污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術改造分析

曹貴斌

摘 要：綠色生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展大背景下，污水處理廠對污水的處理效率成為人們關注的重點之一。曝氣處理是污水處理中的重要環(huán)節(jié)之一，其曝氣系統(tǒng)工作效率直接影響到對污水的處理效率，需合理設計曝氣系統(tǒng)，做好維護，以此延長使用壽命。文章以某地區(qū)污水處理廠為例，對其曝氣系統(tǒng)技術改造分析，旨在以此為其他污水處理廠更好改造提供理論參考。

關鍵詞：污水處理廠;曝氣系統(tǒng);技術改造

污水處理中少不了以曝氣系統(tǒng)進行曝氣處理，只有確保曝氣系統(tǒng)各項安裝操作正常，才能保證污水有效處理[1]。下文對某污水處理廠曝氣系統(tǒng)電氣自動控制及機械構成改造分析，分析對曝氣整體系統(tǒng)的維護，原曝氣系統(tǒng)為6臺射流泵帶動微孔進行微孔曝氣，現(xiàn)改為應用將微孔曝氣改為螺旋式曝氣，節(jié)省了費用，同時也降低了檢修難度，同時曝氣系統(tǒng)運行效率大大提高，其運行能耗也得到進一步優(yōu)化。

1 案例分析

污水處理中，通過曝氣系統(tǒng)對污水處理，其管理操作簡單，且投入成本低，對污水的處理效率突出，在各大污水處理廠中應用廣泛。案例污水處理廠（以下簡稱A污水處理廠）曝氣系統(tǒng)為CAST工藝，設置八個對應生化反應池。曝氣系統(tǒng)為CAST處理的核心，系統(tǒng)運行狀況直接影響系統(tǒng)對污水的處理效率。

A污水處理廠采用微孔曝氣系統(tǒng)，為橡膠膜盤式曝氣器（如圖1）。

該系統(tǒng)風壓受管路阻力影響較大，在變水位運行設計上應用可滿足要求。CAST池在進水、曝氣時，水波動范圍在4-6m，而系統(tǒng)可在此范圍正常工作。污水廠系統(tǒng)選擇6臺射流泵帶動微孔進行微孔曝氣，實現(xiàn)進水曝氣。

2 現(xiàn)階段曝氣系統(tǒng)的運行

曝氣是污水好氧生物處理系統(tǒng)中一個重要的工藝過程，曝氣效果的好壞極大地影響生物處理系統(tǒng)的效率。同時，曝氣又是一個非常耗能的過程，一般情況下曝氣的能耗要占整個處理系統(tǒng)能耗的60%-80%。橡膠膜盤式曝氣器為了防止系統(tǒng)停機時的污水倒灌，內部設置了止回膜（閥），增加了空氣阻力損失。因此，一旦發(fā)生堵塞，曝氣器阻力急劇增大，造成系統(tǒng)能耗上升，甚至影響系統(tǒng)的正常工作和使用壽命。同時，進入曝氣器內部的積水無法被空氣擠壓出去，只能安裝專門的泄水管路和泄水閥來排水。實際經(jīng)驗表明，這給日常運行操作帶來麻煩，排除積水也并不理想。污水處理廠原本使用的微孔曝氣器擴散的氣泡直徑應足夠?。ㄒ话阍?-3mm），由鼓風機進入的空氣首先要克服橡膠微孔張力做功，才能突破微孔的阻力進入水中，所以這個進氣過程一開始就有一部分風能損失。

具體系統(tǒng)主要由排氣閥、放空閥、止回閥構成。系統(tǒng)運作步驟：點擊啟動按鈕，后鼓風機軸流風機啟動，延時1min后風機啟動，控制電路打開排氣閥，放空閥逐漸關閉。

3 具體技術改造

在A污水處理廠中，應用系統(tǒng)接主管網(wǎng)為微孔曝氣，但是這種系統(tǒng)存在諸多弊端，故提出更換為螺旋式曝氣，螺旋式曝氣器是一種新型曝氣器，它解決了現(xiàn)有的微孔曝氣器安裝維修麻煩、易污堵使用壽命短等問題[2]。

螺旋式曝氣器工作原理：

①空氣由大孔徑排出，比重遠遠小于水的空氣會以很大的動量在水中上升;②由于螺旋式曝氣器內部產(chǎn)生負壓，約有空氣量1.3倍的活性污泥水會被吸入曝氣器中;③由交叉板產(chǎn)生的激烈旋渦能更好地將泥水和空氣混合（第一次混合）;④空氣--泥水被特殊設計的切割裝置粉碎成微顆粒群、氧氣被迫溶入水中（第二次混合）;⑤水和空氣以1.8m/s的速度向上沖出，實現(xiàn)槽內均勻攪拌;⑥強烈循環(huán)水流使氣水沖向池底，使底部淤泥參與循環(huán)。

針對A污水處理廠曝氣風機出現(xiàn)的問題，技術人員對問題詳細分析，并提出相應技術改造方案，提出從機械及電氣控制方面解決問題。

自在機械部分，考慮到止回閥可實現(xiàn)單向同期的，系統(tǒng)關閉中若管道壓力在系統(tǒng)側壓力之上，則止回閥正常關系?？蓪χ够亻y位置調整，以此緩解啟動和帶壓關閉。

經(jīng)改造后的曝氣系統(tǒng)布置如圖2所示。

改造后曝氣系統(tǒng)常年運行不堵塞、溶氧效率無衰減，無淤泥堆積、不結垢;高效節(jié)能（曝氣阻力?。?無需池底固定安裝，維保非常便捷;防腐蝕材質： 螺旋式曝氣器整體進口ABS注塑，一次注塑成形，堅固耐用，對酸、堿、氯離子等具有很好的防腐蝕性能。更換簡單，螺旋式曝氣器無需改變原有主管路，完全可以替換微孔曝氣器，安裝時間短;改造時無需清池，可帶水安裝更換，節(jié)省60%施工周期。具有泥水提升作用，池底不會有污泥沉積，通過高速水流打碎污泥團，提高微生物活性，促進微生物對有機物的分解。

4 自動控制技術改造

為進一步提高曝氣系統(tǒng)運行效率，提出對系統(tǒng)進行自動技術改造：A污水處理廠曝氣系統(tǒng)的運行是以CAST的池水溶氧值在現(xiàn)場手動調節(jié)系統(tǒng)，系統(tǒng)運行耗電巨大，耗電比占污水處理廠近60%。這種鼓風系統(tǒng)對應操作人員工作量大，且設備工作效率不高。為此，需對系統(tǒng)控制全面改造。

一方面，自動控制需實現(xiàn)遠程手動遙控。處理廠上位機操作系統(tǒng)為Windows2000系統(tǒng)，通訊以Rslinx5000支持，操作人員以計算機終端、Intouch軟件支持，分析CAST池中溶氧數(shù)值，確定設備開啟效率及數(shù)量。采用此控制方式，操作人員可遠程操作。但是該方式對設備的開停切換需采用人工干預方式實現(xiàn)，其控制自動化程度較低。

另一方面，可在原有控制技術的基礎上，可融入PLC控制技術，按照原有編程完成控制，減少控制中的人為干預。系統(tǒng)運行時間、頻率調整、開啟數(shù)量等均通過PLC技術，按照池水溶氧值調整，也可對各個設備的情況通過PLC系統(tǒng)監(jiān)視，實現(xiàn)自動化控制。

5 結束語

綜上所述，以A污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術改造為例進行分析，主要從曝氣系統(tǒng)的運行情況入手，提出以螺旋式曝氣器優(yōu)化系統(tǒng)性能，同時提出引入PLC控制技術，優(yōu)化控制，延長系統(tǒng)使用壽命的同時也提高其自動化操作程度。

參考文獻：

[1]劉琳明.污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術改造[J].中國包裝科技博覽，2011（011）：2-3.

[2]陳國雄.某城市污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術改造的應用效能[J].廣州化工，2011（17）：98-101.