湯小玲 周揚(yáng)秋 梁新和
長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司

　　目前，我國(guó)氧化溝應(yīng)用的類型主要有多溝式氧化溝和奧伯爾氧化溝兩種。長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)煉)的奧伯爾氧化溝為三條同心曝氣溝，見(jiàn)圖1，由廣東某石油化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。污水從外溝進(jìn)入，然后依次流入內(nèi)溝，曝氣池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化溝外溝。氧化溝尺寸為60×50×4.5(m)，水力停留時(shí)間為19.24h，設(shè)計(jì)處理量為500t/h，可通過(guò)調(diào)整變頻、轉(zhuǎn)碟浸沒(méi)深度及運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)整溝內(nèi)溶解氧濃度。長(zhǎng)煉奧伯爾氧化溝于九七年十二月投用，運(yùn)行時(shí)間近兩年。《淺談奧伯爾氧化溝的溶解氧控制》一文主要從管理著手，解決溶解氧控制問(wèn)題。本文將對(duì)施工和運(yùn)行過(guò)程中暴露出的問(wèn)題及影響進(jìn)行討論，以供設(shè)計(jì)、施工人員參考，希望所有問(wèn)題在前期階段解決，為構(gòu)筑物運(yùn)行提供良好的外部條件。

1　工藝參數(shù)

　　轉(zhuǎn)碟浸沒(méi)深度：430-530mm
　　污泥濃度：5g/L
　　不同浸沒(méi)深度下的碟片充氧能力見(jiàn)表。

　　注：轉(zhuǎn)碟最大轉(zhuǎn)速為50rpm，此條件下的充氧能力即最大充氧能力，轉(zhuǎn)碟浸 沒(méi)深度為430mm時(shí)，充氧能力取0.78kgO2/h。

2　問(wèn)題討論

2.1　　構(gòu)筑物漂浮
　　九七年五月，正在安裝設(shè)備的l^＃氧化溝出現(xiàn)漂浮。氧化溝漂浮的主要原因是南方季節(jié)多雨，地下水位較高，而構(gòu)筑物周圍又沒(méi)有考慮排水設(shè)施，無(wú)法降低地下水位，結(jié)果地下水的浮力把空載的氧化溝托起，導(dǎo)致氧化溝上浮。而氧化溝復(fù)位的整改措施卻又費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，還無(wú)法恢復(fù)原狀，影響設(shè)備水平安裝。
2.2　　溶解氧控制
　　奧伯爾氧化溝一般是由三個(gè)閉路環(huán)形溝道以串聯(lián)方式組成，其中每個(gè)溝通充氧程度不同，因而在各溝道內(nèi)創(chuàng)造了不同的環(huán)境。三條溝的容積比例一般為50：33：17，而溶解氧的階梯比例為0：1：2，外溝供氧量通常為計(jì)算需氧量的50%～70%，以確保硝化、反硝化反應(yīng)同時(shí)在外溝發(fā)生。
　　長(zhǎng)煉氧化溝一、二、三溝的轉(zhuǎn)碟設(shè)置分別為8、4、2組，帶動(dòng)一、二、三軸(一至三溝有三根軸)轉(zhuǎn)碟轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)功率分別為75、45、22kW，，一、二、三溝軸上的碟片數(shù)分別為26、24、22片，外溝碟片數(shù)占總數(shù)的59.43%。從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，外溝供氧量應(yīng)滿足0、1、2工藝的需求。但實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果是當(dāng)來(lái)水負(fù)荷高時(shí)，一、二、三軸轉(zhuǎn)碟都高頻運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)溝溶解氧仍然很低；當(dāng)來(lái)水負(fù)荷較低時(shí)，停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，外溝溶解氧仍相當(dāng)高。但停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，會(huì)降低混合能力，而使污泥濃度、污水負(fù)荷等呈階梯狀。溶解氧出現(xiàn)異常，大致有以下幾個(gè)原因：
　　a.因?yàn)閬?lái)水有機(jī)負(fù)荷比設(shè)計(jì)值低，氧化溝總的供氧量大于實(shí)際需氧量，外溝供氧量占總供氧量的61.47%｛(8×26×0.96)/(8×26×0.96+4×24×0.93+2×23×0. 7 8)｝，是0、1、2工藝需氧量的149.76%，因而不利于工藝控制。氧化溝供氧量為(8×26 ×0.96+4×24×0.93+2×23×0.78)=324.84kg/h，而需氧量只在265.9kg/h左右 。需氧量=去除的BOD—剩余的BOD+去除氨氮的需氧量—剩余污泥中氨氮的需氧量—脫硝中獲得的氧，氧化1mg氨氮需要4.5mg的氧，還原1mg硝酸氮可產(chǎn)生2.86mg的氧，代進(jìn)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)后，氧化溝需氧量計(jì)算公式如下：

　　O=Q［｛(S_o-S)/(1-e^-kt)｝-1.42Px×(Vss/Tss)+4.5(N_o-N)-2 .6ΔN03］

　　實(shí)際需氧量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)氧量為：
　　SOR=AOR×C_s／(α(βC_∞-CL)×θ^T-20)
　　C_L：氧化溝中所需溶解氧，取2mg/L
　　C_s：海平面高度和20℃時(shí)清水中的飽和溶解氧，9.07mg/L
　　α：污水傳氧速度與清水傳氧速度之比，取0.9
　　β：污水中飽和溶解氧與清水飽和溶解氧之比，取0.97
　　θ：溫度校正系數(shù)，通常為1.024，溫度取30℃
　　C_∞：污水溫度時(shí)的清水表面飽和值
　　b.氧化溝水位由外溝至內(nèi)溝逐漸降低，即內(nèi)溝單片轉(zhuǎn)碟的充氧能力低于外溝的碟片，內(nèi)溝碟片實(shí)際充氧能力小于計(jì)算值。內(nèi)溝設(shè)計(jì)水位(36.90m)比外溝(36.95m)低50mm。
　　C.由于設(shè)備本身方面的原因，三軸轉(zhuǎn)碟不能高頻運(yùn)行，因而內(nèi)溝充氧能力又受到限制。
　　d.由于氧化溝漂浮及施工方面的原因，在確保同一合減速機(jī)各軸承座水平的同時(shí)，不同減速機(jī)的軸之間產(chǎn)生了高差，因而各軸轉(zhuǎn)蝶的浸沒(méi)深度不同，影響了各溝的充氧能力。
　　e.由于設(shè)備方面的原因，軸承座不能浸水。為保證設(shè)備正常運(yùn)行，氧化溝出水堰降低了50mm，既內(nèi)溝水位又減少了50mm，所以內(nèi)溝單片轉(zhuǎn)碟充氧能力的降低幅度大于外溝。由于各軸轉(zhuǎn)碟浸設(shè)深度不同，氧化溝水位降低后，各軸轉(zhuǎn)碟充氧能力降低幅度也不同，不利于溶解氧的控制。
2.3　　偏差影響
　　a.由于氧化溝漂浮及施工方面的影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)碟軸承座之間產(chǎn)生了高差，各軸碟片浸沒(méi)深度不同，充氧能力不同，溶解氧控制難度加大，給操作工帶來(lái)了不便。
　　b.轉(zhuǎn)碟浸沒(méi)深度設(shè)計(jì)值為430-530mm，但未說(shuō)明以什么水位為標(biāo)準(zhǔn)。由于內(nèi)、外溝水位相差50mm，如設(shè)計(jì)值以外溝水位為準(zhǔn)，沒(méi)有施工誤差的話，則內(nèi)溝轉(zhuǎn)碟浸沒(méi)深度的調(diào)節(jié)值為380-480mm，內(nèi)溝轉(zhuǎn)碟充氧能力較低。因此，在確定內(nèi)溝曝氣設(shè)備數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮曝氣設(shè)備充氧能力降低的因素。
　　C.由于出水堰降低，因而改變了水力停留時(shí)間。

3　建議

3.1　　溶解氧控制
　　a.限制充氧
　　奧伯爾氧化溝的運(yùn)行模式國(guó)外已有限制充氧和富余充氧等模式。限制充氧即外溝充氧受到限制。以便允許硝化/反硝化同時(shí)在此發(fā)生，從而達(dá)到最高脫氮率。有經(jīng)驗(yàn)表明：限制充氧模式中外溝供氧量是整個(gè)系統(tǒng)供氧量的50%，中溝為35%，內(nèi)溝為15%。外溝限制充氧后，充氧能力相對(duì)降低。在低負(fù)荷狀態(tài)下，可通過(guò)變頻降低轉(zhuǎn)速而不需停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，因而保證了氧化溝外溝污泥濃度、污水負(fù)荷等呈均勻狀態(tài)。限制外溝充氧就必須增加其他溝的充氧量，因此需要在設(shè)計(jì)過(guò)程加以考慮。
　　b.富余充氧
　　在國(guó)家暫不考核總氮的情況下，可利用硝化作用把氨氮轉(zhuǎn)變成硝酸鹽氮，從而達(dá)到去除氨氮的目的，利用硝化系統(tǒng)可以去除大約57%的氮。富余充氧因溝內(nèi)溶解氧控制較高，同時(shí)少了脫硝過(guò)程補(bǔ)充的氧，因而供氧量要比限制充氧多24%左右。富余充氧還因?yàn)樯倭朔聪趸^(guò)程(還原1克硝酸氮可產(chǎn)出3克的堿度)，氧化溝進(jìn)水PH值相對(duì)0、1、2工藝要控制得高，以提供氧化氨氮所需要的堿度。
　　3.2　防漂浮
　　南方季節(jié)多雨，地下水位較高。氧化溝池容大，施工過(guò)程中易漂浮，為防止這些較大池容的構(gòu)筑物漂浮，可在構(gòu)筑物周圍設(shè)防漂浮井，在井內(nèi)架設(shè)潛水泵以降低地下水位。同時(shí)，防漂浮井還可在構(gòu)筑物檢修時(shí)發(fā)揮它的作用，防止空載的構(gòu)筑物漂浮。防漂浮井相當(dāng)于普通集水井，池壁用紅磚干砌、不用砂漿粉刷，以保證透水性，每個(gè)井的井壁上設(shè)兩個(gè)?300的通水孔，集水井?dāng)?shù)量可視構(gòu)筑物大小而定。

參考文獻(xiàn)
　?。?］米克爾G·曼特布魯斯A·貝爾著，袁懋梓譯，《污水處理的氧 化溝技術(shù)》，中國(guó)建筑出版社，1988
　?。?］王凱軍，《氧化溝的設(shè)計(jì)方法討論》，中國(guó)給水排水，1999.1
　?。?］梁新和，湯小玲，李宏青，《淺談奧伯爾氧化溝的溶解氧控制》，煉油設(shè)計(jì) ，1999.10