摘要：随着节能减排理念的日益深入，对氧化沟污水厂污水处理也提出更高的要求。然而以往污水处理中，多表现出重水轻泥、重量轻质等问题，极大程度上影响氧化沟污水处理目标的实现。通过实践研究发现，将预处理沉砂系统、倒伞表曝机等引入其中，对污水处理效果的改善可起到突出作用。本文将对氧化沟污水厂中倒伞表曝机的应用、沉砂池的优化设计以及污水厂剩余污泥处理等进行探析。
关键词：氧化沟；污水处理；倒伞表曝机；沉砂池
前言：污水处理问题是城市发展中面临的主要难题，尽管近年来大多污水厂将较多先进的技术或设备引入其中，但所取得的效果并不理想，究其原因在于设备或技术应用中，未能真正发挥其优势，且未能充分考虑剩余污泥特性，这就要求做好技术应用与设备优化设计工作，并有效处理氧化沟剩余污泥问题。因此，本文对氧化沟污水厂污水处理相关研究，具有十分重要的意义。
一、氧化沟污水厂中倒伞表曝机的应用分析
（一）倒伞表曝机应用原理分析
关于曝气，其本身为污水厂中核心工艺单元，在污水厂总能耗中所占能耗比例极大。在曝气利用下所设计的设备，通常以表面曝气机为主，如荷兰DHV企业研发的垂直轴倒伞型表面曝气机，一般在氧化沟弯道处进行装设，可保证悬浮微生物、溶解氧能够相互接触。从该设备构成看，主要表现在电动机、减速箱、联接装置、竖轴以及叶轮等方面。从倒伞表曝机应用原理看，要求通过转盘旋转、转刷等使表面曝气机进行充氧，该过程中会使曝气池上部空气中有曝气池液进入，此时氧分子会由气相向液相传递。实际实现水体充氧中，采取的方式多以液面更新、空气接触以及空气裹入等为主。但需注意倒伞曝气机应用下，如何使循环流动、水幕加大以及增强水跃，成为设计中需考虑的主要问题[1]。
（二）倒伞表曝机充氧性能与水力性能分析
倒伞表曝引入到氧化沟污水厂中，有学者通过试验对设备充氧性能进行研究。可发现在C型倒表面曝气机方面，其充氧性能的实现中，可发现有动力效率工况点以及凹谷存在，如在283.5mm叶轮浸没深度时，工况点为最佳，此时在叶轮转速上将保持29.73r/m。同时从动力效率角度看，该工况点可达到2.7kgO2/kWh，实际设计中可从该工况点着手。在最佳工况点确定基础上，曝气机运行中还需考虑到调整曝气量问题，一般可液位不变的情况下，通过转速调整方式控制曝气量，此时应注意做好叶轮转速控制，以27.27r/m与32.88r/m间转速为最佳，该范围内的动力效率处于2.50与2.73kgO2/kWh中，而输入功率保持为81.3kW-131.4kW。另外，在电机选配中，也要求对工况点输入功率进行考虑，一般以101.5kW作为工况点输入功率，可发现曝气机在高效区运行中，可达到131.4kW最大输入功率[2]。
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另外，从倒伞表面曝气应用中的水力性能看，其本身对氧化沟混合液组分起到决定性作用，如污泥沉积现象在氧化沟混合液中的存在。为防止有污泥沉积问题出现在氧化沟中，应保证控制0.1m/s以上的池底流速，且保持0.25-0.35m/s间的氧化沟平均流速。通过以往学者实验研究发现，在倒伞表面曝气机应用下，分别选DSC280与DS300类型作为实例，若功率作用相同，氧化沟混合液在不同曝气机应用下表现出的加速能力存在明显差异。实际应用中可发现相比DS型曝气机，DSC型本身在直径上降低20cm，且线速度也会低出很多，这样在统一工况下，DSC型曝气机在推流能力上将表现出明显的优势。因此，氧化沟污水厂在设备应用中，可充分发挥DSC型倒伞表面曝气机的应用优势[3]。
二、氧化沟污水厂中沉砂池的优化设计
氧化沟污水厂污水处理中，往往需考虑到砂粒危害问题，一般这些砂粒的存在很容易带来管道堵塞、蜗壳磨损、传动机构磨损、叶轮磨损等问题，这样污水厂设备使用寿命将会缩短许多，且污泥成饼率、絮凝效果等都会受到影响。在此次背景下，便要求做好沉砂池优化设计工作。本文在研究中主要从新型高效旋流沉砂池、曝气沉砂池等方面着手。以当前大多企业应用的出砂系统为例，在构成上主要以砂水分离器、提啥系统以及沉砂池池体为主，设备搅拌桨转速、高度都可进行调控，其在运行过程中往往以螺旋型式运动存在，可将砂粒运行路径延长，这样砂粒去除效率可得到提高。加上排空阀在砂斗底部的装设以及投砂孔在进水渠道中的设置，可使设备运行更为可靠。需注意的是，该沉砂池中通常有轴向环流、水平环流等流态存在，而对砂粒去除、沉降产生影响的多表现在轴向环流方面。对于这种轴向环流流态，其产生的原因可归结于搅拌浆转速、进水流速上二者都会影响砂粒的去除与沉降。实际设计中，可考虑通过参数调整方式，如进水流量的控制、转速值的调整等，这样在砂粒去除率上能够发挥明显作用。
其次，在曝气沉砂池应用方面。其涉及的设备主要以吸沙泵、罗茨风机、砂水分离器为主，整个系统实现的机理表现为对曝气形成的环状流态进水形成的水平流进行控制，使有机物分离、除砂等目标得以实现。尤其其中的螺旋形环状流态控制，能够在砂粒运行路径延长，对分离砂粒表面有机物可起到突出作用。若沉砂池断面流场为依据，也能够发现若在横向环流作用下，粒径较大砂粒都会向池底落入，而粒径较小颗粒会在水流作用下向曝气端流入，此时便能解决有机物悬浮问题。同时曝气沉砂池应用下，在不同水流作用下，颗粒物质运动差异也较为明显，如不同位置中的砂粒水平流速、旋流速度等。这就要求在颗粒沉降控制中，需对断面不同位置处砂粒水平流速值、旋转流速等进行判断。另外，砂粒沉降与去除受曝气量影响也极为明显，一般在曝气作用下，沉砂池有横向循环存在，此时曝气量的多少直接决定沉砂池流速、循环流量。综合来看，无论新型高效旋流沉砂池，还是曝气沉砂池，应用中对解决氧化沟污水厂砂粒问题的处理，都可起到明显作用[4]。
三、氧化沟污水厂剩余污泥处理研究
剩余污泥作为当前大多污水厂污水处理中面临的主要问题，要求结合污泥特性采取相应的控制措施。本文在研究中主要选取国内较污水作为实例，其应用的处理工艺主要体现在SBR、A2/O以及氧化沟等方面。通过对比发现，在污水处理中，BOD5进水水质上变化较为明显，与实际设计要求相脱离。这种在BOD5浓度上较低，其直接带来污泥高位热值减少，导污泥挥发分控制于50%以内，影响污泥消化处理目标的实现。而从浓度过低问题产生的原因看，主要归结于当前污泥处理中应用的设备存在问题，如在厢式压滤机、离心机等方面的应用。对此，实际进行剩余污泥处理中，需在设备应用上进一步完善，如采取化学改性机械脱水方式，其主要强调通过特种机械的应用，进行压滤脱水，使污泥含水量得到控制。或在干化系统应用下，实现热干化目标。另外，剩余污泥处理中，可采取污农用或污泥焚烧等方式，如污泥农用方面，为避免有二次污染问题产生，需注引入厌氧消化法，其能够干化污泥，有利于应用成本的控制与污泥处置成本的降低[5]。
结论：氧化沟污水厂污水处理问题是现行污水处理中面临的主要难题。实际解决中，应正确认识氧化沟污水厂现状，可考虑将倒伞表曝机引入其中，并在砂粒问题解决方面做好沉砂池优化设计工作，如曝气沉砂池的引入以及新型高效旋流沉砂池的应用等。同时，针对氧化沟污水厂剩余污泥处理问题，也要求采取相应的处理措施，这样才能真正达到氧化沟污水厂污水处理目标。
参考文献：
[1]王淦.氧化沟污水厂关键设备及技术研究[D].北京工业大学，2013.
[2]石雯琴.城镇污水处理厂A/0工艺与三槽式氧化沟工艺比较研究[D].复旦大学，2013.
[3]崔迪.寒区污水生化处理系统微生物群落结构与功能解析[D].哈尔滨工业大学，2014.
[4]韩巍.枣庄市污水处理厂氧化沟工艺启动调试及生产性试验研究[D].山东大学，2010.
[5]张师君.Orbal氧化沟硝化能力的评估方法及控制策略研究[D].西安建筑科技大学，2013.
论文作者:莫有章
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/20
标签：污泥论文; 污水论文; 砂粒论文; 曝气论文; 污水处理论文; 流速论文; 工况论文; 《基层建设》2016年12期论文;