導(dǎo)讀:：針對南方某污水廠MSBR池曝氣系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中存在的諸多問題，如好氧池曝氣不足，SBR池污泥沉積、沉淀階段漏氣等，一一進(jìn)行了分析，提出優(yōu)化措施，取得了較好的效果;同時(shí)結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，對可提升式曝氣器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用等方面進(jìn)行了分析和思考，提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：MSBR，曝氣系統(tǒng)，優(yōu)化

1 MSBR池曝氣系統(tǒng)概況

南方某污水處理廠2002年投入運(yùn)行，采用MSBR工藝，已建成一期處理能力為12萬m3/d，分三組MSBR池，每組處理規(guī)模4萬m3/d，出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到一級 B排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)。

MSBR(改良型序批式活性污泥法)實(shí)質(zhì)是由A2/O工藝與SBR工藝串聯(lián)組成的一種新型工藝。MSBR池曝氣系統(tǒng)分布在好氧池(6單元)和SBR池(1或7單元)，具體分布如圖1所示。好氧池池壁兩側(cè)對稱布置安裝有18套曝氣器，中間安裝兩臺(tái)浮筒攪拌器(18KW)。SBR池布置形式與好氧池相同，安裝有10套曝氣器，中間兩臺(tái)浮筒攪拌器(15KW)。

通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)出口壓力和各單元主進(jìn)氣閥門開度，可以調(diào)節(jié)各單元的供氣量。曝氣器采用可提升式設(shè)計(jì)，每個(gè)曝氣器由50條橡膠微孔管膜并列平行布置，以不銹鋼氣管為骨架固定組成，利用固定安裝在池壁的起吊支架，通過電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)牽引固定在曝氣器進(jìn)氣管上的鋼絲繩起吊，安裝如圖2所示。

圖1 MSBR池曝氣系統(tǒng)布置圖

如圖2 曝氣器安裝示意圖

2、好氧池溶解氧值不足

2.1 存在現(xiàn)象

在污水廠運(yùn)行初期，由于處理水量較小，不足2萬噸/天，曝氣池曝氣效果還未影響生化系統(tǒng)的運(yùn)行，隨著進(jìn)水水量的不斷增長，單池進(jìn)水量達(dá)到3萬噸/天時(shí)，即使把鼓風(fēng)機(jī)出口壓力調(diào)到最大值0.075Mpa，好氧池溶解氧值也無法上到2mg/L，而此時(shí)各項(xiàng)進(jìn)水指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。從圖2可知，只有在凌晨4點(diǎn)到10點(diǎn)之間進(jìn)水量較小時(shí)，溶解氧水平才稍微有所升高，由此導(dǎo)致MSBR池污泥性狀急劇惡化，氨氮等出水指標(biāo)超標(biāo)。

圖3 好氧池溶解氧值日曲線圖(綠色線)

2.2原因分析

2.2.1管膜安裝數(shù)量與鼓風(fēng)機(jī)出口壓力不匹配

該廠好氧池設(shè)計(jì)理論供氣量為9000m3/h環(huán)境保護(hù)，而好氧池僅設(shè)計(jì)有900條管膜，每條管膜曝氣量需達(dá)到10m3/h。不考慮管膜老化造成的曝氣壓力損失的增加，達(dá)到設(shè)計(jì)曝氣量時(shí)，壓力損失已達(dá)到0.073 Mpa，已接近鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的曝氣壓力。具體壓力損失見下表1。

表1曝氣壓力損失表

2.2.2管膜集中布置降低曝氣效率

按曝氣常理理解，在曝氣池中間布置攪拌器，攪拌使混合液形成紊流，曝氣氣泡與混合液接觸時(shí)間延長，從而提升曝氣效率。但從實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，曝氣效率并未得到提升，反而有下降趨勢。分析認(rèn)為，曝氣管膜的密集布置，導(dǎo)致曝氣氣泡相互碰撞，微小氣泡結(jié)合為大氣泡，導(dǎo)致曝氣效率下降，間接抵消了攪拌器攪拌所提升的曝氣效率。

2.2.3管膜保養(yǎng)不到位導(dǎo)致曝氣效率下降

該廠也檢查了管膜的老化情況，管膜在使用了3年后發(fā)生了較為明顯的收縮，老化嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查環(huán)境保護(hù)，判斷為管膜安裝和調(diào)試期間，長時(shí)間的太陽暴曬，導(dǎo)致管膜提早老化，影響曝氣效率。

2.3改進(jìn)措施

針對此種情況，該廠對好氧池曝氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在好氧池中間布置了1600套盤式曝氣器，同時(shí)取消了中間兩臺(tái)浮筒攪拌器(如圖4)。改造后，好氧池溶解氧值上升，而將改造后曝氣系統(tǒng)切換到改造前曝氣系統(tǒng)時(shí)，在鼓風(fēng)機(jī)曝氣壓力設(shè)定不變的情況下，溶解氧立即從高于2mg/L下降到不足1mg/L，見圖5。改造后試運(yùn)行一段時(shí)間，MSBR池污泥性能好轉(zhuǎn)，氨氮等出水指標(biāo)得到有效的降低。

圖4 改造后好氧池曝氣系統(tǒng)示意圖

圖5 改造前后溶解氧曲線變化圖(綠色線)

從經(jīng)濟(jì)效益對比，改造前后所需曝氣量大體相當(dāng)，而改造后由于減少了兩臺(tái)攪拌器運(yùn)行能耗，年節(jié)電量達(dá)到了30萬kW·h ，同時(shí)由于曝氣膜數(shù)量的增加，好氧池整體曝氣壓力下降明顯環(huán)境保護(hù)，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行在較合理工況，也相應(yīng)的提升了鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低了鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的能耗。

3 SBR池曝氣系統(tǒng)存在問題及優(yōu)化措施

3.1 SBR池曝氣系統(tǒng)布置不合理導(dǎo)致污泥沉積

3.1.1污泥沉積現(xiàn)象

SBR池末端平行布置有3座空氣出水堰(如圖6)，每座空氣出水堰由四條混泥土立柱支撐，空氣出水堰區(qū)域占整個(gè)SBR池面積的1/4。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，該處污泥沉積嚴(yán)重，污泥在此反硝化產(chǎn)生大量氣泡，導(dǎo)致沉積污泥上浮，嚴(yán)重的影響了出水水質(zhì)。

圖6 空氣堰處示意圖

3.1.2原因分析及改進(jìn)措施

經(jīng)觀察，認(rèn)為發(fā)生污泥沉積主要原因?yàn)樵撎幬丛O(shè)曝氣器，而支撐空氣堰的12條混泥土立柱又使得空氣出水堰區(qū)域攪拌效果大幅下降，從而導(dǎo)致污泥沉積。為有效避免此種情況，該廠在此區(qū)域加裝了3套可提升式曝氣器。改造后，污泥沉積現(xiàn)象得到有效控制，但增加曝氣器對空氣出水堰運(yùn)行有一定的影響，應(yīng)盡可能的調(diào)低曝氣器的曝氣量，能保持污泥不沉積即可。

3.1.3 SBR池?cái)嚢杵鬟x型建議

從SBR池污泥沉積的情況可看出，由于SBR池存在空氣出水堰區(qū)域，使得池型較為復(fù)雜環(huán)境保護(hù)，在此選用浮筒攪拌器顯然會(huì)造成功率的浪費(fèi)，且達(dá)不到效果。按一般經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，保持現(xiàn)有攪拌器功率不變，選用多臺(tái)小功率潛水?dāng)嚢杵鞯呐浜�，�?yīng)該能更有效的提升SBR池的攪拌效果，同時(shí)潛水?dāng)嚢杵鞅雀⊥矓嚢杵鞲m合于與池底曝氣器配合。

3.2 SBR池曝氣系統(tǒng)沉淀階段漏氣

3.2.1漏氣現(xiàn)象

SBR池運(yùn)行周期分為四個(gè)階段,分別為缺氧\好氧\沉淀\出水階段,當(dāng)從好氧階段轉(zhuǎn)入沉淀階段時(shí)，發(fā)現(xiàn)SBR池池面仍有氣泡持續(xù)不斷冒出，而且能維持20分鐘以上，嚴(yán)重影響了沉淀效果。

3.2.2原因分析

從氣泡冒出的頻率和速率，首先可以排除反硝化氣泡;同時(shí)檢查空氣進(jìn)氣閥的密封情況，密封良好，也可以排除。經(jīng)分析判斷，原因是曝氣結(jié)束關(guān)閉進(jìn)氣閥門后，曝氣管路環(huán)網(wǎng)內(nèi)空氣壓力仍比較高，空氣從阻力最小的曝氣器漏出，由于管網(wǎng)容積較大，該部分空氣量較多，故漏氣維持時(shí)間較長，影響了沉淀效果。對于池型較小的SBR池環(huán)境保護(hù)，由于環(huán)網(wǎng)容積也相應(yīng)較小，此種現(xiàn)象可能不明顯。

另外，由于密封橡膠的老化，特別是空氣介質(zhì)比較干燥、攜帶較多灰塵，進(jìn)氣閥門(蝶閥)泄漏量隨之增加，也會(huì)產(chǎn)生此種現(xiàn)象，而為閥門有少許泄漏就更換是非常不經(jīng)濟(jì)的。

3.2.3改進(jìn)措施

經(jīng)試驗(yàn)，該廠在SBR池空氣環(huán)網(wǎng)管路(進(jìn)氣閥門后)上，加裝了一套電磁閥泄氣系統(tǒng)。當(dāng)曝氣結(jié)束進(jìn)氣閥關(guān)閉后，程序立即觸發(fā)開啟電磁閥泄壓，當(dāng)管路氣壓降到0.055MPA時(shí)，關(guān)閉電磁閥，從而又使曝氣系統(tǒng)保持了一定的背壓，避免污水從曝氣器破損處壓入曝氣系統(tǒng)，期間若存在閥門泄漏使得環(huán)網(wǎng)壓力又升高到0.06MPA以上時(shí)，通過壓力變送器送出信號(hào)，可以使泄壓電磁閥再次開啟，從而保持環(huán)網(wǎng)管路氣壓保持在0.06MPA以下，防止空氣從曝氣器漏出。

4 可提升式曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問題及思考

4.1池面檢修平臺(tái)空間不足環(huán)境保護(hù)，影響維護(hù)檢修

為方便管膜的維護(hù)和維修，MSBR池曝氣器采用可提升式設(shè)計(jì)。但由于MSBR池面廊道設(shè)計(jì)過窄，僅有1.3米，導(dǎo)致吊出池面的曝氣器，檢修空間不足，拆卸相當(dāng)困難，使得該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)難以有效體現(xiàn)。

4.2 曝氣器吊起后，無法進(jìn)氣檢查，也降低了維護(hù)檢修的便利性

可提升式曝氣器受限于起吊架和進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)，在曝氣器吊離池底后就需拆除進(jìn)氣軟管后，才能繼續(xù)起吊，無法進(jìn)氣。而曝氣器在低于池面1-2米處，開大氣量曝氣，是曝氣膜較佳的維護(hù)方法之一;在低于水面10-20cm處開少量曝氣，是檢查曝氣膜堵塞、破損等情況的最佳方法。設(shè)計(jì)中未能考慮這些情況，也大大降低了可提升式曝氣器的優(yōu)越性。

4.3 可提升式與不可提升式曝氣系統(tǒng)的使用選擇

選擇可提升式曝氣器主要基于兩個(gè)前提：(1)曝氣系統(tǒng)故障率高;(2)放空曝氣池檢修難度很大。

從該廠的實(shí)際運(yùn)行情況看，只要選擇質(zhì)量較好的管材和曝氣膜，曝氣器破損率很低，該廠在曝氣膜由于壽命到期更換之前環(huán)境保護(hù)，未曾利用提升系統(tǒng)更換過曝氣膜;同時(shí)一般污水廠的處理水量都會(huì)隨季節(jié)產(chǎn)生較大的變化，完全可以安排處理水量小的時(shí)間放空檢修曝氣系統(tǒng)。因此，這兩個(gè)前提也不是一定必要的。

不可提升曝氣系統(tǒng)通過多個(gè)分區(qū)的設(shè)置，也可避免由于曝氣器的嚴(yán)重?fù)p壞需要馬上放空曝氣池檢修的弊端。而可提升式曝氣系統(tǒng)的投資造價(jià)比不可提升曝氣系統(tǒng)高很多，在曝氣系統(tǒng)的選型中，需要慎重權(quán)衡。

5 結(jié)論

(1)池底布滿曝氣器的布置方式顯然優(yōu)于兩側(cè)可提升式曝氣器加攪拌器的設(shè)計(jì)，且能耗更低。

(2)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需注意曝氣壓力與鼓風(fēng)機(jī)供氣壓力相匹配，鼓風(fēng)機(jī)供氣壓力要有一定的余量，以應(yīng)對曝氣膜老化造成的阻力損失增加。

(3)浮筒攪拌器不適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的池型，此時(shí)選用多個(gè)潛水?dāng)嚢杵鞯撵`活布置應(yīng)該更有效。

(4)在可提升式曝氣器設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮曝氣器檢修和維護(hù)的便利性，否則無法發(fā)揮可提升式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

1黃慎勇，趙忠富，劉波，等.深圳鹽田污水處理廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行.西南給排水，2007，29(3)：1-4。

2杜英豪.MSBR工藝的運(yùn)行管理實(shí)踐.中國給水排水，2006，22(2)：90-92。

3楊殿海,顧國維.改進(jìn)型MSBR工藝特點(diǎn)與運(yùn)行效果.中國給水排水, 2004, 20 (1)：62 - 65.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”