文_任斌 甘肅省安裝建設(shè)集團(tuán)有限公司

污水處理過(guò)程能源消耗大、運(yùn)行成本高，在一定程度上阻礙我國(guó)城市污水處理行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。降低污水處理廠的運(yùn)行成本及能耗已經(jīng)成為污水處理過(guò)程中的研究熱點(diǎn)。而污水處理效率的高低和出水水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)主要取決于溶解氧（DO）的控制水平。

曝氣系統(tǒng)作為污水處理廠的核心單元，一般占全廠能耗的60%左右，曝氣系統(tǒng)的節(jié)能空間非常大。因此，在保證出水水質(zhì)安全的前提下，對(duì)污水處理廠曝氣系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化控制，達(dá)到優(yōu)化曝氣的控制目的，從而降低污水處理廠的能耗，提高污水處理廠運(yùn)營(yíng)管理水平。

1 污水處理廠舊、新工藝概況

原廠于2014 年建成運(yùn)行，采用CASS 工藝，出水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)B，該污水處理廠有機(jī)物濃度較高，尤其是NH3-N、TN 都比普通市政污水濃度要高。CASS 池/生物池工藝為預(yù)沉池、厭氧區(qū)、以及多段A/O 區(qū)， CASS 工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、閑置功能于一體的四個(gè)階段，微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，有機(jī)污染物的降解根據(jù)工藝時(shí)間依次循環(huán)交替運(yùn)行從而達(dá)到脫氮、除磷功能。

CASS 池/生化池作為城鎮(zhèn)污水處理廠的核心處理工藝，曝氣充氧設(shè)備在生化池中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，曝氣系統(tǒng)的主要目的是通過(guò)曝氣攪拌混合均勻污水,以及生化池內(nèi)微生物的好氧氧化作用去除污水中的大部分有機(jī)污染物，而原污水廠的盤式曝氣系統(tǒng)處理效能較低，亟需更新改造。

為降低動(dòng)力消耗，優(yōu)化曝氣質(zhì)量從而提高氧的利用效率和充氧能力，本次提標(biāo)改造及中水回用工程結(jié)合本項(xiàng)目水質(zhì)特點(diǎn)通過(guò)對(duì)CASS 池進(jìn)行改造，并新建生物池，通過(guò)一種抽拉式精確曝氣裝置的安裝將解決原工藝存在的問(wèn)題，抽拉式精確曝氣管為軟質(zhì)微孔曝氣膜片，采用特種聚氨酯高分子材料制成，其曝氣裝置啟動(dòng)時(shí)，壓縮空氣由供氣管通過(guò)配氣支管進(jìn)入供風(fēng)配氣器，在空氣流作用下使曝氣裝置內(nèi)形成帶狀氣室，使曝氣膜管鼓起，空氣通過(guò)抽拉曝氣裝置可張開(kāi)微孔向水體曝氣。配氣支管上設(shè)有放氣閥,可在停止曝氣前打開(kāi)放空，停止供氣后抽拉膜片彈性收縮于限位支架內(nèi)，氣孔也隨之回彈收縮而自閉并阻止污泥倒流進(jìn)入曝氣膜片。

2 精確曝氣技術(shù)分類及具體應(yīng)用

2.1 A2O-技術(shù)

2.2 A2O-技術(shù)原理以及與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

A2O-X 工藝是結(jié)合了氧化溝的大比例循環(huán)和一體化結(jié)構(gòu)理念，借鑒SBR 工藝生物選擇區(qū)模式，利用A2O-X 的不同功能分區(qū)形式，輔以高效的抽拉式精確曝氣（ROAP）技術(shù)，采用創(chuàng)新的可調(diào)節(jié)空氣推流技術(shù)作為循環(huán)動(dòng)力，將不同功能單元結(jié)合在一起的生物處理工藝。具備占地少、能耗低、投資少及運(yùn)營(yíng)管理便捷等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)原理見(jiàn)圖1，與傳統(tǒng)工藝對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖1 A2O-技術(shù)原理示意圖

圖2 A2O-技術(shù)與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

2.3 A2O-技術(shù)特色及應(yīng)用（見(jiàn)表1）

表1

高密度低氧生化技術(shù)—A2O-、抽拉式精確曝氣—ROAP 系統(tǒng)， 目前在印染、石化、電力、市政、煤化工、工業(yè)園區(qū)等多個(gè)行業(yè)均具備很好的應(yīng)用前景。

3 ROAP技術(shù)-抽拉式精確曝氣工藝安裝要點(diǎn)

Cass 池/生化池是本廠污水處理工藝的關(guān)鍵部份，是安裝工作的關(guān)鍵。其安裝質(zhì)量直接影響曝氣充氧效果和污水處理成本。本工程抽拉式曝氣器及相關(guān)不銹鋼布?xì)夤?、支架、?dǎo)軌、拉繩、固定環(huán)等均由廠家配套生產(chǎn)供應(yīng)，安裝作業(yè)根據(jù)曝氣裝置的圖紙及廠家指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)制訂詳細(xì)的施工方案，指派專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)安裝。

工藝流程：水池清理→基礎(chǔ)復(fù)驗(yàn)→定位放線→材料檢驗(yàn)→抽拉導(dǎo)向裝置和限位支架安裝→供風(fēng)配氣器及抽拉導(dǎo)軌安裝→抽拉曝氣膜片安裝精平→專用抽拉繩索及掛鉤固定→系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)→曝氣系統(tǒng)曝氣均勻度及曝氣能力試驗(yàn)。

水池清理：作業(yè)前必須由現(xiàn)場(chǎng)安全員對(duì)清污作業(yè)人員做安全教育培訓(xùn)和安全技術(shù)交底，對(duì)操作人員考核合格后方可上崗作業(yè)，污水池進(jìn)行清理前應(yīng)關(guān)閉污水進(jìn)口閥門，并將池中污水盡量排凈，保持自然通風(fēng)24 小時(shí)以上；下池前必須使用多功能氣體檢測(cè)儀進(jìn)行有害氣體檢測(cè)合格后，報(bào)請(qǐng)主管責(zé)任人簽字同意后，方可下池作業(yè)，能夠采用機(jī)械清污的盡量不采取人工清污；下池人員必須配戴相應(yīng)的防護(hù)用品，清污操作時(shí)，由安全員現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)監(jiān)督，清污作業(yè)如需時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)輪流換人下池；及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，排除重大安全隱患。

基礎(chǔ)復(fù)驗(yàn)：為確保曝氣管安裝質(zhì)量，必須在開(kāi)工前，對(duì)污水池底基礎(chǔ)質(zhì)量進(jìn)行再確認(rèn)，土建及安裝專業(yè)責(zé)任人會(huì)同現(xiàn)場(chǎng)施工員和質(zhì)檢員負(fù)責(zé)實(shí)測(cè)池底基礎(chǔ)標(biāo)高、平面尺寸及相對(duì)位置，并與安裝圖紙要求的符合性對(duì)照，滿足安裝及操作要求；對(duì)于基礎(chǔ)復(fù)測(cè)中發(fā)現(xiàn)的雖然符合設(shè)計(jì)文件要求，但對(duì)安裝及今后使用操作及安全有可能存在問(wèn)題和影響的要及時(shí)向業(yè)主提出；基礎(chǔ)復(fù)測(cè)及資料審查符合要求，由相關(guān)責(zé)任人在交接記錄上簽字確認(rèn)，進(jìn)行下步安裝。

定位放線：對(duì)施工藍(lán)圖進(jìn)行二次復(fù)核，查缺圖紙會(huì)審記錄中有關(guān)問(wèn)題，以保證設(shè)計(jì)圖紙的正確。其次，會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位對(duì)廠家的二次深化設(shè)計(jì)圖紙和方案進(jìn)行確認(rèn)，施工方案經(jīng)審批確認(rèn)后開(kāi)始定位放線；以池體設(shè)計(jì)尺寸縱橫線作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)主軸線，其它軸線依據(jù)主軸線位置確定；定位放線后要經(jīng)建設(shè)單位和監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可開(kāi)始施工。

材料檢驗(yàn)：抽拉式曝氣膜片、供分配氣器、抽拉導(dǎo)軌、抽拉導(dǎo)向裝置、限位支架、彎頭、閥門、快速更換接頭等材料設(shè)備入庫(kù)前，廠家應(yīng)會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工總包單位進(jìn)行落地檢驗(yàn)，主要通過(guò)外觀檢查，消除外觀大小不一、形狀破壞、表皮破損、孔口堵塞等表面質(zhì)量缺陷。重點(diǎn)針對(duì)合格證、檢驗(yàn)報(bào)告、使用說(shuō)明、售后服務(wù)、產(chǎn)品包裝等情況做詳細(xì)的入庫(kù)記錄，入庫(kù)后應(yīng)做好合格產(chǎn)品的保護(hù)措施，嚴(yán)禁不合格產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)入庫(kù)。

抽拉導(dǎo)向裝置和限位支架安裝：按設(shè)計(jì)圖要求尺寸，在池底進(jìn)行曝氣膜片布?xì)夤芪恢梅啪€，同時(shí)確定抽拉導(dǎo)向裝置和限位支架位置。將固定限位支架調(diào)節(jié)成相同水平高程后，均勻固定在池底，每個(gè)池子限位支架安裝完畢后，應(yīng)對(duì)其垂直度、平整度進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，若有偏移或歪斜則應(yīng)做出調(diào)整和緊固，保證有足夠的抗浮能力。

供風(fēng)配氣器及抽拉導(dǎo)軌安裝：用壓縮空氣吹掃供風(fēng)配氣器中的所有臟物，并保持清潔無(wú)毛刺、焊渣等異物。管道清理完后，上端從供氣主管道預(yù)留法蘭處開(kāi)始安裝供配氣支管，水平管道與豎向管道連接處安裝快速接頭，方便后期更換，下端供風(fēng)配氣頭找平后與供氣豎管焊接固定，保證供風(fēng)配氣器為直角相聯(lián)。抽拉導(dǎo)軌上端焊接至鋼平臺(tái)或預(yù)埋板上，下端固定在配氣頭中間位置，安裝過(guò)程中用水平尺調(diào)整布?xì)夤苈匪蕉群痛怪倍?，并用線墜進(jìn)行二次復(fù)核檢驗(yàn)。

抽拉式曝氣膜片安裝精平：曝氣膜片與配氣頭通過(guò)緊箍固定，首段與配氣頭連接，穿過(guò)固定限位支架鋪設(shè)在池底，末端經(jīng)限位支架后通過(guò)特種尼龍繩固定在池壁頂端，且必需排布一致、均勻平順無(wú)扭曲應(yīng)力。對(duì)氣孔密度不能滿足使用需求，存在堵塞、倒灌以及腐蝕等問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。安裝曝氣膜片前用水準(zhǔn)儀測(cè)量檢查各池池底平整度達(dá)到規(guī)范要求后展開(kāi)施工，以曝氣管限位支架為定位點(diǎn)調(diào)節(jié)螺母的高度，通過(guò)局部調(diào)整限位支架支腿高度的余量以滿足其它所有支架到同一高度。

專用抽拉繩索及掛鉤固定：各池裝置應(yīng)是在限位支架安裝定位良好、成條排管整齊的條件下進(jìn)行質(zhì)量控制，滿足整體平面布置和安裝高度的設(shè)計(jì)要求下，將專用抽拉尼龍繩索系牢固定池底抽拉式曝氣膜片一端，末端通過(guò)分離裝置與池壁頂端掛鉤固定，并保證掛鉤固定牢靠。

系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)：將供風(fēng)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)至工作頻率，檢查管道閥門、快速接頭、配氣頭、末端等連接處密封情況，有漏氣現(xiàn)象出現(xiàn)，及時(shí)緊固、更換配件。注水水位高于配氣器2cm 處時(shí)中止進(jìn)水，待水面穩(wěn)定后開(kāi)啟供風(fēng)管閥門觀察曝氣管與配氣頭接口是否有漏氣，若有冒氣泡跡象則證明接口有漏，應(yīng)予調(diào)整，若無(wú)氣泡則證明接口緊密。

曝氣均勻度及曝氣能力試驗(yàn)：確保系統(tǒng)密閉性沒(méi)問(wèn)題后進(jìn)行清水調(diào)試，通過(guò)開(kāi)啟、關(guān)閉供氣支管閥門，增減曝氣壓力，將曝氣孔充分?jǐn)U張。向池內(nèi)注入清水至曝氣管上沿，過(guò)程中查看整池曝氣膜片的高程是否在一個(gè)水平面上，必要時(shí)應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整。開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)，查看曝氣管上部水面布滿均勻小氣泡的情況，對(duì)不均氣泡管路及時(shí)做出調(diào)整，直至曝氣均勻；持續(xù)注入清水至設(shè)計(jì)水位，加大鼓風(fēng)機(jī)房的風(fēng)量，查看曝氣是否均勻，如有不均及時(shí)做出調(diào)整，直至曝氣效果達(dá)標(biāo)；清水調(diào)試完成后，將進(jìn)水水位調(diào)節(jié)至日常運(yùn)行位置后，觀察表面曝氣氣泡均勻性，通過(guò)調(diào)節(jié)供氣支管閥門盡量使整個(gè)水面曝氣均勻、平穩(wěn)生產(chǎn)運(yùn)行。

4 精確曝氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果分析（見(jiàn)表2）

表2 精確曝氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果

5 結(jié)語(yǔ)

皋蘭縣污水處理廠自2019 年10 月開(kāi)展精確曝氣系統(tǒng)改造及新建生化池曝氣安裝以來(lái)，日處理規(guī)模達(dá)到10000m3/d，出水達(dá)到環(huán)保要求一級(jí)A 的排放標(biāo)準(zhǔn)，新的曝氣系統(tǒng)可靠性和耐久性都有提升，同時(shí)也較之前更方便維修和管理。截至目前，該系統(tǒng)能對(duì)Cass 池及生化池的溶解氧進(jìn)行穩(wěn)定控制，保證了出水水質(zhì)安全，降低了鼓風(fēng)機(jī)的曝氣能耗，污水處理運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)降低了人工干預(yù)程度和工人工作強(qiáng)度。此外，該項(xiàng)新技術(shù)將在以后的污水廠處理系統(tǒng)中得到推廣運(yùn)用和普及。