奥贝尔氧化沟合理节能的工艺调整

奥贝尔氧化沟合理节能的工艺调整

摘要：通过对奥贝尔氧化沟工艺实际运行工况的测试，分析研究了运用抽吸式曝气机类在保证出水水质达到国家标准前提下，对鼓风设备的联接方式进行一定合理化调试改进，达到尽可能优化运行降低能耗的目的。并且分析合理化调试改进后系统的脱氮除磷能力，并就其三沟DO的梯度分布与氮的去除机理进行了探讨。

关键词：奥贝尔氧化沟 鼓风设备 调试改进 降低能耗

自2005年12月进入水务集团开始进行岗前培训以来，在渝西水务公司有限公司和重庆市大足排水有限公司领导热心关怀和帮助下，至今我已经参加了水务集团职业培训学校的多次培训。

目前我在重庆市大足排水有限公司工作，担任生产科副科长。生产运行科作为公司一线科室，具有其特殊性。我做为公司生产科负责人，同时又兼职公司安全员，肩负的责任重大。既要监督履行好安全生产职责，把安全生产管理工作放在极其重要的位置来抓；又要负责公司生产工艺稳定正常，以确保水质稳定达标。

通过认真学习水务集团《节能减排规划（2006-2010年）》，《重庆水务集团有限公司工会委员会2009年工作要点》和《重庆水务集团团委2009年工作要点》中提出“深入开展创新创效活动”等相关指示精神。不仅使我认识到集团目前整体发展方向和工作重点，更加坚定了我努力探知和摸索“节能降耗”新方法、新思路的信心，继而有针对性开展一线工作。

重庆市大足排水有限公司做为渝西水务有限公司下属采用奥贝尔氧化沟工艺--抽吸式曝气机类污水处理设备的单位，无庸质疑的担负着对此种污水处理设备进行工艺优化运行模式探索和改良的职责。尽一切可能实现在保证出水水质稳定达标排放的前提下，努力探索和改良能达到“节能降耗”工艺运行模式，成为我司重大的任务职责。

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在渝西水务有限公司和我公司领导的大力支持下，针对运用爱尔氧海神抽吸式曝气机奥贝尔氧化沟工艺所独具的优势，在综合大量理论和生产实践数据后，围绕“节能减排”指导方针，我司对单组氧化沟先后开展了对角鼓风机并联运行，和外、中沟循环大并联的大胆实验。

为什么要说只有抽吸式曝气机类奥贝尔氧化沟才具有如此独特优越性呢。下面我首先就传统且运用最普遍的转刷或转碟设备奥贝尔氧化沟和抽吸式曝气机类奥贝尔氧化沟运转方式和其优缺点做如下解说：

一、转碟曝气机和抽吸式曝气机的原理特征及优缺点 转刷或转碟

使用转刷或转碟的单环路处理设施使用转刷或转碟设置方案示意图如图 1所示:

图1

工作原理:曝气转刷的传动轴上安装有组合式的箍紧的矩形窄条片,条片宽一般在 50 - 70mm 之间,用厚度为 2-3mm 的薄钢板制成 ,窄条片浸入水中的深度为15mm-30mm 不等。当传动轴旋转时,水在旋转的转刷叶片作用下 ,呈飞溅状切向抛出水面与裹入的空气强烈混合,完成空气中的氧向水中的转移。

优点：转刷兼具曝气和推流两种功能,且运行维护相对传统的鼓风曝气简单,大量的氧化沟工程还是选择转刷作为其曝气设备,应该说和传统的鼓风曝气方式相比,曝气转刷的确更能符合氧化沟对曝气设备要求。

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缺点：

1、维修、运行费用高、能耗高。转刷是将水驱散到空气中，会在周边产生水雾，导致异味和病菌扩散到空气中，无法有效地使固体物均匀悬浮。

2、依靠这种原理实现的充氧效果在深度上分布极不均匀,氧化沟的底部难以得到充分的供氧,经常处于缺氧或者是厌氧状态。

3、转刷的旋转也将对氧化沟内的混合液产生推流作用,不过其流速的分布也不均匀 ,如图1 所示 ,靠近水面的部分流速最大 ,随着水深的加大,混合液的流速逐渐减小,超过 后 ,氧化沟底部的流速基本为零 ,活性污泥将在底部沉积行成淤泥层,淤泥层内活性污泥处于缺氧甚至是厌氧状态,时间长了还会造成污泥的大量死亡。 抽吸式曝气机

使用抽吸式曝气机设施使用设置方案示意图 如图2所示:

图2

图2

工作原理:如上图所示 ,电机带动叶轮高速旋转 ,高压鼓风

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机将空气送到高速旋转的叶轮时, 由于叶轮和前端雾化器的切割作用 ,空气流转化细微、均匀气泡 ,平均直径为 2mm 左右。在叶轮在导流筒中,微气泡和水在叶轮的旋转带动下 ,剧烈的混合搅动 ,空气中的氧气在水中实现了良好的扩散和传质 ,被叶轮的推流作用推出较远距离后 ,再由浮力作用下气泡上浮 ,在整个过程中, 气水接触时间久、行程长 ,气泡的扩散距离远 ,氧的利用率非常高。工作时曝气机的入水角度通常以45 °放置 ,但可以在 30 °- 90 °之间调节 ,实际应用中可综合考虑充氧需要和推流需要调节安装角度。曝气机可采用浮艇式安装或固定在桥架上两种安装方式 ,我司采用的是在桥架上固定的方式，曝气机可以翻转，使电机盖朝上直接维修 ,可见该曝气机的安装和维护系统简单。

该曝气机的主要优点有:

1、安装方便 ,可根据曝气池的特点,污水处理量的大小以及进池污水指标等灵活选择布置方式(可以布置在氧化沟的弯道等水力条件不利之处、使用台数等;

2、曝气能效高,应用范围广: 由于其高速的射流流态 ,液气混合充分下潜深 ,氧吸收率高,动力效流态 ,液气混合充分下潜深 ,氧吸收率高,用于动力效曝气池、氧化塘等;

3、维护率低 – 易损件少、没有齿轮箱运行费用低 – 最高5年质保保证、低速运行延长使用寿命。

4、支持水流联动：在水池内如果将抽吸式曝气机串连布置，使每台设备的流速与下一台设备的所产生的流速衔接起来，可以

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最大限度提高平均流速，将不同溶解氧浓度的水混合在一起，传氧效率要比单台设备运行高得多，而总的装机功率可能会有所减少，节省能耗。 缺点：

1、一次性投入费用较高，且因设备为原装进口，配件运送周期长，使后续维修造成困难。

2、因为此设备在国内并没有大规模普及，所以导致造成对设备维护保养及维修经验欠缺。

3、在我司实际运用爱尔氧海神一体化抽吸式曝气机过程中发现此设备存在推流设备和鼓风设备存在功率分配不合理的现象，直接导致总电耗上升，单位电耗偏高。

我司单套氧化沟系统（万吨处理能力）配备了20HP（折算为15Kw）6台配备至外沟4台、内沟2台, 15HP（折算为11Kw）配备至中沟4台，10台均配备（折算为）鼓风机，总体功率153KW，鼓风机仅19KW，而推流设备却达到了134 KW。

根据集团《节能减排规划（2006-2010年）》总体要求，在渝西水务公司领导大力支持下,结合生产实际，我司开展了以下一系列的实验工作。

二、对角鼓风机并联实验的开展

自2006年12月投入使用以来，在我司严格按规范要求进行维护保养的情况下，实现了连续使用30个月不间断零维修设备使用记录。

因为爱尔氧海神一体化抽吸式曝气机具有上述优点，而且运

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行稳定性高。所以我司自09年3月26日对1号氧化沟单组开展了采用波纹钢丝管对角并联鼓风机运行实验。 如图3、图4所示： 其中表示开启的推流器； 表示关闭的推流器；

此模式为设备全开模式：

表示开启的鼓风机

图3

对角全并联模式具体情况图例：

并联（6#并入2#）

此模式为对角全并联模式：

图4 图4

1#氧化沟DO测量值12点位分布图

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图5

我司09年自3月26日到3月30日、4月10日-4月13日用对角全并联模式进行推流充氧以来，通过在线DO测量仪三沟数据连续曲线及每日4次的便携式DO测量仪深入50cm深度测出的12个点位DO数据（如图5所示）综合分析后得出如下结论：

在线三沟数据连续曲线显示，在线DO值在正常充氧情况下，外沟DO：～；中沟DO：～；内沟DO：～；

便携式DO测量仪深入50cm深度测出的12个点位DO数据： 外沟DO均值：；中沟DO均值：；中沟DO均值：。 外沟：D1点DO均值：；D2点DO均值：；D3点DO均值：；D4点DO均值：； 中沟：D5点DO均值：；D6点DO均值：；D7点DO均值：；D8点DO均值：；

内沟：D9点DO均值：；D10点DO均值：；Da点DO均值：；Db点DO均值：；

小结：从进行重点分析的三种模式的进出水TN、NH3-N、电单耗等数值在看，主要得出以下结论：

1、TN去除率均值为41%、%和%,并无明显差异; 2、NH3-N去除率均值为外%、中%和内%，单独开启的推流鼓风设备数量越多（非并联模式），硝化反应效果越好，对

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NH3-N去除率越高；

3、电耗有明显下降趋势，实际下降日总耗在1500 KW·h左右，而且对角模式的出水其他水质指标去除情况良好，远低于排放标准；

4、从1号沟采用了对角并联鼓风机停运一半推流搅拌器这段时间

对氧化沟底部淤泥深度测试的结果来看，氧化沟底部并无明显沉积淤泥，并且我司坚持了每日进行2次推流设备的切换，保证了在仅运行5台推流设备情况下，维持正常推流搅拌作用。

5、1号氧化沟DO值虽然并没有满足传统意义的0-1-2的区间分布，但在实验期间出水各项指标从我司自测以及当地环保部门监督性监测的数据显示，各项指标均低于国家标准（如图6所示）。且在实际应用中，总出水是综合了正常DO控制（0-1-2）的2号氧化沟出水后的混合样。

开展鼓风机对角并联实验期间，主要工艺指标：

图6

三、氧化沟鼓风机循环大并联并联实验的开展

在渝西水务有限公司领导大力支持和精心指导和在我司领

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导积极推动下，继而开展了外、中沟循环大并联的大胆实验。

我司于09年5月12日开始对对1#氧化沟外、中、内三沟鼓风机循环并联实验工作以来。期间经过多次调整优化，目前运行状况良好，总体布局为外沟四台鼓风机并联，中沟为五台鼓风机并联后再并联接入外沟循环线路，内沟两台鼓风机相互并联；运行状况：外、中、内沟11台鼓风机全开，外沟运行三台推流搅拌器，中沟运行三台推流搅拌器，内沟运行一台推流搅拌器，共运行7台。在进水水量有所增加情况下（提升泵单台日运行时间增加约6小时），日均同比3月每日电耗降低约800KW·h。

外、中沟循环全并联模式图例：

图7

一、中沟多接入一台鼓风机后，中沟溶解氧值有所提升（约 mg/L）；当中沟鼓风机并联接入外沟后，外沟溶解氧值也得到一定提升（约 mg/L），但中沟溶解氧值并未降低。

二、NH3-N去除率情况随着中沟多接入一台鼓风机后，三

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沟NH3-N去除率的平均提升7%；当中沟并联接入外沟后，NH3-N去除率同比多接入一台鼓风机后但中沟未并联接入外沟状况的NH3-N去除率平均提升2%。

三、中沟多接入一台鼓风机后TN的去除率同比未接入鼓风机时提高4%。中沟变为六台鼓风机并联后：、 鼓风机分别并入中沟循环系统的两个点位后，又并联接入外沟循环线路，内沟两台鼓风机相互并联；运行状况：外、中、内沟12台鼓风机全开，外沟运行三台推流搅拌器，中沟运行三台推流搅拌器，内沟运行一台推流搅拌器，共运行7台），从此日化验指标来看,进水指标与近期无明显变化,出水水质指标约有增高，TN出水为:L, NH3-N出水:L。

小结：自1号氧化沟采用了大循环并联鼓风机运行模式后: 1、总体出水指标:除NH3-N出水指标较2号氧化沟正常运行稍高(去除率约高15%)以外,其他出水水质大大低于1类B标的排放标准,且趋于稳定.

2、因停运了3台推流设备(外、中、内沟各停一台),总体电耗日均同比3月每日电耗降低约800 KW·h，按日均万m3 水量计算发降低单位电耗 KW·h /m3.但因全部鼓风机还是投入正常运行，并适当增加了鼓风机，增强系统的整体充氧能力，并且采取了定期交互运行推流设备的方法，避免了污泥沉积，确保了系统的整体稳定性。

3、NH3-N去除率情况随着中沟多接入一台鼓风机后,得到一定提升,虽三沟溶解氧未达到理论数,但出水水质均达到了排放

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标准。

4、虽采用鼓风机循环大并联方式，电总耗有所上升，但是在进水水质相差不大的情况下，TP、TN、NH3-N去除率得到了一定的提升，而且出水TP、TN、NH3-N上限最大值均得到较大幅度下降（参考图6、图8数据分析），从而保证了出厂水的稳定达标排放。

开展鼓风机循环大并联实验期间，主要工艺指标：

图8

四、结论

水务集团职业培训学校运用理论学习结合工作实践先进的教学方式对我进行了详细系统的培训。通过党校培训不但使我明确了自身职责和使命，增强了企业归属感，提高了工作积极性，能主动积极地完成各项工作；通过工艺知识培训使我具备了进行一定的技术改造、技术更新的能力，使我认识到只有结合实际，并通过不断加强日常理论学习,才能结合生产工艺的实际应用进行一定的技术小改小革。总而言之，在通过集团培训中心培育了我的综合素质、技术水平、从而提高了我的操作技能和管理水平,使我逐步成为会干事和干好事管理人员。

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重庆市大足排水有限公司：

董俊书

参考文献：

[1]张忠祥,钱易. 废水生物处理新技术 [M ]. 北京:清华大学出版社, 2004. [2] G. 乔巴诺格劳斯等著. 废水工程———处理及回用 [M ]. 秦裕珩等,译. 北京:化学工业出版社，2004。

[3 ] 邓荣森. 氧化沟污水处理理论与技术 [M ]. 北京:化学工业出版社, 2006。

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