工程與技術(shù)Engineering and Technology .塌陷盆地處理污水的設(shè)計Design of Wastewater Treatment UtilizingMine Collapse Basin萬玉山張雅秋鄧喀中(中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)測學(xué)院，江蘇徐州 221008)胡風(fēng)華 (上海建浩工程顧問有限公司， 上海200030)擅要利用地表下沉累計的方法計算增陷然地的深度，把煤礦的喝沿然地設(shè)計成生態(tài)唐父理污水，采用不同的工藝流程，以廢治廢，種植經(jīng)濟作物，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，走司持續(xù)發(fā)器的道路。關(guān)鍵詞爛陷盆地 三態(tài)塘煤礦在開采過程中，一方面造成地表的下沉，邊界采深H，采厚M,煤層傾角a，采空區(qū)走向長形成大面積的塌陷盆地，并積水成塘，另方面為D,，傾斜長D，傾斜水平投影長D1。這些數(shù)據(jù)可從保證生產(chǎn)的安全進行，需外排大量的井下水。井下當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘探資料中獲取。水來自采煤工作面、掘進頭和老采空區(qū)，含有大量(2)確定地表移動參數(shù)。下沉系數(shù)q主要影響角的煤塵、巖粒和一定量的細菌，不加處理會造成地正切tg B,拐點偏距S, s2、S,. s,開采影響傳播表水體的污染。角日。該礦區(qū)的地表移動觀測站提供上述參數(shù)。把塌陷盆地設(shè)計成生態(tài)塘來處理生活污水和井(3)確定采空區(qū)計算長度:走向長度1、傾向長度L下水，將污水處理、利用，就能實現(xiàn)污水的資源化l=D3-S,- S.與塌陷盆地的治理相結(jié)合，走以廢治廢的道路。塌L=(D-S,- S)x sin(θ+ a)/ sin θ陷盆地設(shè)計成生態(tài)塘，投資少、運行費用低、管理(4)建立坐標(biāo)系，確定坐標(biāo)原點，通過作圖或坐簡便、穩(wěn)定可靠，同時可養(yǎng)殖魚蝦、水禽，收獲蓮標(biāo)轉(zhuǎn)換計算各 點坐標(biāo)X、Y值。藕、蘆葦?shù)取?5)計算走向主要影響半徑r和上、下邊界的主要影響半徑r,、r2:1盆地的計 量r=H/tgB, r,=H/tg B,r:=H/lg β對塌陷盆地可直接測量范圍和深度，但地表下(6)按式WEm =Mxqx cos a計算最大下沉量W.沉有時需數(shù)年，在下沉尚未停止之前進行測量會出(7)計算各點坐標(biāo)X，Y與對應(yīng)開采邊界主要影響現(xiàn)誤差，所以采用地表下沉預(yù)計的方法能較方便、半徑的比值XIr,(X - 1)r, Yr,(Y - LD)r,快捷、準(zhǔn)確地計算出地表最終的下沉最，與原有地(8)以(7)中的比值為引數(shù)，查分布函數(shù)表得A表各點高程之差即為生態(tài)塘內(nèi)各點最后的高程。中國煤化工D)lrJ地表下沉預(yù)計的方法(慨率積分法)如下:(1)確定地質(zhì)開采技術(shù)條件即下邊界采深H，上“THCNMHG24 Envlronmental Protoctlon 2004. 3_ Enineering and Technoloy 工程與技術(shù)W,(X-D=W.xA[(X-D/r]藻類和大氣復(fù)氧時，就使全塘處于厭氧分解狀態(tài)。W([)= Wm xA(Yr)厭氧塘是一類高有機負荷的以厭氧分解為主的生物W(Y- D)=Wm xA[(Y- LD)r,]塘,BOD,負荷40 ~ 600kg/(km2/d)，其表面積較小，水在W(X)=([W,(X)- W(X - 0]塘中停留1-5d.它能以高有機負荷處理高濃度廢W(Y)=[W(Y)- W(Y- L)]水，BOD,去除率60%~ 90%，污泥量少,產(chǎn)生臭氣，計算X方向的下沉量W(X). W(X - D). W(X)和出水不能達 到排放要求，因而多作為好氧塘的預(yù)處Y方向的下沉量W(ID、W(Y- L). W(Y)。 .理塘使用。(10)由公式:2.3好氧塘W(X,N)=WX)x WrY/Wm好氧塘是--種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧求得各點的最終下沉量W(X,Y)。的氧化塘。它的水深較淺，-般在0.3~0. 5m，陽把以上步驟編程，輸入(1)、(2)、 (4) 的數(shù)據(jù)，光能直接射透到池底，藻類生長旺盛，加上塘面風(fēng)可很快求出各點的高程。力攪動進行大氣復(fù)氧，全部塘水都呈好氧狀態(tài)。BOD,負荷2~ 40kg/ (km?/d),水在塘中停留2~ 10d,2處理工藝BOD,去除率80% ~95%。暌氣塘是為了強化塘面大氣復(fù)氧作用，在塘上設(shè)置機械曝氣或水力曝氣器，2.1 工藝流程使塘水得到不同程度的混合而保持好氧狀態(tài)。曝氣塘有機負荷和去除率都比較高，占地面積小，污水早醫(yī)氧塘一植物塘一好氧塘一養(yǎng)殖城- 排放或回用但運行費用高，且出水懸浮物濃度較高，使用7國。時可在后面連接兼性塘來改善最終出水水質(zhì)。植物塘或好氧塘2.4蒹性塘兼性塘的水深一般在1~ 2.5m,塘內(nèi)好氧根據(jù)不同的進水水質(zhì)和回用要求選用不同的處和厭氧生化反應(yīng)兼而有之。 在上部水層中，白天藻理流程①②③④,并結(jié)合上文計算所得塌陷盆地的深類光合作用旺盛，塘水維持好氧狀態(tài)，其凈化機理度,盡量減少工程投資,降低運行成本。和各項運行指標(biāo)與好氧塘相同:在夜晚，藻類光合山東東營市污水生態(tài)處理工藝流程為:作用停止，大氣復(fù)氧低于塘內(nèi)耗氧，溶解氧急劇下降至接近于零。在塘底，由可沉固體和藻類、菌類污水一+沉砂池一厭氧塘|-+曝氣塘殘體形成了污泥層，由于缺氧而進行厭氧發(fā)酵，在.好氧層和厭氧層之間，存在著一個兼性層。兼性塘是氧化塘中最常用的塘型，常在曝氣塘或厭氧塘之儲水庫蘆葦塘←一藕塘曝氣養(yǎng)魚塘后作為二級處理塘使用，有的也作為難生化降解有機廢水的貯存塘和間歇排放塘。BOD,負荷4~ 10kg/(km?/d),水在塘中停留3~ 15d，BOD, 去除率70% ~在設(shè)計時應(yīng)盡最k滿足下列條件: (1)塘的個數(shù)不90%。少于3個，串聯(lián)運行，(2)塘形如為矩形，長寬比應(yīng)2.5 植物塘大于3,設(shè)置黏土止水層1 (3) 進口距塘底0.5m，以水生植物有挺水植物、漂浮植物、浮葉植物和多點進水為佳，出口應(yīng)盡可能遠離進口，設(shè)置成上、沉水植物。放養(yǎng)品種的選擇取決于它們的適應(yīng)能下數(shù)個出水口的形式1 (4)盡 k設(shè)置導(dǎo)流墻，橫向?qū)Я?、是否易于收獲、處置及利用。蘆葦、水蔥等挺流墻長度為塘寬的0.8倍，縱向?qū)Я鲏﹂L度為塘長水植物具有中等耐污能力，適于在水淺的前級氧化的0.7倍(5)沿塘長每隔- 定距離設(shè) t- - 條橫向污塘裁植,而茨藻、金魚藻等沉水植物則適合于在寡泥溝，溝上方設(shè)障板，障板伸人水中約0.9m,水面污帶的后級氧化塘和接納二級處理水的塘中放養(yǎng)。以上部分不大于0.15m; (6)塘堤的最大和最小坡度放養(yǎng)植物對污染物的凈化，主要是通過兩種途徑完分別為3: 1和6:1.成的:中國煤化工捕集一. 積累2.2厭氧墉CNMHG=成了大量的生厭氧塘的水深一般在3~5m。當(dāng)塘中耗氧超過物 膜。祖休也過低響問土切聯(lián)相平，使微生物參與. 2004.3. 環(huán)境保護. 25:工程與技術(shù)Eninering and Technology對污染物的凈化。結(jié)果如下:浮水植物鳳眼蓮去除污染物的能力很強，10 天項目工程總投資年經(jīng)營成木 單 位經(jīng)營成本停留時間后氮減少約90%，磷酸鹽減少50%左右。在(萬元)(萬元a)(元0/m2)停留時間為5天，塘面72%為植物覆蓋時，經(jīng)一個活性污泥法AA/O24 940.051 640.730448--24 577.361 902.620.52氧化溝月，BOD可降低69%, ss 為80.%、COD為47.2%、...生態(tài)塘6 880.18420.760.115有機氮59.9%、總磷35.5%。鳳眼蓮可生產(chǎn)牧畜飼料、混合肥料、土壤改良劑或為造紙廠利用和生產(chǎn)從表中可以看出生態(tài)塘的投資僅為A/A/O、氧甲烷。鳳眼蓮凈化塘- - 般狹長平面布置，以減少水化溝的約 1/4,年經(jīng)營成本為AAO的14、氧化溝的流可能的短路，并方便收獲。約1/5。同時生態(tài)塘每年收獲大量的魚.蝦、藕、蘆蘆葦塘設(shè)計床層深度一般在 0.6m以下，床面積葦、鳳眼蓮、鴨、鵝等農(nóng)產(chǎn)品和水產(chǎn)品，經(jīng)濟效益S(m2)可按下式計算:+分顯著。S= 5.2Q(InC。- InC)式中，Q為廢水平均流量，m'/d ; C為進水平4結(jié)語均BOD,濃度，mg/L C為出水平均BOD,濃度, mg/L。2.6養(yǎng)殖塘根據(jù)水質(zhì)水量和其他要求，因地制宜，把煤礦好氧塘和兼性塘中有水生動物所必需的溶解氧塌陷盆地設(shè)計 成生態(tài)塘來處理污水，構(gòu)造簡單，投和由多條食物鏈提供的多種餌料，具備養(yǎng)殖魚類、資少， 運行管理方便，處理效果穩(wěn)定，經(jīng)營費用低，螺、蚌以及鴨、鵝等家禽的良好條件。這種養(yǎng)殖塘同時種植 經(jīng)濟作物、開展養(yǎng)殖業(yè)，具有顯著的經(jīng)濟以陽光為能源，對污染物進行同化、降解，并在食效益、環(huán)境效益和社會效益。物鏈中遷移轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)化為動物蛋白。養(yǎng)殖塘BOD,的去除率在90%以上, ss 和N. P的去除率- -參考文獻 .般在80% ~90%，細菌去除率大于98%。水深宜采1 萬玉山，朱岳峰，黃吉祥.土地復(fù)墾的經(jīng)濟評價.礦用2m左右，多塘串聯(lián)。業(yè)教育研究，2000 (2)2張雁秋，許浩天.廢水生物處理及反應(yīng)動力學(xué).徐3經(jīng)濟分析州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，20033張立秋，王寶貞，王琳等，處理城市污水的生態(tài)生態(tài)塘基建費用和處理成本分別為同樣規(guī)模二塘系統(tǒng)設(shè)計.中國給水排水，2000 (2).級處理廠的1/5~ 1/3和120~ 1/5，東營市生態(tài)塘比較口中國煤化工MHCNMHG26‘Envtroimontal Protectlon 2004. 3