振動棒在曝氣池濾料板結(jié)中的應(yīng)用

高寶安 王文娟

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277319)

1 現(xiàn)狀

棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司污水處理廠于2011年8月30日正式通過驗(yàn)收并投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)污水處理能力為3100m3/ d，其中礦井水2300m3/ d，生活污水800m3/ d。礦井水與生活污水分開進(jìn)行處理，處理后的清水統(tǒng)一排到清水池，部分進(jìn)行回用，外排水經(jīng)檢測指標(biāo)符合《山東省南水北調(diào)沿線水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（其主要指標(biāo)有：COD≤50mg/L，BOD≤20mg/L，NH3-N≤5，SS＜20mg/L等）。

污水處理系統(tǒng)在運(yùn)行中，因C/N曝氣生物濾池濾料板結(jié)，產(chǎn)水量和水質(zhì)不同程度的受到影響，水解酸化初沉池周期性溢水。即使啟用兩臺（正常運(yùn)行1臺）5.5kW風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣反沖洗，也無法將局部分板結(jié)的濾料沖散。目前只有靠人工從曝氣池料孔中將濾料全部掏出或在曝氣池內(nèi)上部就地翻料處理，人工翻料勞動強(qiáng)度大、時間長。如果濾料板結(jié)嚴(yán)重，濾料將報廢處理，會嚴(yán)重影響生產(chǎn)。目前缺少合適的工具對濾料板結(jié)進(jìn)行處理。

2 振動棒工作原理

振動棒的動力來源于電動機(jī)，其振動來源于偏心重錘的離心力。其結(jié)構(gòu)是由一根軟軸的一端連接電動機(jī)，另一端連接一個偏心重錘，偏心重錘外殼是金屬護(hù)套，也就是振動棒。電動機(jī)工作時，通過軟軸帶動重錘旋轉(zhuǎn)，由于重錘偏心不在轉(zhuǎn)動軸線上，軟軸高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使重錘發(fā)生強(qiáng)烈抖動，抖動力通過軸承傳遞給振動棒殼體，從而使振動棒產(chǎn)生圓周振動。

3 曝氣池濾料板結(jié)特征及原因分析

（1）曝氣池內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，C/N 曝氣生物池規(guī)格Φ3200×5500mm，中上部是填料層，選用球型陶粒濾料，濾料顆粒Φ4mm～Φ6mm，濾料鋪設(shè)厚度3000mm，濾池底部設(shè)有進(jìn)水管、放空管、單孔膜空氣擴(kuò)孔器、曝氣管、專用濾頭、反沖洗進(jìn)氣管及反沖洗進(jìn)水管。如圖1所示。

圖1 曝氣生物濾池系統(tǒng)圖

（2）濾料對懸浮物進(jìn)行截留與釋放的反復(fù)過程中，在濾層的表面400mm以下，因?yàn)V料顆粒細(xì)小，反沖洗時相互碰撞機(jī)會少，沸騰量小，所以不易清洗干凈。在這種情況下，濾料自身周圍開始滋生生物膜并與周邊的懸浮物產(chǎn)生粘聯(lián)，也是板結(jié)前的“孵化期”，透水性逐步減少，產(chǎn)水量及水質(zhì)慢慢受到影響，在污水處理過程中，會周期性造成初沉池溢水。

（3）C/N 曝氣池濾料板結(jié)周期基本在3個月左右，二級曝氣池濾料板結(jié)周期基本在8個月左右，板結(jié)深度在400mm以下。根據(jù)對板結(jié)后的濾料附著物的成分檢驗(yàn)分析，主要有以下幾個方面：

① 從濾料板結(jié)塊外觀判斷，團(tuán)塊的硬度低、粘性較高且發(fā)黑發(fā)臭，有大量生物粘泥，用殺菌劑噴灑后變色并很容易剝離，此種膠結(jié)物主要是礦物質(zhì)油及生物粘泥等有機(jī)物污染造成；

② 遺留在濾層上表層的污物為粉狀，在一定時間內(nèi)會產(chǎn)生吸附力，如不能有效地去除，在隨后的反洗過程中，空氣會走捷徑，沾著污物的濾料受反洗空氣搓動量就小，在投入下一濾水周期后，濾料顆粒會增大，會從表面沉入內(nèi)部，顆粒之間會自然粘結(jié)，進(jìn)而板結(jié)、漫延，直至水量及水質(zhì)受到影響或失效。

4 確定整改方案及實(shí)施過程

（1）針對濾料板結(jié)層性質(zhì)特點(diǎn)，從濾料結(jié)構(gòu)、有機(jī)物特性等方面分析粘結(jié)機(jī)理，找到問題的本質(zhì)，采取“疏順導(dǎo)滯”的方法，確定使用混凝土插入式振動棒，使板結(jié)濾料在振動中散開，濾料在振動中產(chǎn)生摩擦、揉搓，促使濾料自身及周圍的有機(jī)物脫離，實(shí)現(xiàn)濾料結(jié)板粉碎目的。

（2）振動棒型號確定，使用2.2kW插入式振動電機(jī)，電壓380V ，混凝土振動棒長6000mm，棒頭直徑50mm，振動頻率高。

（3）實(shí)施方案流程：將C/N 曝氣池的進(jìn)氣閥和進(jìn)水閥分別關(guān)閉，打開放空閥將池內(nèi)污水放至與濾料持平或稍低于濾料，在曝氣池的上部橫1根Φ25×3600mm鋼管，作為混凝土振動棒的生根點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際濾料鋪設(shè)厚度及池內(nèi)上部空間距離，留出振動棒管線的長度，既能保證讓振動棒振到下部板結(jié)的濾料使其松散，又能保證振動棒不觸及到擴(kuò)孔器、曝氣管、專用濾頭等設(shè)施。如圖2所示。

圖2 曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)圖

（4）振動棒可在濾料池內(nèi)以縱橫120mm的方格形式布點(diǎn)，啟動振動電機(jī)，手扶振動棒管垂直放到濾料上，振動棒在自振和自重的情況下自動進(jìn)入濾料層內(nèi)，上部為好氧區(qū)，下部為缺氧區(qū)，在板結(jié)的濾料中強(qiáng)制進(jìn)行機(jī)械性振動摩擦，使板結(jié)的濾料顆粒慢慢松散，濾料層松弛。如局部濾料層板結(jié)嚴(yán)重，可加密振動，保證濾料層松散。全部振動完成后，打開進(jìn)氣閥、進(jìn)水閥、反沖洗閥，將濾料層中的礦物質(zhì)油及生物粘泥等有機(jī)物沖洗掉，濾料層發(fā)生松動，有利于后續(xù)氣水洗和水洗過程、反沖洗各段時間的改變，從而減少了濾池反沖洗時間及周期頻率，徹底解決懸浮物積累過多和生物膜生長過厚的情況。

5 使用效果及結(jié)論

采用曝氣生物濾池污水處理工藝，反沖洗強(qiáng)度不夠、濾池反沖洗周期延長、反沖洗不徹底等因素都會影響其水產(chǎn)量和水質(zhì)量，甚至發(fā)生濾料板結(jié)現(xiàn)象。因此，濾池的及時有效沖洗是保持其穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，這就要求在實(shí)際運(yùn)行過程中，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化和濾池運(yùn)行的實(shí)際情況，及時調(diào)整反沖洗的時間和強(qiáng)度，提高反沖洗的清洗效果，從根本上預(yù)防濾料板結(jié)的發(fā)生。

本裝置解決了濾料板結(jié)問題，可在停水期間處理，也可在反沖洗期間處理，不影響曝氣生物濾池正常運(yùn)行。重量輕，移動方便，投資少，效率高，安全可靠，有效延長陶粒濾料使用壽命，是水處理人員的好幫手。