薛国杰，郝云寿，刘丽强

(西山煤电环保绿化分公司，山西 太原 030000)

1 古交净化水厂概况

古交净化水厂位于古交市屯兰矿区，厂内超磁工艺矿井水处理系统建设于2005年，主要用于处理屯兰矿矿井水。由于水质变化、设备运行异常等原因，系统建成运行不久，便无法正常运转，多年来一直处于故障停用状态，且没有进行正常后期维修保养，大部分设施及管道已生锈、腐蚀、堵塞，甚至严重裂缝、破损，难以继续使用。通过对原机械搅拌澄清池、污泥浓缩池机械传动部分及其配套的过滤器、加药系统、压滤车间、调节池等部分进行置换、修复及升级改造，使系统重新运转，有效提高了出水水质，增加了系统处理能力。

2 改造后新系统工艺流程

矿井水经预沉池沉淀后，实现首次泥水分离，分离出的污水经加药后通过一级提升泵抽至机械加速澄清池进行二次泥水分离。上清液回流至中间水池，再通过二级提升泵，进入多介质过滤器进行过滤，最后经紫外线消毒后流入清水池，部分清水回用，剩余部分经巴歇尔槽外排。污泥经过污泥浓缩池浓缩后，通过板框压滤机压成泥饼，运至矿方指定地点。污泥浓缩上清液经回收水池流入预沉池再次循环处理[1]。

3 具体改造措施

3.1 机械加速澄清池的升级改造

机械加速澄清池主要利用机械搅拌及提升作用来完成泥渣回流和接触反应。该池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。其工作过程：加药混合后的原水进入第一絮凝室，与几倍于原水的循环回流泥渣在叶片的搅动下进行接触絮凝反应；然后经叶轮提升至第二絮凝室继续反应，以结成较大的絮体；再通过导流室进入分离室进行沉淀分离，清水向上集水槽排出，下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室经排泥管排出，另一部分沿回流缝回流进入第一絮凝室进行絮凝。

池体采用钢砼结构浇筑而成，全地上式结构。根据国家标准图集S773的池体尺寸设计为：池体直径D=12 400 mm，池体净高H=5 500 mm，池体总容积V=504 m3，处理水量Q=320 t/h(1 d按24 h运行计算，即Q=7 680 m3/d)，主要参数见表1。

表1 机械加速澄清池主要参数

对原有机械加速澄清池内积泥进行清掏；更换维修刮泥机及其搅拌机，主要参数见表2和表3；一级提升泵后端连接管道、阀门至机械加速澄清池敷设DN300管道进行连接；增设斜管，主要参数见表4；池内壁进行防水处理；机械加速澄清池至中间水池敷设DN250管道，主要参数见表2；配套阀门、就地控制柜、管道混合器等。

表2 搅拌机主要参数

表3 刮泥机主要参数

表4 斜管蜂窝填料主要参数

第一、第二絮凝室流量(考虑回流因素在内)设计为出水量的3～5倍；清水区高度为1.5 m，上升流速0.8～1.1 mm/s；水在池中的总停留时间为1.2～1.5 h，第一絮凝室和第二絮凝室的停留时间一般控制在20～30 min；为使进水分配均匀，防止堵塞，采用底部穿孔管配水、进水。加药点设于池外，在池外完成快速混合。第一絮凝室设辅助加药管以备投加絮凝剂。第二絮凝室内设导流板，底部锥体坡角设计为45°左右，并设机械排泥装置，也可使用手动快开阀人工排泥。在进水管、第一絮凝室、第二絮凝室、分离区、出水槽等处分别设取样管。

机械搅拌澄清池的搅拌机由驱动装置、提升叶轮、搅拌桨叶和调流装置组成。驱动装置采用无极变速电动机，以便根据水质和水量变化调整回流比和搅拌强度；提升叶轮用以将一反应室水体提升至二反应室，并形成澄清区泥渣回流至一反应室；搅拌桨叶用以搅动一反应室水体，促使颗粒接触絮凝；调流装置用作调节回流量。搅拌桨叶外径为叶轮直径的0.8～0.9倍，高度为第一絮凝室高度的1/3～1/2，宽度为高度的1/3。运行实践表明，加长叶片长度、加宽叶片，使叶片总面积增大，搅拌强度增大，有助于改进澄清池处理效果，减少池底积泥。整体机械加速澄清池在原有标准池体基础上做了改进，增设斜管以提高澄清效果[2]。

3.2 污泥浓缩罐改造

污泥浓缩罐采用重力浓缩法，依靠污泥中固体物质的重力作用进行沉降与压密，首先对原污泥浓缩罐积泥进行清掏，将内部原有搅拌机及其减速器进行更换维修，并敷设污泥浓缩罐至二期预沉池DN100管道，污泥浓缩罐内壁全部作防锈防腐处理。污泥在浓缩罐内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入板框压滤机。浓缩罐的上清液流入预沉池重新处理。

3.3 新增压泥系统

板框式压滤机是一种间歇性固液分离设备，是由滤板、滤框排列构成滤室，在输料泵的压力作用下，将料液送进各滤室，通过过滤介质将固体和液体分离。板框压滤机脱水过程：板与框相间排列而成，在滤板的两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，即在板与框之间构成压滤室。在板与框的上端中间相同部位开有小孔，压紧后成为一条通道，加压到0.2～0.4 MPa的污泥，由该通道进入压滤室，滤板的表面刻有沟槽，下端有供滤液排出的孔道，滤液在压力作用下，通过滤布，沿沟槽与孔道排出滤机，使污泥脱水。将原有压滤机房进行改造，拆除原有压泥系统，新安装板框式压滤机及其配套系统，压滤面积120 m2。

3.4 多介质过滤器滤料更换

过滤器直径2.6 m，滤料高度2 m，共4台过滤器，分层更换新的不同直径的石英砂滤料。

3.5 线路改造及管路和泵的维修与更新

系统所有线路重新布置和规整，并增加配电箱和配电柜，主电缆重新敷设。对综合车间加药部分管道进行改造，并增设管道混合器，以达到增大水力停留时间，药品充分搅拌和混合，保证出水水质的目的。对部分外露管道进行防腐保温。原污泥脱水间旧设备、桥架等拆除，暖气改造。对综合车间3台一级提升泵、3台二级提升泵、2台反冲洗水泵，以及深度水处理车间2台泥浆输送泵、2台回收水泵进行维护、维修、保养、调试、试运行。收集水池2台泥浆回流泵的购置、管道变更及耦合安装、增设起吊装置。系统关键节点增设流量计[3]。

3.6 原有设施清淤

原有调节池、污泥池、污泥浓缩池常年使用，淤泥较多，进行了彻底清理。

4 效益分析

古交净化水厂闲置机械加速澄清池修复改造项目从开工到正式运行仅仅用了26 d，有效解决了屯兰矿矿井水处理问题。屯兰矿矿井水实际水量约为6 800 m3/d，改造后新系统处理能力4 800 m3/d，1 t水处理费用1元/d，剩余2 000 m3/d可以利用从外部租借的应急设备(北京高效旋流式一体化净水器)处理，大大降低了运行成本。新系统已运行10个月，矿井水处理能力很稳定。三期陶瓷膜工艺运行前新系统将能满足古交净化水厂的运行需求，保证屯兰矿矿井水正常处理，达到现有环保法律法规要求，确保古交净化水厂生产安全、环保安全，并降低应急处理设备租赁及运行费用。三期陶瓷膜工艺投入运行后也能作为备用系统用于生产。

闲置设施设备既占空间又浪费资源，弃之可惜，将其重新改造，既可以将原有设施设备重新利用起来，提高设备运行安全性和高效性，又可以将资源整合，提高资产利用率，减少损失。通过合理控制加药量等措施，将节约能源，保护环境。

5 结 语

西山煤电集团所属各矿井污水处理厂，大多建设年限久远，都存在闲置设施设备，古交净化水厂机械加速澄清池修复改造技术的成功，将对今后各矿井水处理厂的改造提供参考依据，若能修旧利废、交旧领新、以旧带新、合理改造利用，可以精简设备数量，盘活闲置资源，降本增效；增强精细化管理意识，提高污水运营管理水平；推动污水处理高效率运行，实现降本增效，高质量发展。