合建式氧化溝工藝運(yùn)行改進(jìn)方法探討

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　　 1 工程概況

　　大關(guān)污水處理廠(chǎng)是為杭州市大關(guān)小區(qū)生活污水處理服務(wù)的，屬于過(guò)渡性污水處理廠(chǎng)，處理水直接排入附近的上塘河。污水設(shè)計(jì)規(guī)模為4500m³/d，服務(wù)住宅建筑面積為36.58hm²，服務(wù)人口2萬(wàn)多人，采用的是合建式氧化溝處理工藝。大關(guān)污水處理廠(chǎng)工藝流程如圖1所示，廠(chǎng)區(qū)構(gòu)筑物平面布置見(jiàn)圖2。

　　工藝流程圖

　　大關(guān)污水處理廠(chǎng)合建式氧化溝屬于一種活性污泥工藝的延時(shí)曝氣法。氧化溝的設(shè)計(jì)參數(shù)：污泥負(fù)荷為0.8kgBOD₅/(kgMLSS·d)，MLSS為3300mg/L，泥齡為30d，溝中流速為0.3 m/s，總裝機(jī)容量為105 kW，溝長(zhǎng)為51m，溝寬為6.8m，有效水深為2.2m。 二沉池主要參數(shù)：水力停留時(shí)間為1.62 h，水力負(fù)荷為1m³/(m²·h)，長(zhǎng)為17 m，寬為6.8 m。

　　構(gòu)筑物平臺(tái)布置圖　　

　　2 運(yùn)行問(wèn)題

　　 在污水廠(chǎng)調(diào)試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，二沉池內(nèi)斜管被大量污泥堵塞，使沉淀區(qū)水流上升不均勻，局部水流上升速度較快，產(chǎn)生擾動(dòng)攜帶污泥上升，這種現(xiàn)象主要發(fā)生在沉淀區(qū)沿水流方向的后部 。而堵塞的污泥經(jīng)厭氧消化后產(chǎn)氣上浮，大塊的上浮污泥破碎后，其沉降性極差，隨水流進(jìn)入收集管，嚴(yán)重影響出水水質(zhì)。

　　3 分析和改進(jìn)

　　 3.1 拆除二沉池斜管

　　 在沉淀區(qū)安裝斜管主要是增加沉淀的水力負(fù)荷，有利于改善沉淀效果，同時(shí)也起到穩(wěn)流的作用。但由于污水處理工藝中未設(shè)初沉池，進(jìn)入氧化溝內(nèi)的污水仍然含有大量的懸浮物質(zhì)，其中包括一些極易造成堵塞的懸浮固體。而溝內(nèi)形成的微生物也易于在斜管內(nèi)成膜結(jié)團(tuán)，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，在厭氧環(huán)境下產(chǎn)氣，形成污泥上浮。由于斜管的堵塞對(duì)污水的處理產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，使運(yùn)行操作困難，出水變差。因此，通過(guò)比較，決定拆除二沉池斜管。

　　 3.2 調(diào)整轉(zhuǎn)刷旋轉(zhuǎn)方向

　　 經(jīng)過(guò)觀(guān)察和分析，發(fā)現(xiàn)由于有一臺(tái)轉(zhuǎn)刷機(jī)距離二沉池太近，且沉淀區(qū)位于轉(zhuǎn)刷機(jī)旋轉(zhuǎn)、推流的對(duì)沖方向上(見(jiàn)圖2)。這一方面造成轉(zhuǎn)刷機(jī)大量的初始動(dòng)能消耗于沉淀區(qū)，水流的擾動(dòng)性很大，易產(chǎn)生沖刷而帶出污泥；另一方面轉(zhuǎn)刷機(jī)的主要功能是曝氣，把大量的氣體攜帶進(jìn)入沉淀池，造成沉淀區(qū)上升水流有強(qiáng)烈的紊動(dòng)，容易破壞沉淀效果。

　　 最初決定停開(kāi)這臺(tái)轉(zhuǎn)刷機(jī)，但通過(guò)試驗(yàn)和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)少開(kāi)一臺(tái)轉(zhuǎn)刷機(jī)后，氧化溝內(nèi)溶解氧變得不足，一些地方溶解氧幾乎為零。最后確定把這臺(tái)轉(zhuǎn)刷機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向改變，使其逆氧化溝水流方向旋轉(zhuǎn)曝氣。經(jīng)對(duì)比分析，不但使進(jìn)入沉淀池的水流更平穩(wěn)，也基本保證了氧化溝內(nèi)溶解氧的濃度。

　　 3.3 整流板的改進(jìn)

　　 合建式氧化溝沉淀池能正常運(yùn)行，整流板是非常重要的。圖3為未設(shè)整流板時(shí)，水流通過(guò)二沉池所產(chǎn)生的特征流線(xiàn)圖，這是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的水力模擬而得(包括圖4、5)，其中忽略了其他流線(xiàn)而僅把對(duì)沉淀區(qū)有影響的主要流線(xiàn)示意性表現(xiàn)出來(lái)?？梢钥闯觯貉趸瘻系乃鬟M(jìn)入沉淀區(qū)時(shí)，首先經(jīng)擋板阻攔而產(chǎn)生收縮，流過(guò)擋板后產(chǎn)生擴(kuò)散，類(lèi)似閘下出流，形成一定的水躍；在遇到沉淀區(qū)后的擋板時(shí)，又使部分水流上升形成大的環(huán)流。這種流態(tài)顯然使沉淀區(qū)的后端部分形成較高的上升水流，在上部形成回流，對(duì)沉淀區(qū)的擾動(dòng)性很大。

　　大關(guān)污水處理廠(chǎng)在運(yùn)行初期采用的是如圖4所示的正人字形整流板，這也是普遍采用的整流形式。它通過(guò)整流板使較大初速度的上升水流在人字板處形成旋流進(jìn)行消能，使整流上升的混合液更平穩(wěn)，提高沉淀效果。但運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，沉淀區(qū)的后部仍然有水流挾帶污泥上升的現(xiàn)象，影響了沉淀效果。后來(lái)經(jīng)水力模擬試驗(yàn)分析看出，雖然正人字形板的整流效果很明顯，但由于水流沿流動(dòng)方向存在水躍和環(huán)流現(xiàn)象，流線(xiàn)類(lèi)似斜上拋物線(xiàn)形，部分水流仍然可以直 接通過(guò)“正人字”板的間隙而越過(guò)整流板，繼續(xù)上升形成環(huán)流，并挾帶污泥流向液面，這和實(shí)際運(yùn)行較吻合。

　　經(jīng)過(guò)分析，決定把“正人字”整流板改裝為“斜人字”整流板(如圖5所示)，主要目的是改變拋物線(xiàn)形的流動(dòng)形態(tài)?！罢俗帧闭靼鍍A斜一定角度而正對(duì)流線(xiàn)方向，使所有直接上升的拋物線(xiàn)均能被反射形成小的環(huán)流，消能后的水流主要以靜壓或緩流的方式進(jìn)入上面的沉淀區(qū)。首先改造其中的一座氧化溝，并與另一座未改造的氧化溝進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，沉淀分離效果經(jīng)改造的明顯好于未改造的。在氧化溝內(nèi)污泥濃度、曝氣量等因素相似的情況下，沉淀區(qū)水下的能見(jiàn)高度平均可提高7%左右(即采用標(biāo)尺測(cè)量沉淀區(qū)表面以下能看見(jiàn)的深度)；改造的氧化溝沉淀區(qū)出水的濁度比未改造的能降低12%左右，出水的透明程度肉眼可鑒；出水BOD5能降低約8%～16%。通過(guò)總結(jié)，現(xiàn)今兩座氧化溝均已采用斜人字整流板。

　　沉淀區(qū)改進(jìn)型“斜人字”板整流效果圖

　　 3.4 沉淀區(qū)液面設(shè)置灑水

　　 長(zhǎng)期運(yùn)行以后，沉淀區(qū)下部會(huì)有少量污泥厭氧腐化產(chǎn)氣，使污泥變輕上浮，而一些死角處也會(huì)產(chǎn)生大塊污泥上浮。這些上浮污泥密度小，易被水流帶入集水槽，影響出水質(zhì)量。通過(guò)觀(guān)測(cè)和操作，發(fā)現(xiàn)采用灑水是一種簡(jiǎn)單有效的辦法。因?yàn)樯细∥勰嘀邪恍馀?，灑水濺到污泥上則能把污泥打散，使其中的氣泡逸出。增加灑水系統(tǒng)后，減少了污泥流失，效果較好。

　　 4 總結(jié)

　　由于合建式氧化溝是兩種不同運(yùn)行方式的構(gòu)筑物合建在一起，互相產(chǎn)生了影響。為使氧化溝 的運(yùn)行方式和處理效果更好，通過(guò)大關(guān)污水處理廠(chǎng)的實(shí)踐表明：合建式氧化溝沉淀區(qū)不宜設(shè)斜管；把靠近沉淀區(qū)的曝氣轉(zhuǎn)刷改為反向旋轉(zhuǎn)，既減小了沉淀區(qū)的擾動(dòng)，也能保證混合液中氧的含量；把“正人字”整流板改裝為“斜人字”整流板，使沉淀區(qū)的上升水流更穩(wěn)定；增加沉淀區(qū)水面的灑水系統(tǒng)，以打碎含腐化氣體的上浮污泥而使其下沉，可以減少污泥的流失。

　　 參考文獻(xiàn)：

　　［1］王濤，鄧榮森，潘江浚，等.一體化氧化溝側(cè)溝固液分離器分離效果研究［J］.中國(guó)給水排水，1999，15(3)：17-19. 作者：李探微1，陳志根2，韓德來(lái)3

　　 1.浙江工業(yè)大學(xué)市政工程系，浙江杭州310032；

　　 2.杭州市市政工程處排水所，浙江杭州310014；

　　 3.曲阜市污水處理廠(chǎng)，山東曲阜273100