瑯東污水廠二期氧化溝推流器的優化改造與運行實踐

龍秋明 貝德光 蔣以元

(1.廣西綠城水務股份有限公司，廣西 南寧 530031； 2.廣西林業集團有限公司，廣西 南寧 530032)

南寧市瑯東污水廠二期于2007年建成投產，設計規模為10×104m3/d,污水廠總規模為35×104m3/d。氧化溝系統作為一種低成本、構造簡單又易維護管理的處理技術，正日益引起人們的重視并逐步得到廣泛應用。由于出水水質好，可以進行脫氮除磷，特別適用于南方延時曝氣法運行[1]。為適應水質、水量變化大的特點，該污水廠選用氧化溝工藝，具有占地省、運行費用低、處理效果好、工作可靠的特點[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械脫水，出水采用紫外消毒。污水廠設計出水要求達到GB 18918—2002城鎮污水處理廠污染物排放標準中的一級B排放標準。

1 改造前存在的問題

1)自2007年投產幾年來，氧化溝出現設備損壞率高、氧氣利用效率低等現象，尤其是推流器損壞最嚴重，24臺攪拌器只有4臺正常運行，設備損壞率高達83%，嚴重影響污水廠的正常運行。

2)由于氧化溝的推流器損壞，導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境改變，致使曝氣池微生物種類和數量變小，直接影響曝氣池的生化反應正常進行，有時會出現水質超標的現象。

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 設備故障原因分析

原污水廠二期工程氧化溝中厭氧池共設4臺(每池2臺)推流器，缺氧、好氧池共有20臺(每池10臺)推流器。由于設備本身質量及安裝的原因，造成絕大多數的推流器損壞，因此急需對上述設備進行維修改造。在召開現場專家、設計院和生產廠家設備故障原因分析會后，我公司生產技術部經過仔細地分析和研究，總結得出氧化溝推流器設備故障原因如表1所示。

表1 氧化溝推流器故障原因分析

3 氧化溝改造及設備選型方案

3.1 厭氧池改造

3.1.1厭氧池改造及設備選型方案

我公司根據廠家提供設備圖紙，在安裝位置不變和不需對土建進行更改的前提下，對設備進行技術改造方案設計優化，設計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缺點比較

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

3.1.2局部優化措施

為保證推流器長期安全穩定運行，在土建變更不大的情況下，設計原本在厭氧池中，每個廊道各安裝一臺潛水推流器，我司采用將兩個推流器并排安裝在一個廊道中，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。

3.2 缺、好氧池改造

3.2.1缺、好氧池改造及設備選型方案

在安裝位置略有調整和不需對土建進行調整的前提下，對設備進行技術改造優化設計，設計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

經過比較，技術方案一采用三葉片螺旋槳推流器，與兩葉片攪拌器相比，單片葉片的負荷小，轉動更為平穩，能量傳遞更均勻平穩，效率比兩葉片設計更高，推力最大。由于該項目缺好氧池采用曲流池型，廊道長，結構復雜，曝氣面積大。同時推流器與彎道和曝氣器等有形體距離非常近，符合安全設計距離的情況。因此，本項目采用技術方案一進行缺好氧池推流器技術改造。缺好氧池推流器技術改造方案見圖3。

3.2.2局部優化措施

為保證推流器長期安全穩定運行，在土建變更不大的情況下，采用優化措施如下：

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，將現在的推流器位置，向彎道的反方向移動，確保與彎道的距離不小于3.5 m。

2)關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 技改工程實施

在改造方案確定后，我公司于2010年10月實施氧化溝推流器改造工程。由于氧化溝沒有地下水抗浮設計和施工，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買推流器。改造工程于2011年2月底完成，經過約3個月調試，氧化溝出水水質都能穩定達到GB 18918—2002城鎮污水處理廠污染物排放標準中的一級B排放標準，整個改造工程歷時約8個月。

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，在確保出水水質達到國家排放標準的條件下,還能降低污水廠生產運行成本。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約1 056 kW·h，耗電量下降為32.35%，電費節省612.48元。年耗電量節約385 540 kW·h，每年電費節約為223 555.64元(按0.58元/每度電計算,330 d)。這說明氧化溝推流器技改后取得良好經濟效益。

5.2 生產運行管理

改造前，由于氧化溝出現推流器設備損壞率高、氧氣利用效率低等現象，有時會出現水質超標。為了確保污水廠運行，廠里維護班和機電維修處員工經常加班加點維修設備。此外，設備損壞率高，設備維修和保養費用不斷地增加，直接導致污水處理運行成本增加。改造后，設備運行正常,氧氣利用效率高等現象，出水水質得到提高。同時，設備維修和保養費用也降低。

5.3 改造后出水水質效果

本項目以污水廠出水常規檢測項目中CODCr，TN和TP指標為研究對象，與改造前水質比較，技改后CODCr,TN和TP出水平均濃度能達到GB 18918—2002城鎮污水處理廠污染物排放標準中的一級B排放標準，出水水質明顯地提高。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 結語

1)通過技改后，在確保氧化溝結構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，節省能耗為32.4%，同時出水水質穩定達到國家一級B排放標準。

2)在此次改造中，由于氧化溝沒有做地下水抗浮設計和施工，需在氧化溝四周鉆孔人工降水，才能排出氧化溝污水。既增加人工降水費用，也耽誤改造工程推進時間。

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

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

總之，本次氧化溝推流器技術改造是比較典型的技術改造項目，對今后污水廠技術改造具有重要的指導意義。