潛水推流器在煉油污水中的應用

李正勇

(中國石化荊門分公司生產處，湖北　荊門　448002)

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潛水推流器在煉油污水中的應用

李正勇

(中國石化荊門分公司生產處，湖北荊門448002)

荊門石化污水處理場以氧化溝工藝運行為主，由于溝型的原因存在充氧與推流的矛盾，曝氣轉碟間距較長，氧化溝水平流速小于0.3 m/s，污泥沉底。氧化溝充氧與推流的之間矛盾必須通過潛水推流器來解決。氧化溝轉碟只提供生化處理所需曝氣量，而潛水推流器則起到泥水攪拌均勻、提供足夠水平流速的作用。氧化溝增設潛水推流器投用后，不再發(fā)生污泥沉低的現(xiàn)象，水平流速大于0.3 m/s，溝內污泥混合均勻，溶解氧也由原4.0 mg/L降到2.0 mg/L，同時由于溶解氧和水平流速的滿足。但潛水推流器投用后，一定程度上也破壞了原有生物相分布情況，需通過不斷摸索使微生物適應新的生長環(huán)境。

潛水推流器 ；氧化溝；煉油污水

荊門石化污水處理場主要采用了三溝式奧伯爾(Orbal)氧化溝處理工藝，共設有2座氧化溝，設計處理能力為1000 m3/h，水力停留時間約21 h，污泥負荷0.087 kgBOD5/kg·mlss·d，污泥齡20 d，每座氧化溝設有曝氣轉碟18臺，轉盤淹沒深度430～500 mm。為保證外排污水提高外排污水排放標準，我們對氧化溝運行系統(tǒng)進行了優(yōu)化，主要在氧化溝增設了12臺潛水推流器，同時為配合氧化溝潛水推流器的應用，在二沉池出水后增設后氣浮設施。這兩項措施于2005年7月開始實施，2005年8月完工。本文將對此做出詳細介紹。

1　氧化溝運行狀況簡介

中石化荊門分公司的奧貝爾氧化溝為三條同心曝氣溝。廢水從外溝進入，然后依次流入內溝，曝氣池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化溝外溝。氧化溝尺寸為89.3 m×39.3 m×4 m，水力停留時間為21 h，設計處理量為500 m3/h，可通過調整轉碟浸沒深度及運行臺數來調整溝內溶解氧濃度。我廠的氧化溝由于溝型的原因存在充氧與推流的矛盾。由于兩轉碟之間距離較長，氧化溝轉碟必須全開，只有這樣才能保證氧化溝水平流速和活性污泥不見底[1]。但轉碟全開整個氧化溝就會出現(xiàn)充氧過量，各個溝溶解氧不好控制，另外充氧過量還會加劇活性污泥自身氧化死亡，降低活性污泥處理效果，影響出水水質。而且由于曝氣轉碟故障率較高，導致內溝和溝拐彎處的摩擦阻力較大，水平流速小于0.3 m/s，使得溝底污泥沉積較多[2]。

2　氧化溝增設潛水推流器

氧化溝充氧與推流的矛盾必須通過潛水推流器來解決。氧化溝轉碟只提供生化處理所需曝氣量，而潛水推流器則起到泥水攪拌均勻、提供足夠水平流速的作用。在氧化溝的外、中、內溝各增設2臺潛水推流器，使得氧化溝內泥水混合均勻，同時提高了各溝的水平流速，解決氧化溝污泥沉低的問題，增強了氧化溝污水處理效果將泥水混合物通過攪拌使之均勻穩(wěn)定，能保證活性污泥不沉底死亡避免氧化溝出現(xiàn)死角和死區(qū)，提高出水水質[3]。同時也解決了曝氣轉碟充氧與推流的矛盾。潛水推流器的應用，還使得氧化溝曝氣轉碟部分停運，對氧化溝的降低能耗起到一定的作用，具體數據分析如下：氧化溝單臺轉碟額定功率為18.5 kW，潛水推流器未投用之前，轉碟運行臺數為32～28臺，投用后運行臺數減至26～20臺，平均減少8臺轉碟，同時增開12臺潛水推流器(單臺額定功率為2.3 kW)，依次計算每小時可節(jié)約用電120度左右。每年可節(jié)約污水處理費用70多萬元，降低污水處理成本0.17元/噸。

氧化溝所使用的潛水推流器是通過電機和減速機帶動低速香蕉葉輪攪拌泥水混合物，進行水平推流，形成良好體積流，保證整個水浮中的液體都是運動的，從而使泥水混合均勻，不出現(xiàn)污泥沉底分層現(xiàn)象。荊門石化污水處理場氧化溝潛水推流器采用的型號為：SR4410型潛水推流器，共12臺。葉輪直徑為2200 mm；葉輪轉數分別為外溝31 rpm、中溝27 rpm、內溝29 rpm；額定功率為2.3 kW；推力為1515 N；葉片數為2；其中香蕉葉輪采用玻璃纖維強化聚氨脂材質。不難看出潛水推流器主要作用有以下幾個方面：①將泥水混合物通過攪拌使之均勻穩(wěn)定；②能保證活性污泥不沉底死亡；③避免氧化溝出現(xiàn)死角和死區(qū)；④提供足夠的水平流速。

3　潛水推流器的應用情況

氧化溝內混合液的動力主要來源于曝氣轉碟，曝氣轉碟盤片的浸沒深度為430～500 mm，與氧化溝水深為4 m相比，轉盤也只占了1/6～1/7。在轉碟的下游安裝有后導流板，是為了改善流速分布、提高充氧能力。導流板高度為900 mm，在水面下150 mm，與水面呈60°夾角，導流板安裝在距轉盤(轉刷)軸心2 m處。由于導流板鋼結構的嚴重腐蝕和水流的沖刷，造成部分導流板損毀，致使氧化溝上部流速較大，底部流速很小，造成污泥沉積。

為了不造成污泥沉積，就需要解決溝內流速分布的問題，但是，由于導流板的位置的固定，加上鋼結構的腐蝕，我們難以改善氧化溝流速分布。因此，我們從氧化溝外部進行考慮，增加氧化溝內的推動力，以獲得不低于0.3 m/s的水平流速。

3.1氧化溝直溝段水力流動情況

在曝氣轉碟和潛水攪拌器的聯(lián)合作用下，溝內的混合液被加速提升，液流的能量隨之增加，液流在向前推進的過程中進行流速均布，將表面的高速液流傳到中下層。從溝中橫斷面內的流速分布看，呈現(xiàn)上中部高、下部低的特點。由于氧化溝潛水攪拌器安裝在直溝段，轉碟運行段和轉碟未運行段存在著一定的流速梯度。但在直溝段，溝內流速較大，污泥沉積的可能性較小。因此，在直溝段，可以根據實際情況隨時合理調配各轉碟和潛水攪拌器的布置方式，以保證氧化溝系統(tǒng)在高效節(jié)能的狀態(tài)下運行[4]。

3.2氧化溝彎道水力流動情況

氧化溝彎道的流態(tài)非常復雜，國內許多專家進行了氧化溝流態(tài)的研究。根據秦衛(wèi)峰等專家對氧化溝流態(tài)的分析，直溝段中曝氣轉碟帶動的高速液流在向前推進的過程中，與彎道發(fā)生強烈沖撞，此時大部分的高速液流會在慣性力、離心力和導流墻的作用下沿彎道外壁向內壁底層擴散。其結果是表面混合液流的流速明顯減小，呈現(xiàn)越靠外壁流速越高，越靠內壁流速越低的特點，易在內側彎道后端形成一定的滯流區(qū)，是產生污泥沉積的危險地帶。因此，我們將氧化溝彎道的轉碟全部開啟，以提供更高的能量，降低污泥沉積的可能性[5]。

根據氧化溝直溝段和彎溝段的水力流態(tài)，我們摸索了“轉碟機+潛水攪拌器”的運行方式，針對現(xiàn)有轉碟的分布和溶解氧的需要，合理優(yōu)化布置轉碟。經過一段時間的摸索運行，充分發(fā)揮了潛水攪拌器的優(yōu)勢，出水達標，同時降低了運行能耗。

4　運行效果

經過幾個月的運行，氧化溝潛水推流器、后氣浮設施均達到預期效果。潛水推流器投用后，氧化溝不再發(fā)生污泥沉低的現(xiàn)象，水平流速大于0.3 m/s，溝內污泥混合均勻，溶解氧也由原4.0 mg/L降到2.0 mg/L，同時由于溶解氧和水平流速的滿足，氧化溝相應停運了部分轉碟，起到了節(jié)能降耗的效果。外排污水能夠穩(wěn)定達到二級標準，在正常情況下也能達到國家一級排放標準。運行數據與投用前數據比對如表1和表2所示。

表1　投用前數據

表2　投用后數據

5　存在問題和建議

5.1氨氮問題

由于安裝潛水推流器后氧化溝運行方式發(fā)生革命性改變，沒有出現(xiàn)底部沉泥現(xiàn)象，出現(xiàn)整溝混合好的現(xiàn)象，但是在一定程度上破壞了原有生物相分布情況，改變了分解氨氮的細菌生長條件，造成暫時抑制其活性發(fā)揮。而且分解氨氮的硝化和反硝化細菌本身代謝時間較長，重新長出新的細菌需要一定的時間和條件，造成暫時外排氨氮不合格。

5.2上游裝置沖擊問題

由于上游裝置來水水質情況不穩(wěn)定，造成進入生化系統(tǒng)污水水質不穩(wěn)定，導致氧化溝內活性污泥的適應期變長。而且，高濃度污水沖擊污水處理場，將直接影響外排出水水質。因此，建議上游裝置能夠控制污染物的排放，減少對污水場的沖擊。

5.3潛水推流器后的運行問題

安裝潛水推流器后雖然徹底解決了污泥沉底的問題，但在氧化溝垂直面上的水流速也發(fā)生了根本的變化，與潛水推流器在同一水平面的泥水在強大推動力的作用下流速較快，而在最底部或最表面的泥水流速則較安裝前變化不大，因流速快中層泥水在氧化溝內停留時間較未安裝潛水推流器之前有所縮短，并未達到設計值21，COD的去除效果也因停留時間的縮短而有所下降。

6　結　論

潛水推流器投用后，氧化溝泥水攪拌均勻，水平流速得到提高，污泥沉底現(xiàn)象得以解決。潛水推流器設施投用后，污水場外排得到很大的改善。

[1]劉琳明.污水處理廠氧化溝系統(tǒng)的設計[J].環(huán)境,2006(S1):140-141.

[2]秦衛(wèi)峰,李思敏,李艷平,等.改良型氧化溝工藝的流態(tài)測試及分析 [J].中國給水排水,2008,24(11):84-88.

[3]原建光,李成杰.改良型Carrousel氧化溝沉泥問題的解決辦法 [J].中國給水排水,2009,25(14):93-94.

[4]孫華林,朱學紅,吳軍偉,等.改善氧化溝污水凈化效果的措施探討[J].中國給水排水,2011,20(20):103-105.

[5]鄒嘉樂,張勝海,戚敏捷，等.A2/O微曝氧化溝在超低水量的啟動及調試[J].中國給水排水,2012,28(18):102-105.

Diving Pushed Inverter in the Application of the Refinery Sewage

LI Zheng-yong

(Sinopec Jingmen Branch,Hubei Jingmen 448002,China)

Jingmen Petrochemical wastewater treatment mainly uses oxidation ditch process operation,because of groove type,the contradiction between oxygen and push flow was existed,aeration disc distance was longer,oxidation ditch horizontal velocity was less than 0.3 m/s,sludge tanked.Oxidation ditch between oxygen and push flow of contradiction must be addressed by diving on current limiter.Oxidation ditch disc only provided air needed for biochemical treatment,while diving push inverter played mud mix and provided sufficient horizontal velocity.Oxidation ditch added diving after pushing the inverter putting-in-service proactively,no longer sink low sludge,horizontal velocity was greater than 0.3 m/s,the sludge was in the mix,dissolved oxygen as the original 4.0 mg/L to 2.0 mg/L,because of the dissolved oxygen and horizontal velocity of satisfy at the same time.But after using diving push inverter putting-in-service proactively,the original distribution of biological phase was destroyed,and made microorganisms grow to adapt to the new environment by trial and error.

submersible water impeller QJB；oxidation ditch；refinery wastewater

X703

A

1001-9677(2016)06-0107-03