（黑龍江石油化工廠，大慶 163713）
單淑杰，吳文凱，董素華

　　摘要：通過對曝氣池的主要設計參數進行復核，查出影響曝氣池達不到設計處理能力的主要原因是充氧量過低，進而對曝氣池進行了改造，使污水處理能力提高了25％，出水水質明顯改善。
　　關鍵詞：污水處理曝氣池；生化處理
　　中圖分類號：X703.1
　　文獻標識碼：
　　文章編號：1009－2455（2000）01－0040－03

Modification of Complex-Style Perfect-Mixing Aeration Pool
SHAN Shu-jie，WU Wen-kai，DONG Su-hua

　　Abstract:It was found by checking the main design parameters of the aeration pool that insufficient aeration was the main reason why the aeration pool had not reached its design capacity，based on which modification of the aeration pool was made，which increased the wastewater treatment capacity of the aeration pool by 25% and significantly improved the quality of the output water.
　　Keywords:wastewater treatment；aeration pool；biochemical treatment

1 前言

　　黑龍江石油化工廠污水處理采用隔油—浮選—生化曝氣“老三套”污水處理工藝，生化曝氣池共有兩間φ16.5m×4.5m合建式完全混合曝氣沉淀池，每間曝氣池的設計處理能力為100m³/h，進水BOD₅為250mg/L。
　　生化曝氣池自1983年投入運行以來，一直達不到設計處理量。從多年來的運行情況看，當單池進水量超過60m³/h時，生化曝氣池出水就無法保證合格，且漂泥嚴重。為了查找生化曝氣池達不到設計處理能力的原因，我們對生化曝氣池的主要設計參數進行了復核，原表面曝氣機的實際充氧量太低是制約生化曝氣池處理能力的主要原因。通過對其進行了改造，將原來的表面曝氣機改為雙螺旋曝氣器，出水中的溶解氧提高到2mg/L左右，處理能力提高了25％，COD去除率提高了9％，同時污水處理成本下降，操作和維修方便，具有較好的經濟效益和環境效益。

2 對生化曝氣池的主要設計參數進行復核

　　我廠的合建式完全混合曝氣池單池設計處理能力為100m³/h，進水BOD₅為250mg/L，選用泵(E)型d=1500mm、N=40kw表面曝氣機，曝氣池各部尺寸詳見圖1。

2.1 復核容積負荷Fr
　　容積負荷的計算流量：Q=100m³/h
　　每日BOD₅總量：G=100×0.25×24=600kg/d
　　曝氣區及導流區體積：V=337.71m³
　　則Fr=G/V=600/337.71=1.78kg/m³·d
　　根據《室外排水設計規范》（GBJ 14－87）要求，合建式完全混合曝氣池的BOD₅容積負荷Fr應在0.5－1.8kg(m³·d)之間，復核結果表明，容積負荷Fr在最佳范圍內，從容積負荷這一項考慮，生化曝氣池能夠達到100m³/h的設計處理量，即容積負荷不是造成生化曝氣池處理能力不足的因素。
　　2.2 復核導流區的下降流速
　　導流區的設計流量：Q₁=(n+1)Q
　　式中n為曝氣池的回流比，Q為曝氣池的設計進水量，本池回流比n=4
　　則Q₁=(4+1)×100=500m³/h
　　導流區面積：F₁=27.66m²
　　導流區下降流速：V₁=Q₁/F₁=500×1000/(27.66×3600)=5.0mm/s
　　根據《石油化工廢水處理設計手冊》要求，生化曝氣池導流區下降流速V₁一般控制在5－7mm/s，復核結果表明，本池導流區下降流速V₁在最佳范圍內，因此從V₁這一項考慮，生化曝氣池能夠達到100m³/h的設計處理量，即導流區下降流速也不是造成生化曝氣池處理能力不足的因素。
　　2.3 復核沉淀區的上升流速
　　沉淀區設計流量：Q=100m³/h
　　沉淀區面積：F₂=133.35m²
　　則沉淀區的上升流速：V₂=Q/F₂=100×1000/133.35×3600=0.2mm/s
　　沉淀區容積：V₁=193.36m³
　　則污水在沉淀區的停留時間：T=V₁/Q=193.36/100=1.93h
　　根據《石油化工廢水處理設計手冊》要求，石油化工污水處理設計，采用沉淀區上升流速V₂=0.2mm/s、污水在沉淀區停留時間T=1.5h為宜，復核結果表明，生化曝氣池的上升流速和污水在沉淀區的停留時間也都不是影響本池處理能力的因素。
　　2.4 復核供氧量
　　根據《室外排水設計規范》（GBJ 14－87）要求，處理1kgBOD₅需2kg氧計算
　　設計BOD₅總量：C=100×0.25=25kg/h
　　則需氧量Q₂=25×2=50kg/h
　　原生化曝氣池采用d=1500mm泵（E）型葉輪表面曝氣機，曝氣機葉輪的轉速n=22～59r/min，由于曝氣機轉速過高，易出現故障和振動等現象，所以在實際運行中，曝氣機的轉速一般控制在45r/min，由公式v=2πrn計算得出曝氣機葉輪的線速度υ=3.5m/s，查圖：曝氣機的充氧能力為28kg/h，因此按本池曝氣機的充氧能力計算，生化曝氣池最大進水量不得超過56t/h。

　　2.5 生化曝氣池在其他結構方面的不足
　　①根據《石油化工廢水處理設計手冊》要求，無論池徑大小，順流圈的長度均采用600mm，回流縫寬度采用180mm，而本池順流圈長度僅為350mm，回流縫寬度卻為250mm，當曝氣機線速大時，曝氣區對污泥區有干擾，沉淀區出口處四周均有氣泡帶泥出水，影響水質。
　　③根據《石油化工廢水處理設計手冊》要求，順流圈底部直徑應比池底直徑大200－300mm，而本池的順流圈直徑卻比池底直徑小250mm，造成污泥的回流效果太差。
　　③曝氣池內設12個300mm×300mm的立柱，對混合及充氧極為不利。
　　從以上復核生化曝氣池主要設計參數來看，Fr、υ₁、υ₂都在最佳范圍內，只有充氧量過低，所以充氧量低是造成生化曝氣池難以達到設計處理能力的主要因素，針對生化曝氣池充氧量低的問題，我們對其進行了改造。

3 生化曝氣池改造的途徑

　　以雙螺旋曝氣器代替泵（E）型表面曝氣機提高充氧量。
　　曝氣器的工作原理是由底部通入壓縮空氣，氣泡經過旋轉后徑向混合反向旋轉，從而氣泡多次被切割，直徑不斷變小，形成了較大的上升流速，使曝氣器周圍的水向曝氣器人口處流動，形成水流大循環，這樣曝氣的提升、混合、充氧能力就得以完成。
　　根據我廠生化曝氣池的池形結構、容積、曝氣區面積及每臺曝氣器的作用范圍等因素，確定在每座曝氣池安裝18臺雙螺旋曝氣器。為保證污泥回流在曝氣池周邊安裝12臺，為使污泥充分混合在曝氣地中間安裝6臺。
　　將兩座曝氣池的表面曝氣機改為雙螺旋曝氣器（由羅茨鼓風機供風）后，浮選出水全部進人曝氣沉淀池處理，污水處理量大幅增加，在來水水質較穩定的情況下，每池污水處理量曾達到80－90t，容積負荷較以前有明顯提高，水質明顯改善，澄清區溶解氧由原來的幾乎檢不出，提高到2mg/L左右，為活性污泥的生長提供了良好的條件，在相同的條件下，污水處理量可提高25％，而且出水水質也較平穩，改造后曝氣池的出水情況見表1。能耗（單指曝氣）由原來的0.383kw·h/t污水，降為0.217kw·h/t污水，全年節電20萬度，而且降低了由于表面曝氣機故障多給維修工人增加的勞動強度。

4 存在的問題及改進辦法

　　盡管以雙螺旋曝氣器代替了表面曝氣機，解決了充氧量不足的問題，使污水處理量加大，出水水質有所改善，但由于本池的順流圈太短，回流縫過大，且池底直徑大于順流圈底部直徑，致使澄清區仍然有漂泥現象，影響出水水質，筆者認為解決這一問題的方法是在曝氣池的澄清區安裝組合填料，安裝方法是將填料回定在澄清區上段，填料高度為1200mm，填料頂端距水面100mm，填料的作用原理是填料纖維排列緊密，在水中形成多片濾層，因此具有截留固體懸浮物的作用。據有關資料^[4]介紹，組合填料對微生物的截留可達95％以上。

表1 曝氣改造前后污水生化處理情況 項目 改造前 改造后 進水 出水 去除率 進水 出水 去除率 石油類/(mg·L^-1) 27.32 11.41 58.2 26.58 8.86 66.7 硫化物/(mg·L^-1) 5.20 0.98 81.2 4.80 0.54 88.8 揮發酚/(mg·L^-1) 5.880 0.166 97.2 6.240 0.089 98.6 氰化物/(mg·L^-1) 0.106 0.034 67.9 0.102 0.032 68.6 COD/(mg·L^-1) 284.0 149.3 47.4 283.2 123.6 56.4 澄清區DO/(mg·L^-1) 2.0 單池處理量/(t·h^-1) 60 75 注：表中數據為1993年9－12月（改造前）與1994年9－12月（改造后）的數據

5 結束語

　　①合建式完全混合曝氣池采用雙螺旋曝氣器代替表面曝氣機的改造，經過幾年的運行實踐，證明改造是成功的，它使生化處理能力提高了25％，COD去除率提高了9％，出水水質明顯改善。
　　②雙螺旋曝氣器安裝簡便、投資少、操作方便，能耗、成本及維修費用低，是合建式完全混合曝氣池改造的主要途徑之一。

參考文獻：
　　[1]GBJ14－87．室外排水設計規范[S]
　　[2]王良均，吳孟周，石油化工廢水處理設計手冊[M]．北京：中國石化出版社，1996
　　[3]秦麟源．廢水生物處理[M]．上海同濟大學出版社．1989
　　[4]江惠云等．固定螺旋曝氣及組合填料技木的開發[J]．石油化工環境保護，1994，（1）.

作者簡介：
　　單淑杰，女，工程師，1990年7月畢業于黑龍江大學環境化學專業。現從事環境保護工作，已發表論文3篇。