支持水处理系统的正常运转，更无法保证出水稳定达标。1.2.2生活污水处理站存在的问题根据现场调研，生活水处理站主要存在的问题如下：（1）MBR组件产水能力低于设计要求，需要恢复其膜通量或更换膜组 件。（2）生化系统出水直接外排，不满足环保政策要求。（3）二级处理采用A/O生化处理工艺，由于运营人员缺乏专业知识，专 业运维能力，对故障的判除能力差。除上述问题外，矿井水处理站和生活污水处理站还存在以下共性问题：（1）缺乏专业的设备维护保养，设备故障率高。（2）运营人员专业基础差，加之缺乏必要仪

6、器和专用工具，现有技术力 量无法支持水处理系统的正常运转，更无法保证出水稳定达标。二、废水处理站改造方案2.1矿井水处理站改造方案针对矿井水处理站目前存在的主要问题，结合现有现状实际。对矿井水 处理站主要进行如下技术改造（如图2.1）: 更换现有中空纤维膜为陶瓷平板膜； 反渗透系统作为应急处理单元，在紧急状态下启动。Al污泥脱水机血饼外込处理污泥池A污泥浓缩池图21改造后的矿井水处理工艺流程图2.1.1更换现有超滤膜系统超滤膜的应用范围极其广泛，基木上涉及过滤的行业都可以用到的过滤 设备。工业用水中用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物。 超滤技术己在电力、钢铁、化工、煤矿等工业废水

7、处理领域得到较多应用。超滤膜根据膜材料的不同分为：无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜。 有机膜：主要是由高分子材料制成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚瞇飒、 聚偏氟乙烯等等。根据膜形状的不同，可分为平板膜、管式膜、毛细管膜、 中空纤维膜等。有机中空纤维膜与无机平板陶瓷膜的性能对比见表2.1。表2.1中空纤维膜与平板陶瓷膜对比表项目中空纤维膜平板陶瓷膜组成聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等 高分子材料氧化铝、氧化错、氧化硅、氧化 钛等无机陶瓷料材质塑料陶瓷过滤精度咼I； h抗污染性能一般较高能耗低较低寿命一般较长通量大较稳定产水率咼1； «J反洗难易较难较易应用实例城市污水回收，自来水、地下 水除

8、菌除浊净化化工、矿井水深度处理、纳米材 料、中药制备等由于矿井水处理主要功能为去除悬浮颗粒物，所以在选用超滤膜组件时, 一方而要保证出水水质，即过滤精度和膜通量等；另一方而要考虑运行成本, 即使用能耗、寿命、抗污染性能等。平板机陶瓷膜，以陶瓷骨架组成，表面为IOO级别的镀膜，更符合矿井 水的污染物的构成。无机陶瓷膜对煤粉煤渣类无机物拦截效果非常好，对石 油类污染物及二价离子均有较好的拦截效果，并具有耐酸碱、耐冲洗、耐高 温低温等优势。清洗时也不需要特殊的药剂养护，拥有更长的使用寿命和更 佳的通量。木项目推荐将现有中空纤维膜超滤系统更换为陶瓷平板膜超滤系 统。2.1.2现有反渗透作为应急处理系统

9、反渗透系统由反渗透膜（RO）、高压泵及为保护反渗透膜而设置的精密 过滤器组成。反渗透是一种以压力梯度为动力的膜分离过程，可有效的去除 水中的溶解盐类，胶体，细菌和有机物，反渗透过程是自然渗透的逆过程， 在使用过程中，为产生反渗透过程，需用水泵将含盐水溶液施加压力，以克 服其自然渗透压，从而使水透过反渗透膜而将水中溶解盐类等杂质阻止在反 渗透膜的另一侧，同时为防止原水中溶解盐类杂质，在膜表而聚焦，运行时, 浓水应不断的冲洗膜表面，并将浓水中及膜而上的杂质带出，从而实现反渗 透除盐净化的全过程。近些年来，反渗透工艺被各行业广泛接受。反渗透膜技术在电厂锅炉补 给水、电子、半导体行业超纯水处理、化工及

10、制药行业的纯水处理、食品、 饮料、饮用水处理、海水、苦咸水淡化、冶金、轻工业、电镀及皮革等行业 的废水处理等行业内得到了广泛应用。但是在反渗透处理过程中会有大约 25%左右的浓水需要排放，这部分水含有大量的无机盐，直接外排会造成环 境违法行为。木项目主要是将矿井水处理中地表III类水标准。矿井水是在煤矿开采过 程中排放的被污染的地下水，其主要污染物为SS、COD、石油类。污染物主 要为大分子状态形式存在，在经过超滤后去除率己经达到90%以上，出水水 质可满足回用和排放标准。再经过反渗透处理后岀水水质虽然进一步提高， 但浓水直接排放反而造成了环境污染。因此木项目建议，保留原有反渗透系 统作为应急

11、处理系统，在矿井水受到不可预见的污染时紧急启动保证出水水 质达标，少部分浓水可单独收集处理。2.2生活水处理工艺改造方案针对现状生活污水处理站主要存在的问题，结合现有现状实际。对生活污水处理站主要进行如下技术改造(如图2.1): 将生活污水处理站出水引至选煤厂回用； 增加碳源投加装置； 增加高效菌投加装置； 更换MBR膜组器。2.2改造后的工艺流程图2.2.1出水回用根据环保政策要求，煤矿生活污水处理后用于选煤厂补水、洒水、绿化 等，不准外排。本项目提出的生活污水处理站出水指标要达到地表1【1类水质 标准，己远远超出选煤厂补水、洒水、绿化等要求的回用水要求，甚至部分 指标优于现行的生活饮用水卫

12、生标准(GE5749-2006)。现有的“厌氧/ 缺氧+好氧+沉淀池+ MBR膜系统+活性炭过滤器”系统在运行稳定的情况下， 出水水质也只能到达地表V类水质标准，要真正达到地表III类水质标准需要 增加生物滤池、生态塘等工艺，新增系统造价高，运行不稳定。木次改造将生活污水处理站出水送至选煤厂回用。222增加碳源投加系统煤矿生活污水多为洗浴废水，COD含量低，碳源不足，营养失衡，导致 项目使用的生化处理系统中活性污泥浓度低，不能正常高效运行，从而直接 影响出水水质。根据矿井生活污水运营经验，在处理站设置碳源投加系统。可根据现场 进水实际情况，定量的投加碳源，确保生化系统的稳定性。2.2.3增加高

13、效菌系统活性污泥法工艺，普遍存在水质、水温等条件变化时，工艺运行不稳定, 污泥中硝化细菌占比较少(小于5%),在污泥中难以占有绝对优势，污泥硝 化活性低。一般矿井水生活污水处理生化系统氨氮负荷小于0.03 kg NH3-Nkg MLSSd,工艺调控需要很长时间，稳定达标难度较大。物化处理方法(例如 折点加氯方法等)运行费用较大。增加硝化滤池投资成本也较大。木方案推荐的高效菌系统，采用全自动生物培育装置和特制的营养剂， 通过精准的自动化控制，持续培育高活性的硝化菌液，来加快硝化反应启动 的速度，快速增加曝气池内硝化细菌的数量和活性，解决曝气池内硝化细菌 活性不足，氨氮排放不稳定，有毒物质排入造成

14、硝化功能丧失，或者随着排 泥量增大而造成硝化菌流失等问题。可保证污水站岀水氨氮稳定的达标排放, 尤其在北方污水站冬季运行时能维持曝气池较高的硝化菌数量和硝化活性， 提升氨氮运行负荷，保障系统氨氮去除效果。一般污泥硝化负荷0.030.05 kg NH3-N/ (RgMLVSS d),采用硝化菌培育一体化装置，污泥的硝化负荷可增 长至0.06-0.1 kgNH3-N/ (kgMLVSSd),出水水质稳定达标。2.2.4更换现有膜组件现有MBR膜组件产水能力远低于设计要求，并难以恢复其膜通量，需对 其进行改造。MBR是将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物化学 反应系统。它以超滤或微滤

15、膜组件替代传统活性污泥法中的沉淀池实现泥水 分高。该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、 运行管理简单等特点。MBR分离膜组件结构形式多样，较为常用的为有机中 空纤维膜和有机平板膜两大类，性能对比见表2.2。表2.2中空纤维膜与有机平板膜对比表项目有机平板膜有机中空纤维膜抗污染能力强弱机械强度l低，易断丝清洗周期短清洗方式在线清洗即可需要离线冲洗使用寿命短综上所述，在运行过程中有机中空纤维膜容易断丝，堵塞，并清洗困难, 而平板有机膜具有结构紧凑、膜易更换、较易清洗等优点。因此，建议将现 有的有机中空纤维膜更换为有机平板膜。三、委外运营服务方案3.1委外运营的必要性改造后

16、的矿井水和生活水处理系统专业性强，操作难度大，运行过程中 经常出现多种不确定因素，需要做出专业应对。因此，我们建议贵公司引入 专业公司进行委外运营，以确保改造优化后的系统能够真正发挥出应有的效 果。专业化运营的好处如下：（1）规范设施运营公司依托校企联合实验室，可为企业提供长期的技术支持，帮助企业优 化环保流程，建立长效机制。通过我公司的专业化、规范化运营和管理，确 保企业完全实现达标排放。（2）降低环保成本通过对企业水处理运营过程的精准测试、精细化管理以及药剂等消耗品 的集中采购等，大幅降低企业环保运营成木。（3）规避环境风险通过运营合同，运营方明确承诺对自身原因导致的环境违法行为负全责,

17、包括-但不限于承担罚款及其他连带责任，最大程度免除了企业而临的技术、 法律等各种环境风险，真正为企业分忧解难。（4）促进政企互信通过专业人做专业事，利用运营方的人脉资源和政策解读能力，提升企 业与政府有关部门的沟通质量，建立良好的政府与企业监管与被监管的关系, 从而维护股东核心利益。需要强调，当前环保形势异常严峻，企业而临的环境风险严重。近期吕 梁市水质国家考核全国排名倒数第一。2019年5月9日，山西省水污染防治 工作领导小组办公室下发通知，对吕梁市进行区域限批并挂牌督办。可以预 见，一场力度极大、范围极广的大检查将会很快启动，如不能满足要求将会 受到极重的行政处罚。毋容置疑，山西华晋煤焦集

18、团有限责任公司作为吕梁 地方重要的煤炭企业之一，必然是国家环保监管的重中之重，企业万万不可 侥幸。为帮助企业弥补专业不足，确保稳定达标，柳林县环保局自去年以来积 极推广专业化委外运营。鉴于此，作为我省标杆公司的华晋集团，我们建议, 贵公司顺应形势，主动作为，带头推行专业化委外运营，为当地企业树立典 范。3.2运营服务内容公司可为委托方提供包括运营、咨询、特色等四大类H个子项23小项 的菜单式服务。客户可根据自身情况，选择服务项目，量身定制一揽子环保 解决方案。表3.1山西某公司服务内容一览表服务等级服务项目服务内容备注核心服务方案设计1. 企业环保问题诊断；2. 企业水处理一揽子解决方案设计与

19、实施。标配运营维护1. 派遣专业人员规范并主持委托方处理厂的操 作；2. 进行水处理设备的维修和保养；3. 协同委托方建立和完善水处理设施运行管 理制度；4. 进行日常巡检；5. 及时发现并处理水处理设施的运行故障。标配特色服务远程监控 平台1建立环保运营远程管理平台，运行数据实时 查询、历史数据分析、异常工况智能预报警、 运行数据分析；2. 实现污水处理厂设备运行情况、进出水水量、 水质的实时监控；3. 利用大数据平台优化水处理厂工艺和运行操 作，实现技术上的不断进步。选配服务等级服务项目服务内容备注长期技术 支持校企联合实验室，及同可研单位、设计单位的 长期合作，为企业提供技术支持和服务，

20、帮企 业解决技术难题，提升环保水平。标配法律支持指导委托方法律顾问（或委托运营方专业法务 人员）协同处理环境违法事宜，协助委托方起 草、审核环保方面的法律文书，进行法律责任 辩护和维权。选配延伸服务环保培训1. 水处理设施操作和监控的技术培训；2. 水处理设施常见故障排除及培训；3环保政策、法规与标准培训；4.公司环保制度培训。标配风控支持1. 指导委托方建立环保管理标准和制度，并协 同实施；为委托方环境信息公开提供专业咨询 和支持；2. 指导委托方完成水厂运行隐患排查。标配高端咨询监管应对协同委托方应对各级政府及环保部门水处理业 务的环保检查，并进行后续整改。标配政策咨询1指导委托方及时研判并正确响应政府和环保 监管部门在水处理方面的政策要求；2 提供环保政策及法律法规的咨询服务，做好 委托方与政府及环保部门之间的沟通工作。标配环保建议结合委托方的实际情况和企业战略，为委托方 优化环保管理方案，指导委托方削减环保成本、 降低环境风险。标配环保应急协同委托方建立健全环境应急工作体系，指导 委托方正确控制环境事故势态，正确处理环境 应急业务。选配四、费用估算4.1改造费用估算项目改造工程包