三级推流式表面曝气改为鼓风曝气*

王正伏, 陆钰泉, 王柏林

(江苏苏钢集团有限公司炼焦厂, 江苏 苏州 215151)

三级推流式表面曝气改为鼓风曝气*

王正伏, 陆钰泉, 王柏林

(江苏苏钢集团有限公司炼焦厂, 江苏 苏州 215151)

介绍了江苏苏钢集团有限公司炼焦厂三级推流式表面曝气改为鼓风曝气的改造方案、施工过程及实施效果，具有借鉴价值。

污水处理； 三级推流式表面曝气池； 鼓风曝气池； 回流污泥； 空气提升器

引 言

江苏苏钢集团有限公司(以下简称“苏钢”)炼焦厂于1990年投产运行三级推流式表面曝气池，污水(进水含酚200 mg/L)处理能力为33 t/h，单个表面曝气池规格为9.25×9.25×6.15 m，单个曝气池有效容积为406 m3；二次沉淀池处理能力为60 t/h，有效容积为430 m3。3个曝气池均采用泵型叶轮曝气机，1#曝气池电机功率为45 kW，采用变频调速器控制曝气机的叶轮转速，以控制污泥回流量和曝气池溶解氧含量； 2#, 3#曝气池电机功率均为30 kW，采用控制曝气机的叶轮高度来调节曝气池溶解氧含量。

1 存在问题

由于苏钢上述设备已运行20余年，腐蚀日趋严重，亟待大修改造；在生产运行中，由于曝气池水面泡沫较多，严重影响曝气池的充氧效果，并且该装置总装机容量为105 kW，另加变频调速器及附属设备，与鼓风曝气池相比耗电量较多。

2 改造方案及实施效果

通过参考国内多个厂家的生物脱酚经验，苏钢决定将三级推流式表面曝气池改为鼓风曝气池。

2.1 鼓风曝气池改造方案

按国内大多数厂家的生物脱酚鼓风曝气池的设计理念，曝气池大多为长廓式，池宽一般为3.5 m，池长60 m。若将长、宽各为9.25 m的原有曝气池进行分割、拼接，如分割为三段，每段宽3 m，则池长为83 m；分割为二段，每段宽4.5 m，则池长为55.5 m。在实际改造时，苏钢结合现有曝气池的结构现状与生物脱酚的基本原理，决定维持曝气池结构不变，不进行分割，因为容积较大的曝气池，对入流水质、水量、浓度等变化的缓冲能力强，目前有3个曝气池串联，也已形成推流形式，不会形成短流；沿曝气池长度方向上微生物生活环境变化不大，这使得3个曝气池中氧利用速度相差不大，供入氧得到有效的溶解和利用，不会形成曝气池废水入流端氧利用速度极高，而出流端氧利用速度很低的格局。

根据以往的生产经验，在2#, 3#曝气池各设置4组曝气器管网，每组管网布置42个D260微孔曝气器, 每个微孔曝气器空气流量为3 m3/h，则单个曝气池空气流量为504 m3/h；1#曝气池由于池底结构原因少布置12个D260微孔曝气器，其空气流量为468 m3/h，少布置的12个微孔曝气器的空气流量为36 m3/h，用于下述的回流污泥空气提升装置，所以1#曝气池实际空气流量也为504 m3/h，3个曝气池空气总流量为1 512 m3/h(25.2 m3/min，)。在生产操作时，暂用1台Q=38.7 m3/min，电机功率55 kW的JAS鼓风机。

2.2 回流污泥采用空气提升器

由于取消了1#曝气池用于污泥回流的曝气叶轮，污泥回流必须另选用其它设备，据了解到的国内厂家均采用污泥回流泵。由于曝气池与二次沉淀池的水面基本处于同一平面的这种结构现状，采用污泥回流泵会造成电量浪费。为减轻对活性污泥菌团的破坏，在没有先例的情况下，决定采用空气提升方式回流污泥，设计了如图1所示的污泥回流装置。图1中，池下部为原1#曝气池的污泥回流管道，上部为增设的空气提升段。

根据密度差计算流体推动力，其理论计算如下：设需回流污泥量100 m3/h，取空气流量36 m3/h，则气液混合物密度为735 kg/m3，空气提升段长3 m，可提供流体推动力为0.795 m H2O。

在上述计算成立的情况下，二次沉淀池回流污泥至1#曝气池是可行的。进一步计算，若空气流量100 m3/h，则气液混合物密度500 kg/m3，可提供推动力1.5 m H2O。所以在多消耗空气的前提下二次沉淀池回流污泥至1#曝气池是必定可行的。污泥回流量100 m3/h时，污泥泵电机功率为7.5 kW，而JAS鼓风机排气压力58.8 kPa时，空气流量38.7 m3/min，电机功率为55 kW，折合1.43 kW/(m3·min-1) (0.024 kW/(m3·h-1))，即100 m3/h空气耗电功率为2.4 kW。

图1 空气提升污泥回流装置(单位：mm)

2.3 生产调试

在开工调试中，此回流污泥空气提升器可以满足生产需要，与理论计算值相近，符合设计要求。在空气流量较多时，回流污泥的射流高度达1 m以上，空气提升器的最大回流污泥流量大于使用表面曝气叶轮时的污泥流量。调节空气量的大小能取得0～200 m3/h范围内的回流污泥量，给生产操作带来极大的方便。

在生产运行中，经取样检测曝气池的出水，其出水酚含量<0.5 mg/L，曝气池溶解氧含量接近5.6 mg/L，基本符合工艺要求，具体数据如表1所示。

表1 曝气池出水酚与溶解氧情况

3 结束语

(1) 生物脱酚三级推流式表面曝气池改为鼓风曝气池后，生产运行平稳，曝气池溶解氧含量稳定；

(2) 改造中不分割曝气池，维持曝气池结构不变，节省了改造投资；采用空气提升器，回流污泥操作更加方便，减轻了对活性污泥菌团的破坏；污泥提升用的空气可补充活性污泥中的溶解氧，节省了污泥回流泵的购置费及维修费；

(3) 取消了叶轮曝气机后，设备的维修量大大减少，生产运行更加可靠；

(4) 经过JAS鼓风机改造后，节电明显，电机总装机容量由改造前的105 kW下降为55 kW以下，减少了50 kW以上，预计年节电50万度以上；

(5) 此方案既高效稳定、节能降耗，又节省投资、降低成本，为同型企业的类似改造提供了参考。

2015-06-14

王正伏(1967—)，男，高级工程师

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