曹貴斌

摘 要：綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展大背景下，污水處理廠對(duì)污水的處理效率成為人們關(guān)注的重點(diǎn)之一。曝氣處理是污水處理中的重要環(huán)節(jié)之一，其曝氣系統(tǒng)工作效率直接影響到對(duì)污水的處理效率，需合理設(shè)計(jì)曝氣系統(tǒng)，做好維護(hù)，以此延長(zhǎng)使用壽命。文章以某地區(qū)污水處理廠為例，對(duì)其曝氣系統(tǒng)技術(shù)改造分析，旨在以此為其他污水處理廠更好改造提供理論參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;曝氣系統(tǒng);技術(shù)改造

污水處理中少不了以曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣處理，只有確保曝氣系統(tǒng)各項(xiàng)安裝操作正常，才能保證污水有效處理[1]。下文對(duì)某污水處理廠曝氣系統(tǒng)電氣自動(dòng)控制及機(jī)械構(gòu)成改造分析，分析對(duì)曝氣整體系統(tǒng)的維護(hù)，原曝氣系統(tǒng)為6臺(tái)射流泵帶動(dòng)微孔進(jìn)行微孔曝氣，現(xiàn)改為應(yīng)用將微孔曝氣改為螺旋式曝氣，節(jié)省了費(fèi)用，同時(shí)也降低了檢修難度，同時(shí)曝氣系統(tǒng)運(yùn)行效率大大提高，其運(yùn)行能耗也得到進(jìn)一步優(yōu)化。

1 案例分析

污水處理中，通過曝氣系統(tǒng)對(duì)污水處理，其管理操作簡(jiǎn)單，且投入成本低，對(duì)污水的處理效率突出，在各大污水處理廠中應(yīng)用廣泛。案例污水處理廠（以下簡(jiǎn)稱A污水處理廠）曝氣系統(tǒng)為CAST工藝，設(shè)置八個(gè)對(duì)應(yīng)生化反應(yīng)池。曝氣系統(tǒng)為CAST處理的核心，系統(tǒng)運(yùn)行狀況直接影響系統(tǒng)對(duì)污水的處理效率。

A污水處理廠采用微孔曝氣系統(tǒng)，為橡膠膜盤式曝氣器（如圖1）。

該系統(tǒng)風(fēng)壓受管路阻力影響較大，在變水位運(yùn)行設(shè)計(jì)上應(yīng)用可滿足要求。CAST池在進(jìn)水、曝氣時(shí)，水波動(dòng)范圍在4-6m，而系統(tǒng)可在此范圍正常工作。污水廠系統(tǒng)選擇6臺(tái)射流泵帶動(dòng)微孔進(jìn)行微孔曝氣，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水曝氣。

2 現(xiàn)階段曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行

曝氣是污水好氧生物處理系統(tǒng)中一個(gè)重要的工藝過程，曝氣效果的好壞極大地影響生物處理系統(tǒng)的效率。同時(shí)，曝氣又是一個(gè)非常耗能的過程，一般情況下曝氣的能耗要占整個(gè)處理系統(tǒng)能耗的60%-80%。橡膠膜盤式曝氣器為了防止系統(tǒng)停機(jī)時(shí)的污水倒灌，內(nèi)部設(shè)置了止回膜（閥），增加了空氣阻力損失。因此，一旦發(fā)生堵塞，曝氣器阻力急劇增大，造成系統(tǒng)能耗上升，甚至影響系統(tǒng)的正常工作和使用壽命。同時(shí)，進(jìn)入曝氣器內(nèi)部的積水無法被空氣擠壓出去，只能安裝專門的泄水管路和泄水閥來排水。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，這給日常運(yùn)行操作帶來麻煩，排除積水也并不理想。污水處理廠原本使用的微孔曝氣器擴(kuò)散的氣泡直徑應(yīng)足夠?。ㄒ话阍?-3mm），由鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入的空氣首先要克服橡膠微孔張力做功，才能突破微孔的阻力進(jìn)入水中，所以這個(gè)進(jìn)氣過程一開始就有一部分風(fēng)能損失。

具體系統(tǒng)主要由排氣閥、放空閥、止回閥構(gòu)成。系統(tǒng)運(yùn)作步驟：點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，后鼓風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，延時(shí)1min后風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，控制電路打開排氣閥，放空閥逐漸關(guān)閉。

3 具體技術(shù)改造

在A污水處理廠中，應(yīng)用系統(tǒng)接主管網(wǎng)為微孔曝氣，但是這種系統(tǒng)存在諸多弊端，故提出更換為螺旋式曝氣，螺旋式曝氣器是一種新型曝氣器，它解決了現(xiàn)有的微孔曝氣器安裝維修麻煩、易污堵使用壽命短等問題[2]。

螺旋式曝氣器工作原理：

①空氣由大孔徑排出，比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的空氣會(huì)以很大的動(dòng)量在水中上升;②由于螺旋式曝氣器內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，約有空氣量1.3倍的活性污泥水會(huì)被吸入曝氣器中;③由交叉板產(chǎn)生的激烈旋渦能更好地將泥水和空氣混合（第一次混合）;④空氣--泥水被特殊設(shè)計(jì)的切割裝置粉碎成微顆粒群、氧氣被迫溶入水中（第二次混合）;⑤水和空氣以1.8m/s的速度向上沖出，實(shí)現(xiàn)槽內(nèi)均勻攪拌;⑥強(qiáng)烈循環(huán)水流使氣水沖向池底，使底部淤泥參與循環(huán)。

針對(duì)A污水處理廠曝氣風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的問題，技術(shù)人員對(duì)問題詳細(xì)分析，并提出相應(yīng)技術(shù)改造方案，提出從機(jī)械及電氣控制方面解決問題。

自在機(jī)械部分，考慮到止回閥可實(shí)現(xiàn)單向同期的，系統(tǒng)關(guān)閉中若管道壓力在系統(tǒng)側(cè)壓力之上，則止回閥正常關(guān)系。可對(duì)止回閥位置調(diào)整，以此緩解啟動(dòng)和帶壓關(guān)閉。

經(jīng)改造后的曝氣系統(tǒng)布置如圖2所示。

改造后曝氣系統(tǒng)常年運(yùn)行不堵塞、溶氧效率無衰減，無淤泥堆積、不結(jié)垢;高效節(jié)能（曝氣阻力小）;無需池底固定安裝，維保非常便捷;防腐蝕材質(zhì)： 螺旋式曝氣器整體進(jìn)口ABS注塑，一次注塑成形，堅(jiān)固耐用，對(duì)酸、堿、氯離子等具有很好的防腐蝕性能。更換簡(jiǎn)單，螺旋式曝氣器無需改變?cè)兄鞴苈?，完全可以替換微孔曝氣器，安裝時(shí)間短;改造時(shí)無需清池，可帶水安裝更換，節(jié)省60%施工周期。具有泥水提升作用，池底不會(huì)有污泥沉積，通過高速水流打碎污泥團(tuán)，提高微生物活性，促進(jìn)微生物對(duì)有機(jī)物的分解。

4 自動(dòng)控制技術(shù)改造

為進(jìn)一步提高曝氣系統(tǒng)運(yùn)行效率，提出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)技術(shù)改造：A污水處理廠曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行是以CAST的池水溶氧值在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行耗電巨大，耗電比占污水處理廠近60%。這種鼓風(fēng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)操作人員工作量大，且設(shè)備工作效率不高。為此，需對(duì)系統(tǒng)控制全面改造。

一方面，自動(dòng)控制需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)遙控。處理廠上位機(jī)操作系統(tǒng)為Windows2000系統(tǒng)，通訊以Rslinx5000支持，操作人員以計(jì)算機(jī)終端、Intouch軟件支持，分析CAST池中溶氧數(shù)值，確定設(shè)備開啟效率及數(shù)量。采用此控制方式，操作人員可遠(yuǎn)程操作。但是該方式對(duì)設(shè)備的開停切換需采用人工干預(yù)方式實(shí)現(xiàn)，其控制自動(dòng)化程度較低。

另一方面，可在原有控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，可融入PLC控制技術(shù)，按照原有編程完成控制，減少控制中的人為干預(yù)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間、頻率調(diào)整、開啟數(shù)量等均通過PLC技術(shù)，按照池水溶氧值調(diào)整，也可對(duì)各個(gè)設(shè)備的情況通過PLC系統(tǒng)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

5 結(jié)束語

綜上所述，以A污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術(shù)改造為例進(jìn)行分析，主要從曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況入手，提出以螺旋式曝氣器優(yōu)化系統(tǒng)性能，同時(shí)提出引入PLC控制技術(shù)，優(yōu)化控制，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命的同時(shí)也提高其自動(dòng)化操作程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琳明.污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術(shù)改造[J].中國包裝科技博覽，2011（011）：2-3.

[2]陳國雄.某城市污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術(shù)改造的應(yīng)用效能[J].廣州化工，2011（17）：98-101.