潜水推流器在炼油污水中的应用

李正勇

(中国石化荆门分公司生产处，湖北　荆门　448002)



潜水推流器在炼油污水中的应用

李正勇

(中国石化荆门分公司生产处，湖北荆门448002)

荆门石化污水处理场以氧化沟工艺运行为主，由于沟型的原因存在充氧与推流的矛盾，曝气转碟间距较长，氧化沟水平流速小于0.3 m/s，污泥沉底。氧化沟充氧与推流的之间矛盾必须通过潜水推流器来解决。氧化沟转碟只提供生化处理所需曝气量，而潜水推流器则起到泥水搅拌均匀、提供足够水平流速的作用。氧化沟增设潜水推流器投用后，不再发生污泥沉低的现象，水平流速大于0.3 m/s，沟内污泥混合均匀，溶解氧也由原4.0 mg/L降到2.0 mg/L，同时由于溶解氧和水平流速的满足。但潜水推流器投用后，一定程度上也破坏了原有生物相分布情况，需通过不断摸索使微生物适应新的生长环境。

潜水推流器 ；氧化沟；炼油污水

荆门石化污水处理场主要采用了三沟式奥伯尔(Orbal)氧化沟处理工艺，共设有2座氧化沟，设计处理能力为1000 m3/h，水力停留时间约21 h，污泥负荷0.087 kgBOD5/kg·mlss·d，污泥龄20 d，每座氧化沟设有曝气转碟18台，转盘淹没深度430～500 mm。为保证外排污水提高外排污水排放标准，我们对氧化沟运行系统进行了优化，主要在氧化沟增设了12台潜水推流器，同时为配合氧化沟潜水推流器的应用，在二沉池出水后增设后气浮设施。这两项措施于2005年7月开始实施，2005年8月完工。本文将对此做出详细介绍。

1　氧化沟运行状况简介

中石化荆门分公司的奥贝尔氧化沟为三条同心曝气沟。废水从外沟进入，然后依次流入内沟，曝气池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化沟外沟。氧化沟尺寸为89.3 m×39.3 m×4 m，水力停留时间为21 h，设计处理量为500 m3/h，可通过调整转碟浸没深度及运行台数来调整沟内溶解氧浓度。我厂的氧化沟由于沟型的原因存在充氧与推流的矛盾。由于两转碟之间距离较长，氧化沟转碟必须全开，只有这样才能保证氧化沟水平流速和活性污泥不见底[1]。但转碟全开整个氧化沟就会出现充氧过量，各个沟溶解氧不好控制，另外充氧过量还会加剧活性污泥自身氧化死亡，降低活性污泥处理效果，影响出水水质。而且由于曝气转碟故障率较高，导致内沟和沟拐弯处的摩擦阻力较大，水平流速小于0.3 m/s，使得沟底污泥沉积较多[2]。

2　氧化沟增设潜水推流器

氧化沟充氧与推流的矛盾必须通过潜水推流器来解决。氧化沟转碟只提供生化处理所需曝气量，而潜水推流器则起到泥水搅拌均匀、提供足够水平流速的作用。在氧化沟的外、中、内沟各增设2台潜水推流器，使得氧化沟内泥水混合均匀，同时提高了各沟的水平流速，解决氧化沟污泥沉低的问题，增强了氧化沟污水处理效果将泥水混合物通过搅拌使之均匀稳定，能保证活性污泥不沉底死亡避免氧化沟出现死角和死区，提高出水水质[3]。同时也解决了曝气转碟充氧与推流的矛盾。潜水推流器的应用，还使得氧化沟曝气转碟部分停运，对氧化沟的降低能耗起到一定的作用，具体数据分析如下：氧化沟单台转碟额定功率为18.5 kW，潜水推流器未投用之前，转碟运行台数为32～28台，投用后运行台数减至26～20台，平均减少8台转碟，同时增开12台潜水推流器(单台额定功率为2.3 kW)，依次计算每小时可节约用电120度左右。每年可节约污水处理费用70多万元，降低污水处理成本0.17元/吨。

氧化沟所使用的潜水推流器是通过电机和减速机带动低速香蕉叶轮搅拌泥水混合物，进行水平推流，形成良好体积流，保证整个水浮中的液体都是运动的，从而使泥水混合均匀，不出现污泥沉底分层现象。荆门石化污水处理场氧化沟潜水推流器采用的型号为：SR4410型潜水推流器，共12台。叶轮直径为2200 mm；叶轮转数分别为外沟31 rpm、中沟27 rpm、内沟29 rpm；额定功率为2.3 kW；推力为1515 N；叶片数为2；其中香蕉叶轮采用玻璃纤维强化聚氨脂材质。不难看出潜水推流器主要作用有以下几个方面：①将泥水混合物通过搅拌使之均匀稳定；②能保证活性污泥不沉底死亡；③避免氧化沟出现死角和死区；④提供足够的水平流速。

3　潜水推流器的应用情况

氧化沟内混合液的动力主要来源于曝气转碟，曝气转碟盘片的浸没深度为430～500 mm，与氧化沟水深为4 m相比，转盘也只占了1/6～1/7。在转碟的下游安装有后导流板，是为了改善流速分布、提高充氧能力。导流板高度为900 mm，在水面下150 mm，与水面呈60°夹角，导流板安装在距转盘(转刷)轴心2 m处。由于导流板钢结构的严重腐蚀和水流的冲刷，造成部分导流板损毁，致使氧化沟上部流速较大，底部流速很小，造成污泥沉积。

为了不造成污泥沉积，就需要解决沟内流速分布的问题，但是，由于导流板的位置的固定，加上钢结构的腐蚀，我们难以改善氧化沟流速分布。因此，我们从氧化沟外部进行考虑，增加氧化沟内的推动力，以获得不低于0.3 m/s的水平流速。

3.1氧化沟直沟段水力流动情况

在曝气转碟和潜水搅拌器的联合作用下，沟内的混合液被加速提升，液流的能量随之增加，液流在向前推进的过程中进行流速均布，将表面的高速液流传到中下层。从沟中横断面内的流速分布看，呈现上中部高、下部低的特点。由于氧化沟潜水搅拌器安装在直沟段，转碟运行段和转碟未运行段存在着一定的流速梯度。但在直沟段，沟内流速较大，污泥沉积的可能性较小。因此，在直沟段，可以根据实际情况随时合理调配各转碟和潜水搅拌器的布置方式，以保证氧化沟系统在高效节能的状态下运行[4]。

3.2氧化沟弯道水力流动情况

氧化沟弯道的流态非常复杂，国内许多专家进行了氧化沟流态的研究。根据秦卫峰等专家对氧化沟流态的分析，直沟段中曝气转碟带动的高速液流在向前推进的过程中，与弯道发生强烈冲撞，此时大部分的高速液流会在惯性力、离心力和导流墙的作用下沿弯道外壁向内壁底层扩散。其结果是表面混合液流的流速明显减小，呈现越靠外壁流速越高，越靠内壁流速越低的特点，易在内侧弯道后端形成一定的滞流区，是产生污泥沉积的危险地带。因此，我们将氧化沟弯道的转碟全部开启，以提供更高的能量，降低污泥沉积的可能性[5]。

根据氧化沟直沟段和弯沟段的水力流态，我们摸索了“转碟机+潜水搅拌器”的运行方式，针对现有转碟的分布和溶解氧的需要，合理优化布置转碟。经过一段时间的摸索运行，充分发挥了潜水搅拌器的优势，出水达标，同时降低了运行能耗。

4　运行效果

经过几个月的运行，氧化沟潜水推流器、后气浮设施均达到预期效果。潜水推流器投用后，氧化沟不再发生污泥沉低的现象，水平流速大于0.3 m/s，沟内污泥混合均匀，溶解氧也由原4.0 mg/L降到2.0 mg/L，同时由于溶解氧和水平流速的满足，氧化沟相应停运了部分转碟，起到了节能降耗的效果。外排污水能够稳定达到二级标准，在正常情况下也能达到国家一级排放标准。运行数据与投用前数据比对如表1和表2所示。

表1　投用前数据

表2　投用后数据

5　存在问题和建议

5.1氨氮问题

由于安装潜水推流器后氧化沟运行方式发生革命性改变，没有出现底部沉泥现象，出现整沟混合好的现象，但是在一定程度上破坏了原有生物相分布情况，改变了分解氨氮的细菌生长条件，造成暂时抑制其活性发挥。而且分解氨氮的硝化和反硝化细菌本身代谢时间较长，重新长出新的细菌需要一定的时间和条件，造成暂时外排氨氮不合格。

5.2上游装置冲击问题

由于上游装置来水水质情况不稳定，造成进入生化系统污水水质不稳定，导致氧化沟内活性污泥的适应期变长。而且，高浓度污水冲击污水处理场，将直接影响外排出水水质。因此，建议上游装置能够控制污染物的排放，减少对污水场的冲击。

5.3潜水推流器后的运行问题

安装潜水推流器后虽然彻底解决了污泥沉底的问题，但在氧化沟垂直面上的水流速也发生了根本的变化，与潜水推流器在同一水平面的泥水在强大推动力的作用下流速较快，而在最底部或最表面的泥水流速则较安装前变化不大，因流速快中层泥水在氧化沟内停留时间较未安装潜水推流器之前有所缩短，并未达到设计值21，COD的去除效果也因停留时间的缩短而有所下降。

6　结　论

潜水推流器投用后，氧化沟泥水搅拌均匀，水平流速得到提高，污泥沉底现象得以解决。潜水推流器设施投用后，污水场外排得到很大的改善。

[1]刘琳明.污水处理厂氧化沟系统的设计[J].环境,2006(S1):140-141.

[2]秦卫峰,李思敏,李艳平,等.改良型氧化沟工艺的流态测试及分析 [J].中国给水排水,2008,24(11):84-88.

[3]原建光,李成杰.改良型Carrousel氧化沟沉泥问题的解决办法 [J].中国给水排水,2009,25(14):93-94.

[4]孙华林,朱学红,吴军伟,等.改善氧化沟污水净化效果的措施探讨[J].中国给水排水,2011,20(20):103-105.

[5]邹嘉乐,张胜海,戚敏捷，等.A2/O微曝氧化沟在超低水量的启动及调试[J].中国给水排水,2012,28(18):102-105.

Diving Pushed Inverter in the Application of the Refinery Sewage

LI Zheng-yong

(Sinopec Jingmen Branch,Hubei Jingmen 448002,China)

Jingmen Petrochemical wastewater treatment mainly uses oxidation ditch process operation,because of groove type,the contradiction between oxygen and push flow was existed,aeration disc distance was longer,oxidation ditch horizontal velocity was less than 0.3 m/s,sludge tanked.Oxidation ditch between oxygen and push flow of contradiction must be addressed by diving on current limiter.Oxidation ditch disc only provided air needed for biochemical treatment,while diving push inverter played mud mix and provided sufficient horizontal velocity.Oxidation ditch added diving after pushing the inverter putting-in-service proactively,no longer sink low sludge,horizontal velocity was greater than 0.3 m/s,the sludge was in the mix,dissolved oxygen as the original 4.0 mg/L to 2.0 mg/L,because of the dissolved oxygen and horizontal velocity of satisfy at the same time.But after using diving push inverter putting-in-service proactively,the original distribution of biological phase was destroyed,and made microorganisms grow to adapt to the new environment by trial and error.

submersible water impeller QJB；oxidation ditch；refinery wastewater

X703

A

1001-9677(2016)06-0107-03