污水生化處理裝置聯(lián)合曝氣器的綜合應(yīng)用分析

崔留印 吳慶軍 (河南龍宇煤化工有限公司 河南永城476600)

1 系統(tǒng)狀況

河南龍宇煤化工有限公司污水生化處理裝置采用CASS工藝，由4個容積均為4 000 m3主處理單元組成，日處理9 000 m3生活污水和3 000 m3化工廢水，每個主處理單元配4臺射流泵(10 kW，全開)和3臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)(38 kW，2開1備)，曝氣總管壓力(實際值)為0.05 MPa。設(shè)計CASS池水質(zhì)：進(jìn)口COD質(zhì)量濃度<500 mg/L，氨氮質(zhì)量濃度<60 mg/L；出口COD質(zhì)量濃度<50 mg/L，氨氮質(zhì)量濃度<5 mg/L。該污水生化處理裝置自2008年底投入使用，在運行過程中逐漸暴露出一系列的問題，給環(huán)保帶來很大的壓力。

2 原系統(tǒng)存在問題

(1)氣量分布不均。由于CASS池為長方形結(jié)構(gòu)，而曝氣器是圓盤狀的，曝氣范圍為圓形球狀空間，所有CASS池的幾個邊角幾乎始終處于厭氧階段，氣量的綜合利用效率下降，進(jìn)而導(dǎo)致污泥活性和污水處理效率下降。污水生化處理裝置改造前(2013年1月)進(jìn)、出口水中COD和氨氮含量見表1。

表1污水生化處理裝置改造前(2013年1月)進(jìn)、出口水中COD和氨氮含量mg/L

(2)運行能耗較高。由于污泥活性下降，為了達(dá)到更好的曝氣效果，羅茨鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)常由原2開1備改為3臺同時運行，使運行成本逐漸增加。

(3)設(shè)備故障多，檢修成本高。隨著曝氣量的加大，造成曝氣器、曝氣管道經(jīng)常出現(xiàn)破裂、松動現(xiàn)象；同時，由于底部曝氣死角較多，造成底部射流泵經(jīng)常出現(xiàn)堵塞、泄漏現(xiàn)象。

3 改造措施和效果

為有效解決這些問題，通過調(diào)查分析研究，在原有曝氣器的基礎(chǔ)上，增設(shè)曝氣管。新增的曝氣管鋪設(shè)在主處理單元最底部的各個角落，根據(jù)每個主處理單元寬度均勻水平鋪設(shè)8根曝氣支管，再在每根曝氣支管左右均勻水平鋪設(shè)長1 m的24根曝氣分支管。改造過程中，通過逐個暫停運行4個主處理單元完成安裝。在調(diào)試過程中，由于2路曝氣管可同路、也可分開，可1臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)對應(yīng)供應(yīng)1路曝氣管、也可2臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)同時對應(yīng)其中1路曝氣管，所以增強(qiáng)了操作的靈活性，可隨時根據(jù)現(xiàn)場曝氣情況進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。改造后污水生化處理裝置示意見圖1。

圖1 改造后污水生化處理裝置示意

(1)水質(zhì)、水量改善。該污水生化處理裝置自2013年6月改造后投運，曝氣更均勻，為好氧污泥反應(yīng)提供了良好的條件，污泥性狀明顯好轉(zhuǎn)，能保持穩(wěn)定的處理負(fù)荷和處理能力。污水生化處理裝置改造后(2013年10月)進(jìn)、出口水中COD和氨氮含量見表2。

表2污水生化處理裝置改造后(2013年10月)進(jìn)、出口水中COD和氨氮含量mg/L

由表1和表2對比分析可看出，改造后污水生化處理裝置對COD和氨氮的去除效率明顯提高。

(2)電耗降低。目前，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的運行模式為2開1備。污水水質(zhì)較好時，短暫開1臺鼓風(fēng)機(jī)(每天4 h左右，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整)即可滿足工藝要求。為了更好利用底部污泥，曝氣管安裝前，底部射流泵需長期運行；在池底部安裝曝氣管后，共16臺射流泵(電機(jī)功率為10 kW)停止使用；按年運行330 d、電機(jī)做功效率80%并忽略短暫只開1臺鼓風(fēng)機(jī)節(jié)電計，每年可節(jié)省電量達(dá)1 140 480 kW·h，運行成本大幅降低。

(3)運行周期延長。原污水生化處理裝置經(jīng)常處于超負(fù)荷運行狀態(tài)，頻繁出現(xiàn)風(fēng)機(jī)損壞、曝氣管松動甚至破裂等問題，每年至少需要大修2次；改造后污水生化處理裝置從2013年6月投運至今，一直穩(wěn)定、高負(fù)荷、高質(zhì)量運行。

(4)勞動強(qiáng)度減輕和輔材消耗降低。隨著污泥活性的長期穩(wěn)定，該污水生化處理裝置污泥沉降比(SV30)一直穩(wěn)定在30%～60%，減少了壓泥工作量；同時，由于裝置能長周期運行，降低了設(shè)備故障率，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，降低了輔材消耗。