关键词：污水处理 沉淀 压力
1.生产现状
鄯善联合站污水处理系统采用“微生物除油+两级过滤”处理工艺。该流程前段采用高效专性微生物对污水中的油及有机污染物有效进行生物降解，后级进入混凝沉淀、过滤处理系统，确保处理水质达标。图1为鄯善联合站污水处理工艺示意图。
混凝沉淀主要是在沉淀池中完成，鄯善联合站采用斜板沉淀池。为了提高处理效率，沉淀池中加入PAC、PAM，同时采用机械搅拌方式溶药。
1）斜板沉淀池
斜板沉淀池利用了层流原理，在沉降区域设置许多密集的斜板，使污水中的悬浮物，固体物或经投加混凝剂后形成的絮体矾花，在斜板中进行沉淀。水沿斜板上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板向下滑至池底，再集中排出。
沉淀池由于斜板的加入，提高了沉淀池的处理能力，增加了沉淀池的沉淀面积，缩短了沉淀时间，从而提高了处理效率。
2）桨式搅拌机
鄯善联合站生化污水处理装置沉淀池现有4台桨式搅拌机，2台5.5kw，2台2.2kw。搅拌机由电动机、减速机、机架、联轴器、主轴、浆叶等组成。当电动机接通电源后经过减速机减速，由联轴器把扭矩传递给搅拌机主轴带动浆叶转动，从而搅拌液体。
桨式搅拌机结构简单，常适用于低黏度的液体，悬浮液及溶解液搅拌。
3）存在问题
混凝沉淀时药剂在其中起到关键的作用，在加药系统正常的情况下，由于搅拌机故障造成溶药不彻底，使药剂不能充分发挥作用，导致出水水质的恶化。搅拌机常见故障有：
①电机故障。频繁启停设备，启动扭矩过大，同时由于搅拌轴较长，易造成轴在瞬间扭弯变形，在长时间运行中使电机轴与搅拌浆轴不同心，导致电机故障。
②减速器故障。搅拌机运行时产生的轴向力及功率不匹配“小马拉大车”现象，对减速器轴承造成损伤，如维护不及时，最终造成减速器故障，搅拌机停运。
③部件腐蚀。机械搅拌的结构和安装形式决定搅拌设备常年浸于污水中，易受腐蚀，运行费用很高，后期维护困难。
2.改造实施
鄯善联合站污水处理系统沉淀池搅拌机易故障，维修难度大、周期长，运行时率低，影响水处理效果，且运行成本高，必须对其进行改造。
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1）设计思路
拆除沉淀池原有的搅拌机，将溶药方式由机械搅拌改为风搅拌。即在沉淀池底设置气流搅拌器，气流搅拌器与罗茨风机气出口管路相连，利用压缩气体搅动水体使沉淀池所加药剂PAC、PAM均匀溶解，充分发挥药剂效能，保证药剂的有效投加。
2）改造实施
搅拌方式的改变，应从易于施工、安全风险低、对生产影响小、改造成本低、应用效果明显及后期维护方便等方面考虑问题，确保改造成功。
①气源选择的问题。污水处理系统生化池需要曝气，采用罗茨风机提供压缩空气。本着就近原则，以生化池隔油槽曝气放空出口为气源接入口，从而使新加供气管路最短，降低改造成本。
②供风压力和气量的问题要。鄯善联合站污水处理系统中使用的是HLSR200型罗茨风机，其流量31m3/min，压力0.06MPa。正常生产时生化池曝气需要18m3/min左右，通过每个气流搅拌器上开孔数量及孔径计算可得耗气量2,5m3/min左右，同时生化池和沉淀池深度相同，因此，单台罗茨风机提供的流量及压力能满足生化池曝气和沉淀池搅拌，不会因为沉淀池采用风搅拌后再加开罗茨风机，从而增加能耗。
③供气管线的防腐问题。污水及所加药剂都有一定的腐蚀性，因此，池面及接入池中供气管线采用防腐性能好的PPR管，管线、弯头、阀门均采用热熔粘连，安全风险小，施工方便。每个沉淀池气管线均安装阀门控制，可独立操作，合理控制气量。
④气流搅拌器克服浮力的问题。沉淀池深5.5m，池底气流搅拌器若也采用PPR管制作，由于浮力的作用及供风压力的因素，会造成气流搅拌器抖动不稳定，影响管路使用寿命。因此，池底气流搅拌器采用耐腐蚀性强且有一定质量的珞钼钢。
⑤气流搅拌器排风孔堵塞的问题。气流搅拌器排风孔应避免垂直向上开孔，而是孔口方向与垂线呈45°斜下指向池底，避免污水中悬浮物及机械杂质堵塞孔口，从而利用排风口的高速气流带动池中药液， 产生强烈对流运动而达到搅拌均匀目的。
⑥搅拌均匀的问题。排风口的开孔方向及排风管路布置不合理，均会造成药液搅拌不均匀或局部搅拌。因此将气流搅拌器设计成五爪型，每根管上排风口双侧对称45°斜下指向池底开孔，孔径8mm，在合理控制气量的情况下确保药液均匀搅拌。设计完成的气流搅拌器如图2所示。
3）实施效果
沉淀池搅拌方式的改造，在污水处理系统不停产情况就可组
织实施，对生产运行影响最小，改造完成后，效果明显。
①药品搅拌均匀。采用五爪型搅拌器及独特的排风口设计，利用带压气体产生对流循环，从而完成药液的搅拌，充分发挥药剂效能。
②故障率低，提高运行时率。由于气流搅拌器结构简单，受制约因素少，运行平稳可靠，降低维修频率。
③操作简单，维修方便，降低劳动强度。
3.结束语
污水处理系统沉淀池溶药方式改为风搅拌后，在实际运行中能耗较低，药液搅拌均匀，不产生沉降死角，提高了水处理效果。同时改造后管路耐腐蚀强，延长了管路使用寿命，后期的维护也方便。因此，沉淀池溶药方式的改造即能满足水处理系统的工艺要求，又能起到节能降耗的作用。
论文作者:陈述1, 顾仲辉2, 何洁1, 桑鹏2
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
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