一、杜笙樹脂項(xiàng)目概述
項(xiàng)目背景:
1、水資源浪費(fèi)長期以來，采煤對地下水造成了嚴(yán)重破壞。絕大部分礦井水，被以直排方式，流入河道、田野，這不僅造成水資源的白白浪費(fèi)，也污染了環(huán)境。社會(huì)對此反響強(qiáng)烈的同時(shí)，煤礦企業(yè)也倍感壓力。
2、解決礦區(qū)飲水問題，大大節(jié)省生產(chǎn)用水成本煤礦企業(yè)開始對礦井水進(jìn)行更加深度的處理，有些輕度污染的礦井水，經(jīng)過處理之后直接可以用于礦區(qū)，甚至為附近居民供給生活飲用水；而有的經(jīng)過簡單沉淀過濾處理后，直接用于煤礦生產(chǎn)、消防用水及礦區(qū)綠植澆灌等用途，這不僅解決了礦區(qū)生活飲用水的緊缺現(xiàn)狀，同時(shí)在生產(chǎn)用水逐年漲價(jià)的情況下，大大節(jié)省了生產(chǎn)用水成本。
3、環(huán)保形勢嚴(yán)峻，礦井水提標(biāo)至地表三類近年來，隨著環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，以及國內(nèi)民眾環(huán)保意識的大幅增強(qiáng)。在礦井水處理領(lǐng)域，根據(jù)礦井所處地理位置的不同，有些地方（如：山東、山西、內(nèi)蒙等地的某些區(qū)域）的礦井水（煤礦、稀土礦、有色金屬礦等）處理需執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
杜笙樹脂項(xiàng)目概況：
某煤礦井廢水2000噸/天，在了解廢水基本情況并對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察后，進(jìn)行工藝構(gòu)思并設(shè)計(jì)解決方案。
二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案
進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計(jì)方案：
1、設(shè)計(jì)規(guī)模
設(shè)計(jì)處理水量：2000m3/d，24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
2、設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
該項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)水為甲方提供的第三方檢測數(shù)據(jù)。因?yàn)橐┙o礦區(qū)生活用水、生活飲用水及排放到地表三類水中。所以，出水既需要達(dá)到《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），又要達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的三類水標(biāo)準(zhǔn)。
3、進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)：
工藝設(shè)計(jì)分析：
礦井水主要是由于煤礦開采破壞了煤系上覆含水層而形成的井下涌水，初始流入井筒和巷道的涌水未受到污染時(shí)為清潔水，在開拓及采煤過程中易受到污染。根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)可知該礦井水為中性，無有毒重金屬物質(zhì)，但SS、TN含量較高，大腸桿菌數(shù)和菌落總數(shù)也比較高（需要說明的是一般礦井水中均有一定量的COD，但其主要是由煤粉引起的，并因水中還原性碳元素所致，一般隨懸浮物的去除，COD也隨之去除）。本工程礦井水處理后，既要作為生活飲用水，又要將多余部分排放至地表三類水中。經(jīng)以上分析，本工藝主要考慮去除COD、SS、菌落數(shù)、TN等。尤其是TN的去除需要達(dá)到地表三類標(biāo)準(zhǔn)。由于原水中含鹽量并不高，且TN處理精度要求嚴(yán)格，因此，本工藝采用了專業(yè)脫氮樹脂對總氮進(jìn)行深度處理。
綜上所述，項(xiàng)目采用了“生化、混凝沉淀及專用脫氮離子交換樹脂”的組合式處理工藝。
三、杜笙樹脂項(xiàng)目工藝分析
1、根據(jù)水中氮的形態(tài)，可對該廢水直接進(jìn)行反硝化，由于廢水中BOD5的含量很低，需另外投加碳源，但外加碳源無法控制，會(huì)引起有機(jī)物超標(biāo)。因此需在反硝化池后接氧化池，去除多余碳源，同時(shí)對廢水中可能存在的有機(jī)氮或氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。好氧池末端設(shè)有內(nèi)循環(huán)，將好氧池末端水，部分回流至缺氧池前段，對殘余或部分新產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化脫氮，從而對生化脫氮起保障作用。2、因出水需達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的三類水標(biāo)準(zhǔn)，即總氮要≤1mg/l。該標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)，普通的生化處理脫氮很難達(dá)到，所以對好氧池后端的出水進(jìn)行離子樹脂交換，用專業(yè)脫氮樹脂對廢水中硝態(tài)氮進(jìn)行深度去除，穩(wěn)定做到1mg/l以下。
3、對生化出水采用沉淀、砂碳過濾和精密過濾的方式去除懸浮物及一些水溶性的有機(jī)物，滿足離子交換的進(jìn)水要求，防止離子交換樹脂的污堵。
四、杜笙樹脂流程及單元工藝設(shè)計(jì)
工藝流程：
1、主要工藝流程圖
杜笙樹脂A-62MP：
主要作用：在進(jìn)水硝酸鹽氮8mg/l左右情況下，保證出水總氮含量<1mg/l。用常規(guī)的普通陰離子交換樹脂處理含硫酸鹽水中的硝酸鹽是困難的。因?yàn)闃渲瑤缀踅粨Q了水中的所有的硫酸鹽后，才與硝酸鹽交換。即硫酸鹽的存在會(huì)降低樹脂對硝酸鹽的去除能力。
采用科海思（北京）科技有限公司Tulsimer?A-62MP硝態(tài)氮選擇性樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽（<500mg/l）的影響。A-62MP樹脂對水中（低鹽環(huán)境）陰離子的選擇性順序依次為：NO3-?> SO42- > Cl-> HCO3-
結(jié)構(gòu)：Q235；
單組設(shè)計(jì)流量：45m3/h；
工作流速：8BV/h；
單組工藝尺寸：Φ2.35x3m；共2組，一用一備；
樹脂有效高度：1.5m；
主要設(shè)備：
1、鋼結(jié)構(gòu)罐體：Φ2.35x3m，數(shù)量2套，一用一備；
2、樹脂體積：13m3；
3、再生罐：10m3；材質(zhì)：PE；
4、再生泵：8-10m3/h，H：10-15m；耐腐蝕；數(shù)量：3臺，2用1備；
5、玻璃管流量計(jì)：8-10m3/h，數(shù)量，2臺。
杜笙樹脂離子交換器
污泥池：
主要作用：接受沉淀池污泥，并由泵送至原污泥處理系統(tǒng)；
結(jié)構(gòu)：半地下鋼砼結(jié)構(gòu)；
工藝尺寸：5.5x3.5 x2.5m（有效水深2米）；
有效容積：33.28m3；
主要設(shè)備：
1、疊螺機(jī)：DL301，數(shù)量1套；
2、螺桿泵：G30-1，數(shù)量2臺，1用1備；
3、液位計(jì)：數(shù)量：1臺。
紫外：
經(jīng)過專用脫氮樹脂處理，總氮達(dá)到地表三類的水，一般經(jīng)過裝置后用于礦區(qū)生活飲用水，余量部分會(huì)直接達(dá)標(biāo)排放或用于澆灌綠植及礦區(qū)其他生產(chǎn)、生活用水。
3、運(yùn)行中部分問題解決辦法匯總
（1）總氮出水不達(dá)標(biāo)：樹脂進(jìn)水總氮>10mg/l，則調(diào)節(jié)污泥回流比，控制生化產(chǎn)水總氮含量；流速過快，導(dǎo)致接觸時(shí)間短，則需降低流速，正常流速范圍5-20BV/H；樹脂進(jìn)水壓力不夠，建議2-3kg的進(jìn)水壓力為宜；布水器布水不均，大罐體建議采用爪狀布水器。
（2）樹脂污染：樹脂被懸浮物雜質(zhì)或活性污泥（可能有水溶性有機(jī)物）污堵，用10%氯化鈉+2%氫氧化鈉的堿性鹽溶液逆流快速?zèng)_洗（4BV/H流速），直至出水干凈清澈為止，輔以空氣擦洗效果更佳。
（3）再生不下來：樹脂吸附效果沒問題，再生總是不徹底，則需要排查罐體尺寸（反洗膨脹空間是否足夠）、再生/反洗泵流量、揚(yáng)程及管路是否能滿足使用要求（過大或過小）、再生劑成分是否有問題（是否含有強(qiáng)氧化劑、成分含量夠不夠等）。
（4）微生物滋生：間歇運(yùn)行，超過7天以上不運(yùn)行，則需用鹽水浸泡，以免藻類和等微生物滋生，影響樹脂功能，下次使用前沖洗干凈繼續(xù)使用。