AO污水处理系统中溶解氧低的改造实例_朱会娜.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 4 期 250 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 4 月 AO 污水处理系统中溶解氧低的改造实例 AO 污水处理系统中溶解氧低的改造实例 朱会娜1，朱 妍2（1兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州 277527；2西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710300）摘 要：摘 要：以兖矿鲁南化工有限公司化工污水为例，分析了不停车检修情况下，曝气管道堵塞造成溶解氧低的解决方法。关键词：关键词：污水处理；溶解氧；AO 系统 引 言 引 言 兖矿鲁南化工有限公司是世界 500 强企业山东能源集团下属子公司，是一家具有 54 年发展历程，专事于新材料、新能源和高端精细化工产品生产与研发的大型高科技化工企业。公司目前拥有多种主导产品，总产能 300 万吨，产品涉及合成氨己内酰胺尼龙六切片、甲醇甲醛聚甲醛、醋酸醋酐醋酸酯醋酸纤维素产品链。企业生产过程中的废水污染物为有机物和氨氮，采用了 AO 污水处理工艺技术，实现分解有机物实现和脱除氨氮的目的。1 污水处理厂改造前运行情况 1 污水处理厂改造前运行情况 1.1 工艺流程和排水水质要求 工艺流程简介：鲁南化工有限公司净化水厂采取 AO 工艺治理煤化工废水，该工艺的主要流程为格栅调节池初沉池AO二沉池接触氧化三级沉淀池出水。主要原理是通过活性污泥，硝化、反硝化反应，去除污水中氨氮、COD 等污染物。排水水质要求：出水水质达到污水综合排放标准一级（GB8978）、山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准(山东省地方标准 DB37-599-2006)。1.2 运行现状 在 2020 年 8 月以前生化处理系统现已处于超负荷 30%运行状态，且使用的曝气器，因运行时间较长，气孔堵塞严重，降低 O 池内充氧效率，严重制约系统运行负荷，O 池内出气较少，两系列溶解氧长时间在 0.2L 及以下（正常曝气时溶解氧需保持在 3-4mg/L）。池内曝气管运行时间长，插件损坏较多，水气接触面积减少，充氧效率降低，风机运行时间延长，造成电耗增加，负荷降低。因系统无法停车检修，部分管道堵塞，吹风口运行不畅，导致曝气时风机电流在 235A 波动，临近跳车值。为确保风机能运转，开启放空，部分空气直接排放，造成部分资源浪费。2 工程改造方案 2 工程改造方案 2.1 改造思路 为了保证环保安全、达标排放，在净化水厂无法扩容新建处理系统的情况下，挖潜 AO 生化处理系统的能力，提高生化池（A、O 池）的处理负荷，增加曝气池（O 池）的溶解氧、选择优势菌种提高处理能力、控制进水无机悬浮物减少额外无效耗氧等方法，最直接有效的就是通过增加曝气量提高 O 池内溶解氧。这样就提供了改造思路：在距离 O 池底部0.5m 处增设曝气管路若干，增加进气量，提高溶解氧。O 池通过罗茨风机来补充溶解氧，系统配置 8 台风机，满负荷下是 6 开 2 备（每个系列 3 台运行，一台备用），由于曝气管路系统的设计能力，无法同时开 8 台风机运行，否则会造成憋压风机跳车（电流达到 238A 以上）。现在系统运行 6 台风机，仍有 2 台风机备用（曝气管路系统无法同时开8 台，否则憋压跳车），可以通过新铺设曝气管路，将风机富余的空气通过新增加空气管线引至曝气池，增加系统的曝气量提高溶解氧的同时，现有的风机风量也将合理的利用起来，从而增加生化系统对氨氮、COD 的处理能力，降低风机由于超电流频繁跳车的风险。2.2 可行性分析 2.2.1 可提高旋流曝气器的性能优势（1）可提升管式曝气器可以直接将曝气器提出水面，彻底清洗和保养，使曝气系统处于全新的状态，从而降低风机损耗，维持高的动力效率，降低运行成本；（2）曝气均匀、气泡细小、氧利用率高、动力效率高；（3）有较好的流速、流态、阻力小、能耗低；（4）结构合理、安装简便、可采用 304 不锈钢为支撑体，使用寿命长；（5）安装方便，池内无须任何配置，长时间曝气如需维修，可自由提升维修，无须放水、无须关停风机，不影响正常运行；（6）无须空气净化，无需反冲洗，无须放空阀，管理更方便；2.2.2 改造流程 通过改造两个系列开启 5 台风机满足原有的曝气系统，开启五号风机满足新增曝气系统，气体由风机向东西方向两个系列流动，通过曝气器来提高生化系统溶解氧。如图 1绿色线条所示。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.04.041 朱会娜：AO 污水处理系统中溶解氧低的改造实例 251 图 1 改造管线走向示意图 图 1 改造管线走向示意图 （1）从五号风机出口铺设布气总管 DN350（长度米），从风机厂房出来后变径 DN200（单系列长度 82 米），向东西两侧至 O1、O2 两个池子北侧中部上平台，总管在两个系列中间设置联通阀，在两个 DN200 的管子上设置截止阀，用于平衡两个系列的气量。（2）DN200 的管道上平台后在两个系列北侧分别向东西方向布管（单系列长度 48 米）。到达池子东西方向时变径DN150向南铺设曝气管道（每根向南铺设的管道长度60米）。（3）考虑平台强度进行加固，池上 DN150 主管每隔 2m进行分支（共 134 个分支），配 DN25 的布气支管连接曝气头（134 个曝气头）下到池内液面下 5m 左右。3 工程改造效果和经济分析 3 工程改造效果和经济分析 3.1 工程实施情况 曝气管路改造于 2020 年 10 月份动工，根据施工方案，第一阶段先对 O 池周围管线和风机出口处管线进行制造和改造，11 月上旬完工。2020 年 11 月中旬启动第二阶段，对曝气器安装。具体改造进度安排：（1）进行采购为期约 40 天。（2）土建、布管约 40 天。（3）曝气器安装约 20 天。整体工期合计约 60 天。3.2 工程技术经济分析 工程总投资 64.7480 万元，其中工程设备材料费用为56.748 万元，土建安装费 8 万元。3.3 工程改造效果（1）改造后，合理利用水厂的风机，在同等污染物浓度及水量负荷下，两个系列各运行两台风机满足原有的曝气系统，新开五号风机用于新增曝气系统，提高溶解氧至 2.0以上，提高生化系统的污染物处理能力。以下是改造后正常曝气阶段截取的在线监控溶解氧含量图。如图 2 所示 图 2 在线监控溶解氧含量图 图 2 在线监控溶解氧含量图 （2）消除风机风气的损失达到了节能的效果，保证了风机在使用时不会因为憋压造成风机电流过高，从而延长了风机使用寿命。改造后，随机抽取一天的记录报表查看，电流均在正常值内。252 朱会娜：AO 污水处理系统中溶解氧低的改造实例 表 1 风机运行电流最高值和最低值。表 1 风机运行电流最高值和最低值。风机 A#风机 B#风机 C#风机 F#风机 G#风机 电流运行范围（A）221.9-225.2 217.2-222.5 217.7-223.6 205.7-209.3 211.2-216.7 （3）减少风机的运行台数，由原有的运行 6 台风机变成运行 5 台风机。一台风机功率 132kW,每小时节约 132 度电，工业用电按照0.6元wh计算，一年可节省电费69.38万元。4 结 语 4 结 语（1）通过对兖矿鲁南化工净化水厂污水处理系统技术改造工程难点分析，采取提高溶解氧浓度，对曝气管线进行改造的方式进行。经过合理设计，成功实现曝气阶段溶解氧显著提升效果，实现整个工艺流程良性运行，出水稳定达标，实现高标准排放。（2）针对风机运行过程中，系统憋压造成电流高、风机跳车频繁的问题，改造采用了新增设曝气管线若干，使富余气体顺利通行的方式，缓解风机由于出风口管路不畅导致憋压的情况，进而进一步解决风机因憋压造成电流高的问题。通过组合处理，最终实现了电流降低、风机不在频繁跳车，而且减少 1 台风机的使用，进一步降低电流消耗。（3）综上所述，为提升污水处理设施的营运质量和运行效率，必须从污水处理设备的性能入手，根据生产工艺和实际情况，进行科学的技术改造，调整运行参数，加强设备的维修维护和技术升级，尽可能地提高污水设备的运行利用率，把节能发展措施落到实处、细处，最终实现了污水处理厂不停产、不减量、不降标的进行改造，有效保护了排放水体的稳定运行。参考文献 参考文献 1 路晖,辛涛,吴迪,等.MBBR 工艺在污水处理厂提量增效中的应用J.中国给水排水,2019,35(4):100-105.2 朱龙根.简明机械零件设计手册M.北京:机械工业出版社,2005.（上接第 247 页）_（上接第 247 页）_ 由图 6 可以得出，目前工业园区污水深度治理技术手段中运用最多的为混凝沉淀，共申请相关专利 347 件，占申请量的 23.78%，其次为催化氧化和吸附法；技术效果方面，主要集中在除盐和除有机物，占专利申请量的比例分别为40.37%和 23.44%。由此可以得出，公司未来发展的方向可以在主流技术发展方向的基础上，在电化学、膜分离及生物降解等技术去除工业园区污水中的盐和有机物的方向开展相关研究，填补该方向的技术空白，为工业园区污水深度治理技术的发展奠定基础。3 结 论 3 结 论 从上述分析中可以看出，通过专利微导航的分析，检索工业园区污水深度治理技术相关领域国内外重要专利申请，以申请量、申请人、专利布局、技术分支等为主要分析对象，帮助企业了解相关领域的现有技术、发展态势、竞争对手的市场布局及技术空白点等，及时调整研发方向和营销策略，为企业在今后的产品定位、研发、销售以及采购等过程中涉及的知识产权方面的问题提供参考，通过科技成果的正确定位、研究开发、成果转化应用等，努力提升企业的核心竞争力。参考文献 参考文献 1 张统,李志颖,董春宏,等.我国工业废水处理现状及污染防治对策J.给水排水,2020,56(10):1-3+18.2 朱辉,刘爱宝,刘娜,等.化工园区污水深度处理技术分析J.化工管理,2020(01):144-145.