污水處理系統(tǒng)曝氣裝置的優(yōu)化

于廣村(淄礦集團(tuán)內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司世林化工分公司30萬(wàn)噸/年甲醇項(xiàng)目水務(wù)系統(tǒng)污水處理站于2014年8月開(kāi)工建設(shè)，建設(shè)期5個(gè)月，施工完成開(kāi)始運(yùn)行，主要接納并處理生產(chǎn)裝置排出的生產(chǎn)廢水和廠區(qū)的生活污水，處理后的污水要求符合GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，處理合格的污水直接排入達(dá)標(biāo)污水收集池。

1 實(shí)施背景及目的

世林化工分公司積極落實(shí)集團(tuán)公司以及上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)的對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)不斷優(yōu)化創(chuàng)新的精神，在自主創(chuàng)新、設(shè)備改造、系統(tǒng)優(yōu)化等方面做了大量工作。水務(wù)車(chē)間污水處理站是將生產(chǎn)裝置排出的生產(chǎn)廢水和廠區(qū)的生活污水經(jīng)污水裝置生化處理，生化處理分為好氧階段和厭氧階段，主要去除水中有機(jī)物和氨氮，生化處理達(dá)標(biāo)后的廢水排放進(jìn)入深度水裝置。世林化工隨著主裝置系統(tǒng)逐漸滿(mǎn)負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，由于氣化來(lái)水硬度高，微曝氣管經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)垢堵塞曝氣孔的情況，引起曝氣膜破裂，經(jīng)常對(duì)曝氣管進(jìn)行更換，嚴(yán)重影響生化池正常運(yùn)行。

為此，我們本著為公司節(jié)約成本，節(jié)能降耗的理念，積極優(yōu)化系統(tǒng)。針對(duì)污水處理CASS池曝氣裝置進(jìn)行了研究探索。經(jīng)過(guò)多方查找資料和理論推理，終于找出了解決辦法—將微曝氣管更換為旋混式曝氣裝置。創(chuàng)新完成后，旋混式曝氣裝置布器均勻，氧高效，檢修方便，不易損壞，溶解氧可以達(dá)到2～4mg/L，滿(mǎn)足工藝處理?xiàng)l件，保障CASS池長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。世林化工隨著主裝置系統(tǒng)逐漸滿(mǎn)負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，由于氣化來(lái)水硬度高，微曝氣管經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)垢堵塞曝氣孔的情況，引起曝氣膜破裂，經(jīng)常對(duì)曝氣管進(jìn)行更換，嚴(yán)重影響生化池正常運(yùn)行。為減少曝氣裝置更換次數(shù)，降低更換曝氣管費(fèi)用，保障CASS池正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 創(chuàng)新計(jì)劃

通過(guò)研究、探索，以及結(jié)合現(xiàn)有系統(tǒng)配制結(jié)構(gòu)，計(jì)劃將池內(nèi)微孔曝氣裝置全部拆卸掉，更換配套的旋混式曝氣裝置。創(chuàng)新使用的旋混式曝氣筒如圖1。

圖1 旋混式曝氣筒

3 創(chuàng)新后工藝流程

在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱(chēng)預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，微生物能通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程，這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用，同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。工藝流程原理圖如圖2。

圖2 工藝流程原理圖

CASS操作周期一般可分為四個(gè)步驟：曝氣階段由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3-N通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-N。沉淀階段 此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開(kāi)始進(jìn)行反硝化反應(yīng)。活性污泥逐漸沉到池底，上層水變清。潷水階段。沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開(kāi)始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過(guò)渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。

主反應(yīng)區(qū)內(nèi)，采用旋混式曝氣系統(tǒng)。曝氣器安裝在空氣布?xì)夤艿老到y(tǒng)上，管道為碳鋼管，曝氣池總深度5830mm，曝氣裝置安裝在距離池底200mm的高度，曝氣裝置支管道連接位置距離主管道垂直距離100mm處，每個(gè)CASS池主反應(yīng)區(qū)內(nèi)共有曝氣頭70個(gè)，共210個(gè)。每個(gè)曝氣器曝氣量為0.4～1.3m3/min。生物選擇區(qū)中，采用穿空管曝氣系統(tǒng)。在生物選擇區(qū)內(nèi)，曝氣只起到泥水混合的作用。每個(gè)CASS池生物選擇區(qū)內(nèi)共有穿空管9根，每格1根。每根穿空管有一蝶閥控制，可手動(dòng)調(diào)節(jié)曝氣量。

CASS池曝氣單元相關(guān)主要設(shè)備如表1。

表1 CASS池曝氣單元相關(guān)主要設(shè)備

4 項(xiàng)目完成后工藝參數(shù)對(duì)比

活性炭過(guò)濾器創(chuàng)新前后水質(zhì)指標(biāo)及運(yùn)行情況變化如表2。

表2 活性炭過(guò)濾器創(chuàng)新前后水質(zhì)指標(biāo)及運(yùn)行情況變化

根據(jù)表2，更換曝氣管后排水指標(biāo)有明顯降低，溶解氧明顯上升，創(chuàng)新后對(duì)曝氣裝置未進(jìn)行檢修。

5 旋混式曝氣與傳統(tǒng)曝氣裝置的對(duì)比

旋混式曝氣與傳統(tǒng)曝氣裝置的對(duì)比如表3。

表3 旋混式曝氣與傳統(tǒng)曝氣裝置的對(duì)比

6 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

通過(guò)對(duì)污水處理曝氣裝置創(chuàng)新優(yōu)化，解決了污水處理曝氣裝置更換頻繁問(wèn)題，減少了生化池倒泥次數(shù)，保證了生化池長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)這次在系統(tǒng)原基礎(chǔ)優(yōu)化創(chuàng)新，通過(guò)探索、對(duì)比、實(shí)踐、研究，利用更換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)改變，控制工藝指標(biāo)，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行要求，使設(shè)備在運(yùn)行壽命方面相比以前更加延長(zhǎng)。

7 結(jié)語(yǔ)

本次創(chuàng)新對(duì)污水處理CASS池生化處理來(lái)水硬度高，微孔曝氣裝置容易結(jié)垢堵塞損壞，檢修更換次數(shù)頻繁，導(dǎo)致CASS池不能正常運(yùn)行，對(duì)缺陷進(jìn)行了設(shè)計(jì)彌補(bǔ)，為公司節(jié)能降耗上起到了重大作用。利用旋混式曝氣裝置布器均勻，氧高效，檢修方便，不易損壞，溶解氧可以達(dá)到2～4mg/L，滿(mǎn)足工藝處理?xiàng)l件，保障CASS池長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。如果不進(jìn)行創(chuàng)新，曝氣裝置2個(gè)月進(jìn)行一次更換，每次更換掉破損曝氣器有210個(gè)，一年更換1260個(gè)曝氣管。進(jìn)行創(chuàng)新后使用壽命至少3年，該項(xiàng)目極具推廣價(jià)值，在節(jié)支降本的形勢(shì)下，能為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益，同時(shí)更有利于行業(yè)中的大力推廣。