对蔡田铺厂一期表曝改底曝的工艺的探讨

2021-11-30丁红胜

皮革制作与环保科技 2021年7期

丁红胜

（合肥蔡田铺首创水务有限责任公司，安徽合肥 230000）

传统表曝工艺受风量不足因素影响，容易导致污染物负荷过高，导致出水水质受到影响。因此需要通过表曝改底曝提高工艺技术水平，从而满足污水处理高效、节能管理要求。

1 项目概况

蔡田铺污水处理厂位于合肥北站以东、板桥河以西的区域，一期设计能力为50 000 m3/d，工程建设满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。而在二期新建过程中，需要对一期进行提标改造，使出水标准提升到类IV类水标准。从一期工程运行情况来看，设置的表曝氧化沟存在充氧效率低的问题，耐冲击负荷能力较差，想要使出水水质达标需要降低处理水量，且电单耗较高。为解决系列问题，决定对蔡田铺厂一期实施底曝改造，在保证出水水质达标的同时，使水量得到保证，并使电单耗得到减少。

2 底曝工艺设计

2.1 改造方案

在实施工艺改造时，为实现工艺合理设计，还要掌握底曝氧化沟工艺特点。该工艺能够体现氧化沟工艺循环水流水量适应性强的优势，利用原本氧化沟内部液体循环流动特点，确保污水流速不受水质、曝气等条件影响，使污泥始终处于悬浮状态，继而使污水处理效率得到提高[1]。而采取水下微孔曝气方式，能够达到较高传氧效率，使供氧电耗得到减小。通过在氧化沟上间断完成曝气装置设置，可以形成溶解氧的浓度差，取得较好传氧效果。结合工艺特点可知，在实施底曝改造时还要使底曝装置得到合理布置，以免污泥发生沉淀，同时使水流速度得到保证。实际需要在氧化沟弯道附近设置水下曝气器，利用产生的气墙实现水流整流，使速度梯度得到降低，避免污泥在氧化沟转弯位置淤积[2]。在好氧区接近回流调节门位置，应避免设置曝气装置，以免回流污泥中含氧量过高，造成取氧段反消化效果受到影响。

此外，结合工艺生产和管理需求，本次改造采用悬挂式不放空安装方式进行不停水施工，总计在两条氧化沟完成1 380套曝气器安装，并完成ABS磁悬浮风机的现场配置。

2.2 曝气装置

从曝气装置特点上来看，改造过程中不会对生产运行产生影响，后续维修同样不会造成停机问题。从结构上来看，装置包含池顶空气管路系统、曝气系统管路系统和曝气器三大主要组成部分，其中管路系统包含环形框架、配重、竖管、法兰等配件。利用一根平衡管对装置两端进行固定，然后将装置起吊下放到生化池中安装曝气装置。采用起吊方式进行曝气组件运输，达到指定位置后下放组件，然后完成风管支架安装。对装置进行检修，同样可以利用一根平衡管对两端进行固定，从生化池吊出后进行检修保养。

装置安装过程中，对管道进行吹扫处理后，可以进行管道对接。受到底部淤泥阻碍，难以完成支架下放。经过现场多次试验，最终采用螺杆空压机进行风量提供，通过连接风管实现池底淤泥冲刷，成功解决支架下放问题。选取该装置，采用悬挂方式进行底曝装置安装，在发生曝气管堵塞情况时可以直接将部件提升水面更换膜片，然后重新安装[3]。装置在水下均匀分布，表面只有管路和阀门，人员巡检时可以及时发现和锁定故障位置。不同于表曝装置位于氧化沟表面，底曝装置在水下通气，日常运行不会产生较大噪音。

2.3 工艺比较

按照工艺方案将好氧区的表曝改造为底曝后，比较氧化沟改造前后的流速，发现改造前氧化沟流速在0.2～1.0 m/s，改造后在0.1～0.7 m/s，流速下降，而内回流流速基本不发生变化。经过近1个月的运行，好氧区流速下降明显。但在推流器正常运转的情况下，生产并未受到影响，氧化沟内未出现明显分层或异常冒泡问题，也不存在大块浮泥上浮等问题，因此能够满足生产要求。从工艺比较角度来看，相较于改造前倒伞曝气位置单一，改造后装置分布较为均匀，能够避免局部污泥沉积导致厌氧释磷问题的发生，可以防止污泥老化上浮现象的发生。

改造前前段DO较高，最大能够达到2.3 mg/L左右，后段DO较小，最大约1.0 mg/L，分布存在较大偏差。经过改造后，前段DO明显减小，最大约0.6 mg/L，而后段DO明显提升，最大能够达到1.3 mg/L左右，并且整体分布相对均衡，能够节省需氧量，降低生产能耗。氧化沟各廊道分布有曝气盘，且各曝气管上设置阀门，实现各条沟气量的精确调节。结合进水水质对气阀进行调控，能够使水体硝化和反硝化时间得到控制，因此能够使能耗得到最大限度节省。

2.4 施工效果

对施工效果展开分析，还要对污水处理厂进出水质变化情况进行确认，如表1所示，为改造前后进出水工况变化。

改造后氧化沟对COD、氨氮、TP的去除率略有提升，但对TN去除率有所下降，推测与试运行期间未能准确完成工艺参数调节有关。经过重新调节后，TN去除率达到了67%左右，能够满足工艺生产要求。

从电单耗变化情况来看，在平均日处理水量大致相同的情况下。改造后全厂一期平均电耗从0.328 kWh/t下降至0.239 kWh/t，电单耗下降0.089 kWh/t，降幅比例达到27.13%。按照0.667元/度电费单价和40 000 m³/d负荷水量进行计算，每天可以节省0.089×40 000×0.667=2 374.52元，全年节省约86.67万元。而改造项目约花费238万元，能够在33个月内完成投资回收。

从曝气设备电单耗变化情况来看，能够从0.136度/t下降至0.038度/t，下降0.099 kWh/t水，降幅达到72.1%，单位氨氮耗电量从10 354度/t下降至7 002度/t。按照曝气设备电单耗变化进行计算，在水量接近情况下，在下降数额达到0.099 kWh/t时，每天能够节省0.099×40 000×0.667=2 641.32元，全年约节省96.41万元，能够在30个月内完成投资回收。因此从一期改造工程整体施工，不仅可以满足出水水质改善要求，同时施工和维护作业期间也不会出现停机问题，从而使处理水量得到维持，并使工艺电单耗得到减少，继而取得良好运行效果。