瑯東污水廠二期氧化溝推流器的優(yōu)化改造與運(yùn)行實(shí)踐

龍秋明 貝德光 蔣以元

(1.廣西綠城水務(wù)股份有限公司，廣西 南寧 530031； 2.廣西林業(yè)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530032)

南寧市瑯東污水廠二期于2007年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為10×104m3/d,污水廠總規(guī)模為35×104m3/d。氧化溝系統(tǒng)作為一種低成本、構(gòu)造簡(jiǎn)單又易維護(hù)管理的處理技術(shù)，正日益引起人們的重視并逐步得到廣泛應(yīng)用。由于出水水質(zhì)好，可以進(jìn)行脫氮除磷，特別適用于南方延時(shí)曝氣法運(yùn)行[1]。為適應(yīng)水質(zhì)、水量變化大的特點(diǎn)，該污水廠選用氧化溝工藝，具有占地省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、工作可靠的特點(diǎn)[2]。其工藝流程見圖1。

該廠污泥脫水采用聚丙烯酰胺處理機(jī)械脫水，出水采用紫外消毒。污水廠設(shè)計(jì)出水要求達(dá)到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 改造前存在的問題

1)自2007年投產(chǎn)幾年來(lái)，氧化溝出現(xiàn)設(shè)備損壞率高、氧氣利用效率低等現(xiàn)象，尤其是推流器損壞最嚴(yán)重，24臺(tái)攪拌器只有4臺(tái)正常運(yùn)行，設(shè)備損壞率高達(dá)83%，嚴(yán)重影響污水廠的正常運(yùn)行。

2)由于氧化溝的推流器損壞，導(dǎo)致池中的污水流速變慢，污水中懸浮物沉降率加快，污泥厚度不斷增加，從而使曝氣池中微生物生存環(huán)境改變，致使曝氣池微生物種類和數(shù)量變小，直接影響曝氣池的生化反應(yīng)正常進(jìn)行，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)的現(xiàn)象。

3)在與其他同類污水廠相近的情況下比較，氧化溝的攪拌器能耗明顯偏高。

2 設(shè)備故障原因分析

原污水廠二期工程氧化溝中厭氧池共設(shè)4臺(tái)(每池2臺(tái))推流器，缺氧、好氧池共有20臺(tái)(每池10臺(tái))推流器。由于設(shè)備本身質(zhì)量及安裝的原因，造成絕大多數(shù)的推流器損壞，因此急需對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行維修改造。在召開現(xiàn)場(chǎng)專家、設(shè)計(jì)院和生產(chǎn)廠家設(shè)備故障原因分析會(huì)后，我公司生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)過仔細(xì)地分析和研究，總結(jié)得出氧化溝推流器設(shè)備故障原因如表1所示。

表1 氧化溝推流器故障原因分析

3 氧化溝改造及設(shè)備選型方案

3.1 厭氧池改造

3.1.1厭氧池改造及設(shè)備選型方案

我公司根據(jù)廠家提供設(shè)備圖紙，在安裝位置不變和不需對(duì)土建進(jìn)行更改的前提下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)三種推流器選型方案如表2所示。

表2 厭氧池三種選型方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較

從表2可知，技術(shù)方案一與技術(shù)方案二、技術(shù)方案三比較，從采購(gòu)成本低、電耗、運(yùn)行成本、安全距離等方面有較大優(yōu)勢(shì)，其中TR60-2型設(shè)備具有葉片高速旋轉(zhuǎn)，容易腐蝕和磨損，防腐耐磨，增加了攪拌器的壽命，技術(shù)方案一是最佳方案。因此，技術(shù)方案一推薦為污水廠厭氧池推流器技術(shù)改造方案。厭氧池推流器技術(shù)改造方案詳見圖2。

3.1.2局部?jī)?yōu)化措施

為保證推流器長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，在土建變更不大的情況下，設(shè)計(jì)原本在厭氧池中，每個(gè)廊道各安裝一臺(tái)潛水推流器，我司采用將兩個(gè)推流器并排安裝在一個(gè)廊道中，這樣可以減小推流器的功率損失，推流器效果更好，水流更平穩(wěn)。

3.2 缺、好氧池改造

3.2.1缺、好氧池改造及設(shè)備選型方案

在安裝位置略有調(diào)整和不需對(duì)土建進(jìn)行調(diào)整的前提下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)兩種推流器選型方案如表3所示。

表3 缺、好氧池推流器選型方案比較

經(jīng)過比較，技術(shù)方案一采用三葉片螺旋槳推流器，與兩葉片攪拌器相比，單片葉片的負(fù)荷小，轉(zhuǎn)動(dòng)更為平穩(wěn)，能量傳遞更均勻平穩(wěn)，效率比兩葉片設(shè)計(jì)更高，推力最大。由于該項(xiàng)目缺好氧池采用曲流池型，廊道長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，曝氣面積大。同時(shí)推流器與彎道和曝氣器等有形體距離非常近，符合安全設(shè)計(jì)距離的情況。因此，本項(xiàng)目采用技術(shù)方案一進(jìn)行缺好氧池推流器技術(shù)改造。缺好氧池推流器技術(shù)改造方案見圖3。

3.2.2局部?jī)?yōu)化措施

為保證推流器長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，在土建變更不大的情況下，采用優(yōu)化措施如下：

1)在推流器平面布置圖，保持推流器與彎道距離不小于3.5 m，將現(xiàn)在的推流器位置，向彎道的反方向移動(dòng)，確保與彎道的距離不小于3.5 m。

2)關(guān)閉一組在推流器前面的曝氣器，保持推流器和曝氣器的距離不小于4.5 m。

4 技改工程實(shí)施

在改造方案確定后，我公司于2010年10月實(shí)施氧化溝推流器改造工程。由于氧化溝沒有地下水抗浮設(shè)計(jì)和施工，在氧化溝四周鉆孔通過人工降水后，再排出氧化溝污水取出損壞推流器，最后按氧化溝推流器改造方案裝上新購(gòu)買推流器。改造工程于2011年2月底完成，經(jīng)過約3個(gè)月調(diào)試，氧化溝出水水質(zhì)都能穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)改造工程歷時(shí)約8個(gè)月。

5 改造前后效果比較

5.1 改造前后耗電量比較

通過氧化溝推流器技改后，在確保出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下,還能降低污水廠生產(chǎn)運(yùn)行成本。改造后耗電效果詳見表4。

表4 改造前后推流器電耗比較表

從表4可知，改造后氧化溝推流器每天耗電量節(jié)約1 056 kW·h，耗電量下降為32.35%，電費(fèi)節(jié)省612.48元。年耗電量節(jié)約385 540 kW·h，每年電費(fèi)節(jié)約為223 555.64元(按0.58元/每度電計(jì)算,330 d)。這說(shuō)明氧化溝推流器技改后取得良好經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 生產(chǎn)運(yùn)行管理

改造前，由于氧化溝出現(xiàn)推流器設(shè)備損壞率高、氧氣利用效率低等現(xiàn)象，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)。為了確保污水廠運(yùn)行，廠里維護(hù)班和機(jī)電維修處員工經(jīng)常加班加點(diǎn)維修設(shè)備。此外，設(shè)備損壞率高，設(shè)備維修和保養(yǎng)費(fèi)用不斷地增加，直接導(dǎo)致污水處理運(yùn)行成本增加。改造后，設(shè)備運(yùn)行正常,氧氣利用效率高等現(xiàn)象，出水水質(zhì)得到提高。同時(shí)，設(shè)備維修和保養(yǎng)費(fèi)用也降低。

5.3 改造后出水水質(zhì)效果

本項(xiàng)目以污水廠出水常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目中CODCr，TN和TP指標(biāo)為研究對(duì)象，與改造前水質(zhì)比較，技改后CODCr,TN和TP出水平均濃度能達(dá)到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)明顯地提高。污水出水CODCr,TN和TP的去除率比技改前增加為9.56%，18.26%和13.14%，其中出水TN去除率增加較顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

1)通過技改后，在確保氧化溝結(jié)構(gòu)和土建不變的條件下，氧化溝中推流器原總功率每天減少功率44 kW，節(jié)省能耗為32.4%，同時(shí)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

2)在此次改造中，由于氧化溝沒有做地下水抗浮設(shè)計(jì)和施工，需在氧化溝四周鉆孔人工降水，才能排出氧化溝污水。既增加人工降水費(fèi)用，也耽誤改造工程推進(jìn)時(shí)間。

3)原設(shè)想能排完氧化溝污水，結(jié)果氧化溝污水約為0.5 m未能排出。施工單位在氧化溝通過圍堰技術(shù)抽干污水再施工，在施工過程中可能產(chǎn)生一些施工安全隱患。

4)氧化溝中有些氧氣曝氣盤已經(jīng)損壞，此次改造更換氧氣曝氣盤，修復(fù)好氧化溝中氧氣曝氣系統(tǒng)。

總之，本次氧化溝推流器技術(shù)改造是比較典型的技術(shù)改造項(xiàng)目，對(duì)今后污水廠技術(shù)改造具有重要的指導(dǎo)意義。