污水处理厂旋流沉砂池的改造

污水处理厂旋流沉砂池的改造2015-10-27水博网水博网摘要:针对某污水处理厂旋流沉砂池除砂量少、运行故障率高的问题，对其进行了技术改造，取消旋流器，增设导流板、中水射流管、吸砂喇叭口、放空系统，将分选区底部改为斜底，改变提砂气源，改造后除砂效率得到提高，污水处理厂的整体环境得到改善。在污水收集过程中，常因管道破损或不文明施工等人为因素造成大量的砂进入污水处理厂，过量的砂会造成管道堵塞、设备磨损以及减少处理构筑物的有效容积，所以提高沉砂池的除砂效率对污水处理的整体运行具有重要意义。某污水处理厂采用旋流沉砂工艺，但实际运行时由于设计、安装和运行管理方面的原因，没有达到预期的效果，除砂效率低，导致砂粒堵塞管道并在后续氧化沟内累积，给正常生产带来了很多不便。1改造前运行情况1.1系统概况某污水处理厂建设规模近期为6×104m3/d，主体工艺为A2/O氧化沟工艺。设旋流沉砂池工艺，由两座旋流沉砂池并联组成，并配有相应的提砂设备和砂水分离器。旋流沉砂池为圆形混凝土结构，主体结构包括分选区、集砂区和进出水渠道，分选区不设坡度，水流360°直进直出，并形成下部进水、上部出水的水流形态。分选区直径为4.88m，深度为2.4m;集砂区直径为1.52m，深度为2.32m;进水渠沿15°倾角进入分选区底部，宽为1.2m，深为1.42m;出水渠与分选区上部水平连接，宽为1.2m，深为1.108m(如图1所示)。每座沉砂池配有一套鼓风机系统，用于空气冲洗和提砂;桨板安装在池中心驱动转轴的转盘上面，形成沉砂池的旋流器，旋流器以一定的转速转动，维持沉砂池内的旋转水流状态。螺旋式砂水分离器将沉砂池排出的砂水混合液进行砂水分离。1.2存在的问题及原因分析原旋流沉砂池系统由两套提砂、搅拌设备24h交替不间断运行，运行四年来主要存在以下问题:①除砂效率低。沉砂池排出的砂经砂水分离器后卸至盛砂车，稳定运行中平均除砂量仅为0.65kg/d。原因可能有沉砂过程中砂粒易堆积在砂斗盖板上;螺旋桨的转速不够，无法形成有效的涡流;提砂管易堵塞无法提砂。②对后续构筑物造成严重影响。由于沉砂池几乎没有起到去除砂粒的作用，大量无机砂粒进入了后续构筑物———氧化沟，降低了氧化沟内活性污泥的比例，MLVSS/MLSS值平均为30.18%;砂粒在氧化沟中淤积，大量减少氧化沟的有效容积。③运行噪音大。旋流沉砂池的提砂系统以罗茨风机作为气源，罗茨风机工作时噪音较大(该段噪音实测值均超过85dB)，影响运行环境。④提砂管易阻塞，导致沉砂池频繁检修。两座旋流沉砂池平均每月检修一次，每次检修耗时约2～3d，严重影响生产运行的正常开展。检修时造成污水横流，不仅影响厂区的整体环境，也严重影响了工作人员的身体健康。2技术改造对旋流沉砂池进行的改造如图2、3所示。①去掉搅拌桨板，增加导流板(见图4)。原搅拌桨板为径向叶轮，功率为1.5kW，转速为38r/min。因叶轮形成径向水流且转速不够，要带动池体内的污水做旋流运动十分困难，也难以达到沉砂和分离有机物的效果，故取消了原搅拌设备。在分砂区对称设置导流板，其中进水渠与出水渠之间弓形隔板下方的两块导流板C1、C2靠近池心一侧的高度为0.78m，另一侧为0.68m，宽分别为1.15m和1.47m，弓形隔板上方设有一块导流板b高为1.0m，宽为1.7m;其余6块导流板a靠近池心一侧的高度为1.57m，另一侧高度为1.31m，宽为1.15m。池体内的污水在运动过程中与导流板接触碰撞，增加了砂粒与有机物分离的几率，也使得水流在斜板背面形成多个小型涡流，更加有利于砂粒沉降。②增设喇叭口(见图5)。原设计的提砂管管头距砂斗底部只有0.1m，运行过程中发现此距离容易造成管头堵塞而阻碍提砂功能实现，将提砂管管头与砂斗的距离增至0.3m，并且在管头设置了喇叭口，可提升管头的吸砂能力，减缓提砂管的堵塞。③将分选区平台改为斜坡。在实际运行当中发现砂粒易沉积在分选区平台上，故将平台调为12.5°±2.5°斜坡，以便于沉降的砂粒汇入砂斗。④增加中水射流管。沿分砂区池壁设置一圈DN100管道，从厂区中水系统引水，制作内壁射流器，辅助池体内污水进行旋流运动。⑤增加放空系统。在每座沉砂池底部设置放空管，以解决沉砂池淤积堵塞问题。⑥改变提砂气源。污水厂采用氧化沟工艺，修建有专门的鼓风机房，拆除故障率高、运行检修困难的罗茨风机系统，从鼓风机房引DN75气管至沉砂池作为提砂气源，风压可在40～70kPa范围内调整，可保证提砂的气量和气压。3.改造效果该旋流沉砂池改造后运行一年多，有效地解决了原系统存在的一系列问题。改造后除砂量由改造前的0.65kg/d增至357kg/d，氧化沟MLVSS/MLSS值提高约17%，COD去除率下降约20%。目前，旋流除砂设备运行正常，未再发生堵塞。沉砂池改造的一次性投入费用约为3万元，由于取消了功率为11kW的罗茨风机和搅拌设备，节约电费约3.6万元/a，设备维修维护费减少2.5万元/a，现场环境整治费用等间接费用也减少了1.5万元/a，总共减少费用7.6万元/a。同时大大降低了维修人员的劳动强度，保证了旋流沉砂池上部环境整洁。4.结语通过取消旋流沉砂池原有的旋流器，增设导流板和中水射流管，增加吸砂喇叭口和放空系统，将分选区平台改为斜坡，改变提砂气源这一系列的改造，实现了旋流沉砂池除砂量的大幅提高和COD去除率的下降，这一改变使得去除的砂粒更加清洁且氧化沟中有机组分也得到很大提高，对整体工艺的正常运行非常有利。改造后的旋流沉砂池除砂效率较高，运行稳定、管理简单，投资省，对老厂改造和新厂设计均有一定的借鉴意义。上述技术改造措施均已申请国家专利，专利号分别为ZL201110285940.6、ZL20360220.7和ZL201120360210.3。