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論文導(dǎo)讀:：針對南方某污水廠MSBR池曝氣系統(tǒng)在實際運行中存在的諸多問題，如好氧池曝氣不足，SBR池污泥沉積、沉淀階段漏氣等，一一進行了分析，提出優(yōu)化措施，取得了較好的效果；同時結(jié)合實際使用經(jīng)驗，對可提升式曝氣器的設(shè)計和應(yīng)用等方面進行了分析和思考，提出了相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞：MSBR，曝氣系統(tǒng)，優(yōu)化

　　1 MSBR池曝氣系統(tǒng)概況
　　南方某污水處理廠2002年投入運行，采用MSBR工藝，已建成一期處理能力為12萬m3/d，分三組MSBR池，每組處理規(guī)模4萬m3/d，出水水質(zhì)能穩(wěn)定達到一級 B排放標準（GB 18918-2002）。
　　MSBR（改良型序批式活性污泥法）實質(zhì)是由A2/O工藝與SBR工藝串聯(lián)組成的一種新型工藝。MSBR池曝氣系統(tǒng)分布在好氧池（6單元）和SBR池（1或7單元），具體分布如圖1所示。好氧池池壁兩側(cè)對稱布置安裝有18套曝氣器，中間安裝兩臺浮筒攪拌器（18KW）。SBR池布置形式與好氧池相同，安裝有10套曝氣器環(huán)境保護論文，中間兩臺浮筒攪拌器（15KW）。
　　通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機出口壓力和各單元主進氣閥門開度，可以調(diào)節(jié)各單元的供氣量。曝氣器采用可提升式設(shè)計，每個曝氣器由50條橡膠微孔管膜并列平行布置，以不銹鋼氣管為骨架固定組成，利用固定安裝在池壁的起吊支架，通過電動卷揚機牽引固定在曝氣器進氣管上的鋼絲繩起吊，安裝如圖2所示。
　　
　　圖1 MSBR池曝氣系統(tǒng)布置圖
　　
　　如圖2 曝氣器安裝示意圖
　　2、好氧池溶解氧值不足
　　2.1 存在現(xiàn)象
　　在污水廠運行初期，由于處理水量較小，不足2萬噸/天，曝氣池曝氣效果還未影響生化系統(tǒng)的運行，隨著進水水量的不斷增長，單池進水量達到3萬噸/天時，即使把鼓風(fēng)機出口壓力調(diào)到最大值0.075Mpa，好氧池溶解氧值也無法上到2mg/L，而此時各項進水指標均在設(shè)計范圍內(nèi)。從圖2可知，只有在凌晨4點到10點之間進水量較小時，溶解氧水平才稍微有所升高，由此導(dǎo)致MSBR池污泥性狀急劇惡化，氨氮等出水指標超標。
　　
　　圖3 好氧池溶解氧值日曲線圖（綠色線）
　　2.2原因分析
　　2.2.1管膜安裝數(shù)量與鼓風(fēng)機出口壓力不匹配
　　該廠好氧池設(shè)計理論供氣量為9000m3/h環(huán)境保護論文，而好氧池僅設(shè)計有900條管膜，每條管膜曝氣量需達到10m3/h。不考慮管膜老化造成的曝氣壓力損失的增加，達到設(shè)計曝氣量時，壓力損失已達到0.073 Mpa，已接近鼓風(fēng)機設(shè)計的曝氣壓力。具體壓力損失見下表1。
　　表1曝氣壓力損失表
　　

2.2.2管膜集中布置降低曝氣效率
　　 按曝氣常理理解，在曝氣池中間布置攪拌器，攪拌使混合液形成紊流，曝氣氣泡與混合液接觸時間延長，從而提升曝氣效率。但從實際運行中發(fā)現(xiàn)，曝氣效率并未得到提升，反而有下降趨勢。分析認為，曝氣管膜的密集布置，導(dǎo)致曝氣氣泡相互碰撞，微小氣泡結(jié)合為大氣泡，導(dǎo)致曝氣效率下降，間接抵消了攪拌器攪拌所提升的曝氣效率。
　　2.2.3管膜保養(yǎng)不到位導(dǎo)致曝氣效率下降
　　該廠也檢查了管膜的老化情況，管膜在使用了3年后發(fā)生了較為明顯的收縮，老化嚴重。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查環(huán)境保護論文，判斷為管膜安裝和調(diào)試期間，長時間的太陽暴曬，導(dǎo)致管膜提早老化，影響曝氣效率。
　　2.3改進措施
　　針對此種情況，該廠對好氧池曝氣系統(tǒng)進行了改造，在好氧池中間布置了1600套盤式曝氣器，同時取消了中間兩臺浮筒攪拌器（如圖4）。改造后，好氧池溶解氧值上升，而將改造后曝氣系統(tǒng)切換到改造前曝氣系統(tǒng)時，在鼓風(fēng)機曝氣壓力設(shè)定不變的情況下，溶解氧立即從高于2mg/L下降到不足1mg/L，見圖5。改造后試運行一段時間，MSBR池污泥性能好轉(zhuǎn)，氨氮等出水指標得到有效的降低。
　　
　　圖4 改造后好氧池曝氣系統(tǒng)示意圖
　　圖5 改造前后溶解氧曲線變化圖（綠色線）
　　從經(jīng)濟效益對比，改造前后所需曝氣量大體相當(dāng)，而改造后由于減少了兩臺攪拌器運行能耗，年節(jié)電量達到了30萬kW·h ，同時由于曝氣膜數(shù)量的增加，好氧池整體曝氣壓力下降明顯環(huán)境保護論文，鼓風(fēng)機運行在較合理工況，也相應(yīng)的提升了鼓風(fēng)機運行的穩(wěn)定性，降低了鼓風(fēng)機運行的能耗。
　　3 SBR池曝氣系統(tǒng)存在問題及優(yōu)化措施
　　3.1 SBR池曝氣系統(tǒng)布置不合理導(dǎo)致污泥沉積
　　3.1.1污泥沉積現(xiàn)象
　　SBR池末端平行布置有3座空氣出水堰（如圖6），每座空氣出水堰由四條混泥土立柱支撐，空氣出水堰區(qū)域占整個SBR池面積的1/4。在運行中發(fā)現(xiàn)，該處污泥沉積嚴重，污泥在此反硝化產(chǎn)生大量氣泡，導(dǎo)致沉積污泥上浮，嚴重的影響了出水水質(zhì)。
　　
　　圖6 空氣堰處示意圖
　　3.1.2原因分析及改進措施
　　經(jīng)觀察，認為發(fā)生污泥沉積主要原因為該處未設(shè)曝氣器，而支撐空氣堰的12條混泥土立柱又使得空氣出水堰區(qū)域攪拌效果大幅下降，從而導(dǎo)致污泥沉積。為有效避免此種情況，該廠在此區(qū)域加裝了3套可提升式曝氣器。改造后，污泥沉積現(xiàn)象得到有效控制，但增加曝氣器對空氣出水堰運行有一定的影響，應(yīng)盡可能的調(diào)低曝氣器的曝氣量，能保持污泥不沉積即可。
　　3.1.3 SBR池攪拌器選型建議
　　從SBR池污泥沉積的情況可看出，由于SBR池存在空氣出水堰區(qū)域，使得池型較為復(fù)雜環(huán)境保護論文，在此選用浮筒攪拌器顯然會造成功率的浪費，且達不到效果。按一般經(jīng)驗設(shè)計，保持現(xiàn)有攪拌器功率不變，選用多臺小功率潛水?dāng)嚢杵鞯呐浜�，�?yīng)該能更有效的提升SBR池的攪拌效果，同時潛水?dāng)嚢杵鞅雀⊥矓嚢杵鞲�適合于與池底曝氣器配合。
　　3.2 SBR池曝氣系統(tǒng)沉淀階段漏氣
　　3.2.1漏氣現(xiàn)象
　　SBR池運行周期分為四個階段,分別為缺氧\好氧\沉淀\出水階段,當(dāng)從好氧階段轉(zhuǎn)入沉淀階段時，發(fā)現(xiàn)SBR池池面仍有氣泡持續(xù)不斷冒出，而且能維持20分鐘以上，嚴重影響了沉淀效果。
　　3.2.2原因分析
　　從氣泡冒出的頻率和速率，首先可以排除反硝化氣泡；同時檢查空氣進氣閥的密封情況，密封良好，也可以排除。經(jīng)分析判斷，原因是曝氣結(jié)束關(guān)閉進氣閥門后，曝氣管路環(huán)網(wǎng)內(nèi)空氣壓力仍比較高，空氣從阻力最小的曝氣器漏出，由于管網(wǎng)容積較大，該部分空氣量較多，故漏氣維持時間較長，影響了沉淀效果。對于池型較小的SBR池環(huán)境保護論文，由于環(huán)網(wǎng)容積也相應(yīng)較小，此種現(xiàn)象可能不明顯。
　　 另外，由于密封橡膠的老化，特別是空氣介質(zhì)比較干燥、攜帶較多灰塵，進氣閥門（蝶閥）泄漏量隨之增加，也會產(chǎn)生此種現(xiàn)象，而為閥門有少許泄漏就更換是非常不經(jīng)濟的。
　　3.2.3改進措施
　　經(jīng)試驗，該廠在SBR池空氣環(huán)網(wǎng)管路（進氣閥門后）上，加裝了一套電磁閥泄氣系統(tǒng)。當(dāng)曝氣結(jié)束進氣閥關(guān)閉后，程序立即觸發(fā)開啟電磁閥泄壓，當(dāng)管路氣壓降到0.055MPA時，關(guān)閉電磁閥，從而又使曝氣系統(tǒng)保持了一定的背壓，避免污水從曝氣器破損處壓入曝氣系統(tǒng)，期間若存在閥門泄漏使得環(huán)網(wǎng)壓力又升高到0.06MPA以上時，通過壓力變送器送出信號，可以使泄壓電磁閥再次開啟，從而保持環(huán)網(wǎng)管路氣壓保持在0.06MPA以下，防止空氣從曝氣器漏出。
　　4 可提升式曝氣系統(tǒng)設(shè)計存在的問題及思考
　　4.1池面檢修平臺空間不足環(huán)境保護論文，影響維護檢修
　　 為方便管膜的維護和維修，MSBR池曝氣器采用可提升式設(shè)計。但由于MSBR池面廊道設(shè)計過窄，僅有1.3米，導(dǎo)致吊出池面的曝氣器，檢修空間不足，拆卸相當(dāng)困難，使得該設(shè)計的優(yōu)點難以有效體現(xiàn)。
　　4.2 曝氣器吊起后，無法進氣檢查，也降低了維護檢修的便利性
　　可提升式曝氣器受限于起吊架和進氣管的設(shè)計，在曝氣器吊離池底后就需拆除進氣軟管后，才能繼續(xù)起吊，無法進氣。而曝氣器在低于池面1-2米處，開大氣量曝氣，是曝氣膜較佳的維護方法之一；在低于水面10-20cm處開少量曝氣，是檢查曝氣膜堵塞、破損等情況的最佳方法。設(shè)計中未能考慮這些情況，也大大降低了可提升式曝氣器的優(yōu)越性。
　　4.3 可提升式與不可提升式曝氣系統(tǒng)的使用選擇
　　 選擇可提升式曝氣器主要基于兩個前提：（1）曝氣系統(tǒng)故障率高；（2）放空曝氣池檢修難度很大。
　　從該廠的實際運行情況看，只要選擇質(zhì)量較好的管材和曝氣膜，曝氣器破損率很低，該廠在曝氣膜由于壽命到期更換之前環(huán)境保護論文，未曾利用提升系統(tǒng)更換過曝氣膜；同時一般污水廠的處理水量都會隨季節(jié)產(chǎn)生較大的變化，完全可以安排處理水量小的時間放空檢修曝氣系統(tǒng)。因此，這兩個前提也不是一定必要的。
　　不可提升曝氣系統(tǒng)通過多個分區(qū)的設(shè)置，也可避免由于曝氣器的嚴重損壞需要馬上放空曝氣池檢修的弊端。而可提升式曝氣系統(tǒng)的投資造價比不可提升曝氣系統(tǒng)高很多，在曝氣系統(tǒng)的選型中，需要慎重權(quán)衡。
　　5 結(jié)論
　�。�1）池底布滿曝氣器的布置方式顯然優(yōu)于兩側(cè)可提升式曝氣器加攪拌器的設(shè)計，且能耗更低。
　　（2）曝氣系統(tǒng)設(shè)計時，需注意曝氣壓力與鼓風(fēng)機供氣壓力相匹配，鼓風(fēng)機供氣壓力要有一定的余量，以應(yīng)對曝氣膜老化造成的阻力損失增加。
　�。�3）浮筒攪拌器不適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的池型，此時選用多個潛水?dāng)嚢杵鞯撵`活布置應(yīng)該更有效。
　�。�4）在可提升式曝氣器設(shè)計中，應(yīng)著重考慮曝氣器檢修和維護的便利性，否則無法發(fā)揮可提升式設(shè)計的優(yōu)點。

參考文獻：
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