某污水廠曝氣沉砂系統(tǒng)技術(shù)改造實踐

關(guān)永年，李立新

(蘇州工業(yè)園區(qū)清源華衍水務(wù)有限公司，江蘇蘇州 215021)

1 現(xiàn)狀分析

2009年4月投入運行的某污水處理廠設(shè)計處理能力為15×104m3/d。污水處理廠同步設(shè)計一組15×104m3/d的曝氣沉砂池，曝氣沉砂池分兩格，單格尺寸為24 m×4.2 m，有效水深為3 m，峰值時設(shè)計水力停留時間為5 min，設(shè)計流速為0.07 m/s，設(shè)計處理每立方污水曝氣量為0.2 m3空氣。

投運初期，通過控制水流速度、沉砂時間和調(diào)節(jié)曝氣量，可以達到穩(wěn)定的除砂效果[1-2]。然而，近年來，隨著服務(wù)區(qū)域內(nèi)環(huán)境綜合整治，推行污水管網(wǎng)的低水位運行，進入污水處理廠的污水中有機物、無機物含量也因此發(fā)生了較大的變化，廠內(nèi)曝氣沉砂系統(tǒng)運行一直不太理想, 頻繁出現(xiàn)排砂泵故障和排砂管道堵塞問題，對生產(chǎn)造成了一定的影響[1,3-4]，主要有以下幾個問題。

(1)設(shè)備故障率增高，影響污水廠的正常運行。

a. 初沉池排泥泵、二沉池剩余泥泵的葉輪及脫水機進泥螺桿泵的轉(zhuǎn)子磨損大，堵塞頻繁，嚴重影響污泥系統(tǒng)的正常運行。

b. 生物反應(yīng)池攪拌器、混合液回流泵、污泥回流泵等葉輪磨損速度相較運行初期明顯加大[3]。

(2)曝氣池內(nèi)無機物含量增加，降低了有效容積。

由于曝氣沉砂池除砂效果不理想，部分無機物隨水流進入生物反應(yīng)池，MLVSS/MLSS比值下降，影響處理效果[5]。

(3)初沉池、曝氣池、二沉池表面垃圾增多，嚴重影響觀感。

2 改造方案

針對吸砂泵故障率高、輸砂管道堵塞、纖維狀漂浮物多等運行生產(chǎn)中存在的問題，污水處理廠提出了以下改造方案[1,2,6-7]。

(1)格柵改造

曝氣沉砂池前端，在現(xiàn)有的粗格柵(20 mm)+中格柵(6 mm)兩柵配置基礎(chǔ)上增加一道細格柵，即格柵配置按照粗格柵(20 mm)+中格柵(6 mm)+細格柵(3 mm)三柵配置，降低后續(xù)工藝負荷，提高格柵系統(tǒng)處理能力，實現(xiàn)格柵改造。

(2)排砂方式升級

將傳統(tǒng)曝氣沉砂池的頂部抽砂方式升級改造為高效底部排砂。通過重新設(shè)置底部排砂管，由PLC控制電磁閥和吸砂泵進行依次排砂；同時，設(shè)置反沖洗裝置，利用廠內(nèi)中水，通過 PLC控制進行自動反沖洗。本文重點介紹曝氣沉砂池改造[2]。

改造前的曝氣沉砂池(圖1)由于吸砂泵故障率高及輸砂管道堵塞，易造成除砂系統(tǒng)無法正常運行。因此，對排砂方式進行了改造，改造后的曝氣沉砂池(圖2)實現(xiàn)了池內(nèi)底部吸砂的排砂方式升級，增加了反沖洗裝置，排砂管同時進行改造(圖3)，防止管道堵塞。

圖1 改造前的曝氣沉砂池Fig.1 Aerated Grit Chamber before Reconstruction

圖2 曝氣沉砂池改造設(shè)計Fig.2 Design of Reconstruction of Aerated Grit Chamber

圖3 曝氣沉砂池排砂管改造示意圖Fig.3 Sketch Map of Reconstruction of Sand Drain Pipe in Aerated Grit Chamber

改造原理：系統(tǒng)除砂時，吸砂泵正轉(zhuǎn)，PLC控制，依次打開排砂管上的各個電磁閥，將沉于積砂槽的砂子通過每根排砂管依次吸出，并輸送到砂水分離器進行分離，砂子外運，污水進系統(tǒng)處理；反沖洗時，輸砂泵反轉(zhuǎn)， PLC控制，打開反沖洗水電磁閥，依次打開各排砂管的電磁閥，對各管道進行反沖洗，降低管道負荷，防止堵塞。

本設(shè)計輸砂泵選擇轉(zhuǎn)子泵，靈活進行正轉(zhuǎn)排砂和反轉(zhuǎn)反洗，同時轉(zhuǎn)子泵相較于其他類型泵具有耐磨損、使用壽命長、故障率低的特點；每根排砂管的排砂時間、排砂間隔以及反沖洗時間、反沖洗間隔，通過PLC設(shè)定，根據(jù)生產(chǎn)的實際需要及時調(diào)整[5]。

3 改造效果

改造后的曝氣沉砂池排砂系統(tǒng)運行良好。格柵改造后，工藝前端增加了3 mm的細格柵，細小顆粒和纖維狀漂浮物大量的去除，吸砂泵的故障率大幅度下降。轉(zhuǎn)子泵及電磁閥安裝在曝氣沉沙池外部，保養(yǎng)維護方便；排砂管道基本實現(xiàn)零堵塞，通過反沖洗可以進一步滿足系統(tǒng)的低負荷運行。沉砂系統(tǒng)的正常運行，也大大地改善了初沉池、曝氣池、二沉池表面的觀感，有效地降低了污泥處理等系統(tǒng)的設(shè)備故障率。

4 結(jié)語

污水管網(wǎng)的低水位運行，對污水廠除砂系統(tǒng)的運行增加了難度，通過對某污水處理廠曝氣沉砂池輸砂系統(tǒng)的改造實踐，降低了輸砂泵的故障率，減少并避免了管道堵塞現(xiàn)象，為污水處理廠的安全運行提供了保障。