污水生化处理装置联合曝气器的综合应用分析

崔留印 吴庆军 (河南龙宇煤化工有限公司 河南永城476600)

1 系统状况

河南龙宇煤化工有限公司污水生化处理装置采用CASS工艺，由4个容积均为4 000 m3主处理单元组成，日处理9 000 m3生活污水和3 000 m3化工废水，每个主处理单元配4台射流泵(10 kW，全开)和3台罗茨鼓风机(38 kW，2开1备)，曝气总管压力(实际值)为0.05 MPa。设计CASS池水质：进口COD质量浓度<500 mg/L，氨氮质量浓度<60 mg/L；出口COD质量浓度<50 mg/L，氨氮质量浓度<5 mg/L。该污水生化处理装置自2008年底投入使用，在运行过程中逐渐暴露出一系列的问题，给环保带来很大的压力。

2 原系统存在问题

(1)气量分布不均。由于CASS池为长方形结构，而曝气器是圆盘状的，曝气范围为圆形球状空间，所有CASS池的几个边角几乎始终处于厌氧阶段，气量的综合利用效率下降，进而导致污泥活性和污水处理效率下降。污水生化处理装置改造前(2013年1月)进、出口水中COD和氨氮含量见表1。

表1污水生化处理装置改造前(2013年1月)进、出口水中COD和氨氮含量mg/L

(2)运行能耗较高。由于污泥活性下降，为了达到更好的曝气效果，罗茨鼓风机经常由原2开1备改为3台同时运行，使运行成本逐渐增加。

(3)设备故障多，检修成本高。随着曝气量的加大，造成曝气器、曝气管道经常出现破裂、松动现象；同时，由于底部曝气死角较多，造成底部射流泵经常出现堵塞、泄漏现象。

3 改造措施和效果

为有效解决这些问题，通过调查分析研究，在原有曝气器的基础上，增设曝气管。新增的曝气管铺设在主处理单元最底部的各个角落，根据每个主处理单元宽度均匀水平铺设8根曝气支管，再在每根曝气支管左右均匀水平铺设长1 m的24根曝气分支管。改造过程中，通过逐个暂停运行4个主处理单元完成安装。在调试过程中，由于2路曝气管可同路、也可分开，可1台罗茨鼓风机对应供应1路曝气管、也可2台罗茨鼓风机同时对应其中1路曝气管，所以增强了操作的灵活性，可随时根据现场曝气情况进行调整优化。改造后污水生化处理装置示意见图1。

图1 改造后污水生化处理装置示意

(1)水质、水量改善。该污水生化处理装置自2013年6月改造后投运，曝气更均匀，为好氧污泥反应提供了良好的条件，污泥性状明显好转，能保持稳定的处理负荷和处理能力。污水生化处理装置改造后(2013年10月)进、出口水中COD和氨氮含量见表2。

表2污水生化处理装置改造后(2013年10月)进、出口水中COD和氨氮含量mg/L

由表1和表2对比分析可看出，改造后污水生化处理装置对COD和氨氮的去除效率明显提高。

(2)电耗降低。目前，罗茨鼓风机的运行模式为2开1备。污水水质较好时，短暂开1台鼓风机(每天4 h左右，根据进水水质、水量进行调整)即可满足工艺要求。为了更好利用底部污泥，曝气管安装前，底部射流泵需长期运行；在池底部安装曝气管后，共16台射流泵(电机功率为10 kW)停止使用；按年运行330 d、电机做功效率80%并忽略短暂只开1台鼓风机节电计，每年可节省电量达1 140 480 kW·h，运行成本大幅降低。

(3)运行周期延长。原污水生化处理装置经常处于超负荷运行状态，频繁出现风机损坏、曝气管松动甚至破裂等问题，每年至少需要大修2次；改造后污水生化处理装置从2013年6月投运至今，一直稳定、高负荷、高质量运行。

(4)劳动强度减轻和辅材消耗降低。随着污泥活性的长期稳定，该污水生化处理装置污泥沉降比(SV30)一直稳定在30%～60%，减少了压泥工作量；同时，由于装置能长周期运行，降低了设备故障率，减轻了操作人员的劳动强度，降低了辅材消耗。