王正伏, 陸鈺泉, 王柏林

(江蘇蘇鋼集團有限公司煉焦廠, 江蘇 蘇州 215151)

三級推流式表面曝氣改為鼓風曝氣*

王正伏, 陸鈺泉, 王柏林

(江蘇蘇鋼集團有限公司煉焦廠, 江蘇 蘇州 215151)

介紹了江蘇蘇鋼集團有限公司煉焦廠三級推流式表面曝氣改為鼓風曝氣的改造方案、施工過程及實施效果，具有借鑒價值。

污水處理； 三級推流式表面曝氣池； 鼓風曝氣池； 回流污泥； 空氣提升器

引 言

江蘇蘇鋼集團有限公司(以下簡稱“蘇鋼”)煉焦廠于1990年投產運行三級推流式表面曝氣池，污水(進水含酚200 mg/L)處理能力為33 t/h，單個表面曝氣池規(guī)格為9.25×9.25×6.15 m，單個曝氣池有效容積為406 m3；二次沉淀池處理能力為60 t/h，有效容積為430 m3。3個曝氣池均采用泵型葉輪曝氣機，1#曝氣池電機功率為45 kW，采用變頻調速器控制曝氣機的葉輪轉速，以控制污泥回流量和曝氣池溶解氧含量； 2#, 3#曝氣池電機功率均為30 kW，采用控制曝氣機的葉輪高度來調節(jié)曝氣池溶解氧含量。

1 存在問題

由于蘇鋼上述設備已運行20余年，腐蝕日趨嚴重，亟待大修改造；在生產運行中，由于曝氣池水面泡沫較多，嚴重影響曝氣池的充氧效果，并且該裝置總裝機容量為105 kW，另加變頻調速器及附屬設備，與鼓風曝氣池相比耗電量較多。

2 改造方案及實施效果

通過參考國內多個廠家的生物脫酚經驗，蘇鋼決定將三級推流式表面曝氣池改為鼓風曝氣池。

2.1 鼓風曝氣池改造方案

按國內大多數(shù)廠家的生物脫酚鼓風曝氣池的設計理念，曝氣池大多為長廓式，池寬一般為3.5 m，池長60 m。若將長、寬各為9.25 m的原有曝氣池進行分割、拼接，如分割為三段，每段寬3 m，則池長為83 m；分割為二段，每段寬4.5 m，則池長為55.5 m。在實際改造時，蘇鋼結合現(xiàn)有曝氣池的結構現(xiàn)狀與生物脫酚的基本原理，決定維持曝氣池結構不變，不進行分割，因為容積較大的曝氣池，對入流水質、水量、濃度等變化的緩沖能力強，目前有3個曝氣池串聯(lián)，也已形成推流形式，不會形成短流；沿曝氣池長度方向上微生物生活環(huán)境變化不大，這使得3個曝氣池中氧利用速度相差不大，供入氧得到有效的溶解和利用，不會形成曝氣池廢水入流端氧利用速度極高，而出流端氧利用速度很低的格局。

根據(jù)以往的生產經驗，在2#, 3#曝氣池各設置4組曝氣器管網(wǎng)，每組管網(wǎng)布置42個D260微孔曝氣器, 每個微孔曝氣器空氣流量為3 m3/h，則單個曝氣池空氣流量為504 m3/h；1#曝氣池由于池底結構原因少布置12個D260微孔曝氣器，其空氣流量為468 m3/h，少布置的12個微孔曝氣器的空氣流量為36 m3/h，用于下述的回流污泥空氣提升裝置，所以1#曝氣池實際空氣流量也為504 m3/h，3個曝氣池空氣總流量為1 512 m3/h(25.2 m3/min，)。在生產操作時，暫用1臺Q=38.7 m3/min，電機功率55 kW的JAS鼓風機。

2.2 回流污泥采用空氣提升器

由于取消了1#曝氣池用于污泥回流的曝氣葉輪，污泥回流必須另選用其它設備，據(jù)了解到的國內廠家均采用污泥回流泵。由于曝氣池與二次沉淀池的水面基本處于同一平面的這種結構現(xiàn)狀，采用污泥回流泵會造成電量浪費。為減輕對活性污泥菌團的破壞，在沒有先例的情況下，決定采用空氣提升方式回流污泥，設計了如圖1所示的污泥回流裝置。圖1中，池下部為原1#曝氣池的污泥回流管道，上部為增設的空氣提升段。

根據(jù)密度差計算流體推動力，其理論計算如下：設需回流污泥量100 m3/h，取空氣流量36 m3/h，則氣液混合物密度為735 kg/m3，空氣提升段長3 m，可提供流體推動力為0.795 m H2O。

在上述計算成立的情況下，二次沉淀池回流污泥至1#曝氣池是可行的。進一步計算，若空氣流量100 m3/h，則氣液混合物密度500 kg/m3，可提供推動力1.5 m H2O。所以在多消耗空氣的前提下二次沉淀池回流污泥至1#曝氣池是必定可行的。污泥回流量100 m3/h時，污泥泵電機功率為7.5 kW，而JAS鼓風機排氣壓力58.8 kPa時，空氣流量38.7 m3/min，電機功率為55 kW，折合1.43 kW/(m3·min-1) (0.024 kW/(m3·h-1))，即100 m3/h空氣耗電功率為2.4 kW。

圖1 空氣提升污泥回流裝置(單位：mm)

2.3 生產調試

在開工調試中，此回流污泥空氣提升器可以滿足生產需要，與理論計算值相近，符合設計要求。在空氣流量較多時，回流污泥的射流高度達1 m以上，空氣提升器的最大回流污泥流量大于使用表面曝氣葉輪時的污泥流量。調節(jié)空氣量的大小能取得0～200 m3/h范圍內的回流污泥量，給生產操作帶來極大的方便。

在生產運行中，經取樣檢測曝氣池的出水，其出水酚含量<0.5 mg/L，曝氣池溶解氧含量接近5.6 mg/L，基本符合工藝要求，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 曝氣池出水酚與溶解氧情況

3 結束語

(1) 生物脫酚三級推流式表面曝氣池改為鼓風曝氣池后，生產運行平穩(wěn)，曝氣池溶解氧含量穩(wěn)定；

(2) 改造中不分割曝氣池，維持曝氣池結構不變，節(jié)省了改造投資；采用空氣提升器，回流污泥操作更加方便，減輕了對活性污泥菌團的破壞；污泥提升用的空氣可補充活性污泥中的溶解氧，節(jié)省了污泥回流泵的購置費及維修費；

(3) 取消了葉輪曝氣機后，設備的維修量大大減少，生產運行更加可靠；

(4) 經過JAS鼓風機改造后，節(jié)電明顯，電機總裝機容量由改造前的105 kW下降為55 kW以下，減少了50 kW以上，預計年節(jié)電50萬度以上；

(5) 此方案既高效穩(wěn)定、節(jié)能降耗，又節(jié)省投資、降低成本，為同型企業(yè)的類似改造提供了參考。

2015-06-14

王正伏(1967—)，男，高級工程師

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