污水处理厂倒伞表曝工艺通水联动调试经验与分析

杨战步 王迅 刘伟

（中原环保股份有限公司，河南郑州 450046）

1 引言

氧化沟工艺是活性污泥法工艺中较为常见的一种，它属于一种特殊的延时曝气方式，曝气池由首尾相连的循环沟渠组成，活性污泥能够在曝气池中呈“悬浮”状态循环流动，最大限度地接触并去除各种污染物。

卡鲁赛尔氧化沟工艺是1986 年荷兰某公司研发的一种氧化沟工艺，该工艺一般利用表曝机进行曝气，即在生物池不同的区域设置表曝机，根据距离表曝机的远近，形成了富氧区和缺氧区。在富氧区，活性污泥在充分掺氧的情况下，能够很好地去除BOD，COD 以及氨氮等污染物；在缺氧区，活性污泥中的反硝化菌进行反硝化，将硝态氮、亚硝态氮变成氮气，最终将总氮去除。同时，该工艺经过改良，设置厌氧区，通过厌氧释磷、好氧吸磷以及通过排放高磷剩余污泥的方式，最终把磷素去除［1］。因此，改良型的卡鲁赛尔氧化沟工艺兼具去除COD 以及脱氮除磷的功能，在城市生活污水处理厂，特别是小型生活污水处理厂中得到了越来越广泛的应用。

对卡鲁赛尔氧化沟工艺的培菌试运行以及工艺运行情况，前人已做了大量的研究［2-4］，而关于该工艺培菌启动时的设备、阀门等联动调试情况以及该工艺的主要设备倒伞表曝机的常见故障、问题分析以及处理策略则鲜见报道。本文以河南省西部地区某小型污水处理厂为例，详细介绍了改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的培菌联动调试情况以及表曝机常见故障，对相应故障进行了详细的原因分析，并提出了相应的处理策略，以期为其他污水处理厂提供一定的借鉴参考。

2 工程概况及污水处理主体工艺简介

河南省西部某小型城市污水处理厂工程设计规模为1 万m3/d，工程总投资约3 000 万元，于2020年7 月建成并通水，污水处理采用粗细格栅+旋流沉砂池的一级处理工艺，改良型卡鲁赛尔氧化沟+周进周出二沉池的二级处理工艺，高效沉淀池+转盘滤池+消毒接触池的三级处理工艺，出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 排放标准［5-6］。

该污水处理厂二级处理工艺采用改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺，设置厌氧、缺氧、好氧段，好氧段曝气方式采用倒伞表曝机曝气，共设计2 座生物池，单池设计参数如下：有效水深3 m；污泥龄（SRT）为15 d；总水力停留时间（HRT）为19.15 h，其中，厌氧池水力停留时间1.6 h，缺氧池水力停留时间4.15 h，好氧池水力停留时间13.4 h；8 台潜水推流器和2 台立式低速倒伞表曝机（1恒速1变频，叶片直径2.2m，功率30kW）。

3 通水联动调试前的准备工作

污水处理厂土建工程结束后，需要首先对单体构筑物进行清水调试、沉降观测等，以确保各构筑物不漏水，满足最基本的设计要求，所有的单体构筑物全部完成清水调试后，需要进污水，进行全流程的联动调试。为确保调试工作的顺利进行，需要在人员准备、通水时间、构筑物检查等方面详细规划，进行大量的前期准备工作。

3.1 确定通水时间及人员分工

该污水处理厂联动调试的通水时间定于2020年7 月29 日上午9 点，由于该污水处理厂规模较小，厂区人员有限，根据实际情况对现场共9 个人进行责任分工：该污水处理厂主管生产的副总经理为现场总协调，下设工艺调试组（2 人）、设备调试组（1人）、应急救援组（2 人）、化验组（1 人）和后勤保障组（2 人）5 个小组，工艺调试组负责主要设备的开关以及工艺的调控，设备调试组负责设备故障的应急处理，应急救援组负责联动调试过程中人员出现安全事故时的应急救援工作，化验组负责水样的取样和化验，后勤保障组负责摄影以及各种后勤保障工作。

3.2 对通水构筑物的要求

要求所有的通水构筑物应符合设计和规范，按工艺流程对粗格栅、进水泵房、变配电室等建（构）筑物逐一检查土建是否彻底完工；对拉螺栓孔、钢筋头、铁钉等是否清除完毕；构筑物内是否清理干净，无小石块、方木、铁丝、螺栓帽等垃圾杂物；构筑物有沉降观测记录，需满水试验的应进行满水试验，并出具相应记录；观测水位的地方应有水位标示线；构筑物上栏杆、扶手、盖板、走道板、楼梯、台阶要铺设安装到位，排除安全隐患；各构筑物内应按照设计和规范要求配备相应的消防器材。

3.3 对通水设备的要求

通水涉及的所有设备如粗格栅、进水泵、表曝机、闸阀门等在通水前安装调试完毕，并按照设计图纸和产品安装说明书检查安装情况是否合乎要求，有单机调试记录；检查润滑油油位，润滑脂是否充足，是否按要求加注润滑油和润滑脂；必须做到设备运转正常，所有设备安装到位（包括电气）；能够连续运转的设备必须保证至少有2 h 的正常运转（如粗格栅、细格栅、旋流沉砂装置、刮吸泥机）；条件不允许单机调试的，也应点动调试，测试电机转向（如进水泵、中途提升泵、剩余污泥泵、外回流污泥泵、推进器）；联动控制类设备应能达到联动运行条件。

3.4 对电气仪表的要求

电气工程应对下列项目进行检查：漏电开关安装正确，动作正常；保护地线（PE 线）与非带电金属部件连接应可靠；电气器件、设备应安装牢固、平正；灯具试亮及灯具控制性能良好；开关、插座、终端盒等器件外观良好，安装牢固平正，安装方式符合规定；并列安装的开关、插座、终端盒的偏差，暗装开关、插座、终端盒的面板及盒周边的间隙符合规定；弱电系统功能齐全，满足使用要求，设备安装牢固、平正；确保通水构筑物照明已到位；通水所需电缆线必须铺设完毕；变配电室设备、控制柜要安装完毕且符合要求；送电前，对变配电室禁止使用配电柜进行挂牌，对现场已送电设备粘贴设备带电提示。厂内所有需投运的流量计、液位计、污泥浓度计、溶氧仪、ORP 测定仪表等确认正常。

3.5 对通水管道的要求

工艺管道、放空管道、回流管道、自来水及雨污水管线应按设计安装到位，管道（渠）通畅，连接完好，有合格的闭水、打压试验记录；溢流、超越管道要做到在非常时段可发挥其应有作用；管道（渠）内无任何木材、石块、泥土、垃圾等杂物；特殊管路更需做好防腐、保温等工作；检查所有井盖已处于要求开关状态；对不能开启的闸门、阀门悬挂禁止使用牌，并用钢丝绳捆扎；巡视路线无障碍以及盖板封盖完毕。

3.6 其他要求

主要包括以下8 个方面：（1）检查闸门限位是否合适，运转是否轻松灵便，检查闸门、阀门的润滑保养是否到位，各构筑物进水闸门、放空阀门严格按照要求控制启闭状态，确保工艺管线畅通，检查各通水构筑物洞口、阀门、闸门、堰门按照通水需要进行开启或关闭；（2）各构筑物、设备标牌标识清晰，现场救生圈等安全措施配备齐全，现场盖板都已封盖完毕；（3）粗细格栅及砂水分离器的渣斗、砂斗放置到位；（4）通水涉及的设备、工艺巡视记录表、设备操作规程、工艺控制规程、工艺参数采集办法等记录表提前设计好；（5）培菌期间需要进行大量水样检测，化验设备、药品准备齐全，化验人员能熟练操作；（6）工艺运行所需要的药剂准备齐全，药剂备妥待用；（7）生物池运行需投加活性污泥菌种进行培养驯化，生物池单池有效容积约4 300 m3，二沉池单池有效池容约1 200 m3，合计约5 500 m3，为使投加菌种后生物池中活性污泥浓度达到3 000 mg/L 以上，经计算需投加菌种（含水率80%的污泥）82.5 t，考虑到拉泥的过程中有损耗，按90 t 计，每车可拉6 t，约15 车，需提前联系污泥菌种来源；（8）所有参与调试人员须经过培训，对现场各构筑物、阀门、设备有较清晰的了解和认识，熟悉基本操作，接受过相关安全教育培训。

4 通水联动调试方案及各控制点具体要求

4.1 通水工艺流程

本次通水的工艺流程为：粗格栅及进水泵房-细格栅及旋流沉砂池-生物池配水井-生物池-二沉池配水井及回流剩余污泥泵房-二沉池-中途提升泵房-高效反应沉淀池-纤维转盘滤池-接触消毒池-巴氏计量槽。

4.2 污水预处理段控制点的具体要求

该污水处理厂污水预处理段的主要设备有粗格栅2 台、进水泵3 台，细格栅2 台、砂水分离器1 台、阀门若干，因本次通水仅对单系列进水，通水后，应注意以下几点：（1）通水前开启1 号和2 号粗格栅、细格栅螺旋输送机，并注意观察运行状态；（2）接通水调试组组长的通水指令后，开启1 号粗细格栅进出水闸门，污水进入粗格栅前集水池；（3）污水进入粗格栅后，注意观察粗格栅运行状况是否正常；（4）观察粗格栅出渣情况是否正常，栅渣是否可以顺利落入渣斗中，有无大的木块、棉纱等杂物；（5）根据来水量控制进水泵，每台泵流量约330 m3/h，1 号变频，2号、3 号工频，来水量小时优先运行变频泵，当水位满足水泵开启要求后（水位完全淹没水泵，液位到-7.7 m 后），开启1 号进水泵，流量调至约300 m3/h，将污水提至细格栅，水泵开启后注意观察水泵电流电压情况，听水泵运行声音是否正常，泵池水位低于-8.65 m 时关闭水泵；（6）进水泵开启30 s 左右，细格栅开始进水，随后旋流沉砂池开始进水，细格栅通水后，观察细格栅运行状况及液位差（＜20 cm），细格栅出渣后观察细格栅螺旋输送机运行状况；（7）旋流沉砂池进水后，注意观察，旋流沉砂池出水阀门处出水时，按照设备操作规程，依次开启旋流沉砂设备、砂水分离器，砂水分离器开启后，注意观察出砂情况，首次排砂时要求班组和设备厂家工作人员共同在现场，需要观察出砂是否正常，砂水分离器螺旋输送机运转是否正常，观察设备的振动、噪音是否正常；（8）设备运行状况要及时记录并上报。

4.3 污水二级处理段控制点的具体要求

1 号生物池通水前，需进行以下工作：（1）生物池配水井各阀门已调试完毕，并满足开关状态要求；（2）1 号生物池提前已经用清水进行单机调试，生物池推流器、表曝机、外回流污泥泵、二沉池刮吸泥机等设备已进行正反转试运行并正常，设备已通电，可进行现场操作；（3）生物池配水井、1 号生物池、二沉池配水井及回流剩余污泥泵房、1 号二沉池池底干净无异物。

旋流沉砂池出水经生物池配水井进入1 号生物池，当生物池液位满足推进器开机条件时，开启1～6号推进器，观察设备运行状况，如有异常及时上报处理。通水后，具体工艺控制方案如下：（1）1 号生物池继续进水，当液位达到表曝机开机条件时，关闭进水泵，停止对1 号生物池的进水，同时开启1 号、2 号表曝机，观察曝气是否正常，表曝机运行是否正常；（2）表曝机开启后，在5 号、6 号推进器前端投加80%含水率的脱水后污泥进行培菌，具体按培菌方案进行；（3）污水进入1 号二沉池后，密切关注二沉池出水情况，控制二沉池出水，当二沉池液位达到出水三角堰，接近出水时，开启1～2 台外回流污泥泵，将污水通过生物池配水井回流至生物池，并利用变频进水泵控制生物池进水，使得1 号生物池的进出水达到动态平衡；（4）外回流泵开启后，听泵运行声音有无异常，观察出水是否顺畅，关注二沉池配水井及回流剩余污泥泵房的液位，液位高度与外回流泵的开启台数相适应，严禁外回流泵在低液位运行；（5）待生物池出水上清液NH3-N 持续下降，二沉池三角堰处上清液水质达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准后，二沉池出水方可进入后续深度处理单元。

4.4 污水深度处理段控制点的具体要求

深度处理段控制人员首先需要对各闸（阀）门进行调试，并按要求提前确认好闸（阀）门开关状态，中途提升泵房、高效反应沉淀池等深度处理段构筑物已全部完成满水试验和清水单机调试，高效池混合搅拌器、刮泥机、转盘滤池等设备已进行正反转试运行并工作正常，设备已通电，可进行现场操作，中途提升泵房、高效反应沉淀池、纤维转盘滤池、接触消毒池、出水巴氏计量槽池底干净无异物。

待二沉池出水进入深度处理段以后，各构筑物工艺设备操作方案如下：（1）出水排入中途提升泵房，且液位达到提升泵开机液位时，开启1 台带浮球液位控制的提升泵，并自动运行。（2）出水进入高效反应沉淀池后，根据二沉池出水水质确定是否加药，如需要加药，开启PAC 加药系统进行加药，开启搅拌机，检查搅拌机运行是否正常，有无振动和异响。（3）混合反应池出水经沉淀池进水渠进入斜管沉淀池，待液位淹没刮泥机后开启刮泥机，检查刮泥机电流是否正常，电机有无振动和异响；随着液位的上升，检查斜管填料是否有松动，固定是否牢靠，斜管沉淀池出水时观察出水堰出水是否均匀等。（4）开启高效池外回流污泥泵，观察泵振动情况，听泵运行声音有无异常，观察出水是否顺畅。（5）斜管沉淀池出水进入转盘滤池，再进入消毒接触池，直至进入出水巴氏计量槽，至此整个通水过程完成。

5 结语

本文以河南省西部某小型污水处理厂为例，介绍了污水处理的主体工艺和倒伞曝气设备的工艺参数，阐述了该污水处理厂通水联动调试前的各种准备工作、通水工艺流程以及通水期间一级处理段、二级处理段、深度处理段等各主要污水处理环节的工艺和设备控制方案，该经验总结可为采用类似工艺的小型污水处理厂通水联动调试提供切实可行的参考。