污水處理廠中一體化氧化溝的工藝設(shè)計分析

李倩

引言

科技水平的不斷進步，使得人們對生產(chǎn)生活環(huán)境的水資源使用安全需求越來越大。然而，受污水以及工業(yè)化廢水等污染物排放問題的影響，使得未經(jīng)處理的污水排入流域，對上下游的水資源使用造成了嚴(yán)重的安全隱患?；诖耍嚓P(guān)建設(shè)者應(yīng)從實踐角度出發(fā)，即以仁懷市污水處理廠的設(shè)計控制過程為例，將現(xiàn)有的科技成果充分作用于實踐，即將一體化氧化溝工藝技術(shù)應(yīng)用于污水處理廠的生產(chǎn)建設(shè)過程，以服務(wù)于地區(qū)進行現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)的全面發(fā)展進程。

1 工程概況

仁懷市（中樞）污水處理廠位于飄水巖廠址，主要用于處理仁懷市中樞城區(qū)的生活污水與部分工業(yè)廢水。作用范圍區(qū)內(nèi)存在污水未經(jīng)處理排至鹽津河中段的東門河中，不僅對水體造成了嚴(yán)重污染，還導(dǎo)致位于鹽津河下游的茅臺鎮(zhèn)存在供水緊張問題。為此，仁懷市污水處理工程的建設(shè)規(guī)模為2.0萬M3/日，其中中樞城區(qū)1.0萬M3/日。為解決上述排水污染問題，應(yīng)將中樞城區(qū)污水處理廠各種污染物的處理程度目標(biāo)確定為：ηBOD5=

此設(shè)計實踐過程，為避免水體污染影響程度加深，相關(guān)建設(shè)人員采用了一體化氧化溝工藝技術(shù)，并通過設(shè)計控制，成功為國酒茅臺的生產(chǎn)用水以及鹽津河水庫的建設(shè)使用功能提供了良好的水資源環(huán)境。

2 污水處理廠應(yīng)用一體化氧化溝工藝的設(shè)計控制現(xiàn)狀

該污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的污水未經(jīng)處理問題，不僅會對鹽津河流域周邊的生產(chǎn)建設(shè)造成影響，還會對處于開發(fā)利用階段的赤水河中下游旅游業(yè)資源造成影響。為此，經(jīng)過上級部門批準(zhǔn)，仁懷市污水處理工程作為改善仁懷市自身環(huán)境和三峽庫區(qū)環(huán)境的重點工程得以實施建設(shè)。

然而，當(dāng)前階段，在整體市場環(huán)境的影響下，污水處理廠應(yīng)用的工藝技術(shù)較為落后，并不能滿足污水處理廠進行水體污染物處理的同時，具備高效節(jié)能功能特點需求。此情況下，即使水資源污染問題得到了控制，也難以達到節(jié)能減排的工業(yè)發(fā)展目標(biāo)[1]。

為此，本工程建設(shè)人員利用采用污水處理工藝技術(shù)的先進性，來提高設(shè)備選型的合理性以及污水處理廠建設(shè)使用的高效節(jié)能效果。這里的技術(shù)應(yīng)用先進性是指，采用了新型一體化氧化溝工藝。經(jīng)實踐證實，其有機物去除效果更趨穩(wěn)定可靠，且具有脫氮除磷效果較好；造價低；流程短；構(gòu)筑物和設(shè)備少；管理方便，運行成本低；較強的抗有機負荷和水力沖擊負荷能力等應(yīng)用優(yōu)勢。如表1所示，為污水處理廠建成后服務(wù)的范圍及服務(wù)人口。

表1 污水量預(yù)測及建設(shè)規(guī)模測算表

為使該項工藝技術(shù)在市場環(huán)境中得到普及，相關(guān)建設(shè)人員可通過借鑒以下設(shè)計實踐過程，以改善污水處理廠建設(shè)使用的技術(shù)環(huán)境。

3 基于一體化氧化溝工藝污水處理廠設(shè)計實踐

3.1 明確工藝控制方案

（1）污水出廠工藝設(shè)計人員，要認真分析國內(nèi)外各種污水處理工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程經(jīng)濟、地質(zhì)、處理標(biāo)準(zhǔn)的具體情況，合理設(shè)計當(dāng)前較為先進成熟的處理工藝，采用了新型一體化氧化溝工藝。如圖1所示，為一體化氧化溝工藝流程圖。

圖1 一體化氧化溝工藝流程圖

與此同時，還借鑒國內(nèi)相近規(guī)模污水處理廠的實際運行管理經(jīng)驗，揚長避短，采用國內(nèi)較為先進、高效可靠的工藝設(shè)備，節(jié)省設(shè)備投資并降低日常檢修維修量。考慮到工程的實際情況，合理地選擇廠區(qū)防洪方案，避免了因防洪措施選擇不當(dāng)而導(dǎo)致土建投資的大大增加。具體來說，就是通過分析改良SBR設(shè)計、一體化氧化溝設(shè)計、新型一體化氧化溝、A2/O等在內(nèi)的各種處理工藝，在實踐的效果價值，來確定本工程的實際處理工藝方法。

（2）明確新型一體化氧化溝工藝優(yōu)勢，以提高設(shè)計處理針對性與方向性控制效果：①工藝流程簡單，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池。污泥自動回流，投資低、能耗低、占地面積相對于單獨設(shè)置二沉池的延時曝氣工藝較小，管理簡單；②造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理工作量少；③固液分離效果比一般二沉池高，能使整個系統(tǒng)在較大的流量范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，抗沖擊負荷能力強；④氧化溝設(shè)置相對獨立的厭氧區(qū)-缺氧區(qū)-好氧區(qū)，脫碳、脫氮和除磷效果較好、較穩(wěn)定[2]。

與傳統(tǒng)一體化氧化溝相比，一體化氧化溝工藝首次在氧化溝導(dǎo)流墻上設(shè)置異形射流窗裝置解決了氧化溝溝內(nèi)污泥淤積的問題，改善了氧化溝流態(tài)；在核心構(gòu)件——固液分離組件上設(shè)置了特殊的消能和導(dǎo)流裝置，解決了傳統(tǒng)一體化氧化溝固液分離存在的問題，大幅度提高了固液分離效果；在氧化溝直線段設(shè)置了擾流器，避免了氧化溝系統(tǒng)在轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)速降低減少曝氣量時的底部沉泥問題[3]。

（3）污水處理廠設(shè)計人員為達到社會環(huán)境提出的可持續(xù)發(fā)展需求目標(biāo)，采取了如下兩項節(jié)能措施，來進行實現(xiàn)。一方面，氧化溝好氧區(qū)采用了實時自動控速刷式曝氣機，可以根據(jù)氧化溝內(nèi)DO的具體數(shù)值來隨時調(diào)節(jié)曝氣機的轉(zhuǎn)刷，大大了節(jié)約了曝氣能耗，降低了運行成本，同時避免了采用易損壞的曝氣頭，增加了系統(tǒng)運行管理的可靠性；另一方面，污水消毒采用了建設(shè)部推廣應(yīng)用的紫外線消毒方式，具有節(jié)省投資，紫外裝置采用模塊結(jié)構(gòu)、安裝簡易，運行安全，成本低，殺菌效果明顯等優(yōu)點[4]。

3.2 廠區(qū)工藝設(shè)計

3.2.1 粗格柵、細格柵及鐘式沉砂池

在格柵間，粗格柵去除外徑大于25mm的漂浮物、懸浮物，細格柵去除外徑大于5mm的漂浮物、懸浮物將，柵渣經(jīng)無軸螺旋輸送機（帶壓榨功能）輸送至堆渣場后外運[5]。在采用該設(shè)備裝置后，成功將污水中98%粒徑控制在了0.2mm以上，將65%的0.1～0.2mm粒徑固體物進行了去除。此過程，是在鐘式沉砂池實現(xiàn)的，而使用完成的沉砂則由氣提裝置送至砂水分離器進行固液分離后外運[6]。

3.2.2 先進工藝應(yīng)用

此部分為污水處理廠的核心處理階段。池體集厭氧、缺氧、好氧、沉淀為一體，池內(nèi)設(shè)、曝氣系統(tǒng)、、固液分離系統(tǒng)、回流污泥及剩余污泥系統(tǒng)。其中曝氣系統(tǒng)采用曝氣轉(zhuǎn)刷，固液分離系統(tǒng)采用固液分離組件；回流污泥及剩余污泥系統(tǒng)采用潛水排污泵污泥泵，采用管路及閥門予以分隔，既減少投資，又便于維護管理[7]。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于一體化氧化溝工藝的污水處理廠設(shè)計人員，要在明確污水處理廠所處市場環(huán)境以及水資源污染情況的條件下，著手進行設(shè)計控制工作。事實證明，只有這樣，才能將最具效用的一體化氧化溝工藝設(shè)計，作用于水資源污染控制的污水處理廠建設(shè)環(huán)境，進而最大限度的為城市化建設(shè)提供節(jié)能減排環(huán)境。故，研究人員應(yīng)將上述科研成果更多地作用于實踐，以提升現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)的工業(yè)發(fā)展水平。

[1]任鵬宇，楊秀敏，何正強，趙豐毅，張東亮，喬丁.氧化溝工藝在某市污水處理廠設(shè)計中的應(yīng)用[J].河南城建學(xué)院學(xué)報，2012，21（03）：24～26.

[2]李柏林，張智，任麗平，陳杰云.污水處理廠A/A/O表曝氧化溝的設(shè)計與運行調(diào)控[J].中國給水排水，2012，28（14）：47～50.

[3]梅小樂，白文龍，劉偉，王瑞民.改良型氧化溝與MBR組合工藝在寒冷地區(qū)污水處理設(shè)計中的應(yīng)用與實踐[J].水處理技術(shù)，2015，41（08）：127～129.

[4]陳川.Carrousel氧化溝工藝在污水處理廠設(shè)計中的應(yīng)用[J].福建建材，2015（09）：91～92.

[5]李 軒.氧化溝工藝污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計[J].江西建材，2017（01）：252～253.

[6]高守有，劉森彥，黃鷗，李藝.城市污水處理廠表曝氧化溝脫氮改造工程設(shè)計[J].給水排水，2014，50（02）：45～48.

[7]安沁生.改良型Carrousel氧化溝污水處理工藝設(shè)計與運行[J].水處理技術(shù)，2014，40（10）：131～134.