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水力不均衡对污水厂工艺的影响分析

      水力学因素在工艺运行的环节中还存在很多地方都有应用,这一期我们再来讨论几个例子,首先来看一个D型滤池的例子:

      一般在污水厂深度处理单元会采用各种形式的滤池,比如转盘滤池,滤布板框滤池,V型砂滤池,D型滤池等等,这些滤池一般都以两个或两个以上,根据污水厂的水量,越大的水量滤池越多,越多的滤池就带来一个问题配水不均衡的问题,由于滤池本身对过滤水量有一定的要求,因此配水不均衡会出现很大的问题。

      某厂采用的是D型滤池,一共采用是四组滤池,四组滤池呈一线布置,各组滤池的配水通过配水阀门来调整,总的进水阀门在四组滤池的中间位置,大约在2,3的滤池之间,偏2#滤池一侧,初期自控冲洗流程结束以后,各组进水阀门都全部开启。在运行一段时间后,发现2,3号滤池的过滤效果和过滤时间都比1,4号要差了很多,打开D型滤池上层滤板以后,发现2、3号的内部的彗星滤料堵塞板结远远高于1,4号。由于2,3号过滤时间短,自控系统根据运行时间调控的反冲洗频次和周期,在一定时间内,2,3号已经堵塞,1,4号还未堵塞,自控系统还没有精确判断出不同的堵塞的冲洗时间,各池的冲洗的时间一致,这样就出现了1,4号堵塞不严重,冲洗后就干净,2,3号堵塞严重,冲洗难干净,这样造成2,3号越来越不干净,最后导致2,3号的滤池堵塞严重,这也使得各组滤池滤料寿命不均衡,更换频次增加,影响工艺运行成本。

      这种情况究竟是如何出现的呢?经过长时间的观察后,发现由于D型滤池总进水管在2,3号之间,距离1,4号较远,这样水力条件就有了差异,2,3号水力条件优势,就造成了日常配水水量远远高于1,4号,使其过滤的水量在同样的运行时间内大于1,4号,导致2,3号的使用寿命,堵塞情况都远远大于1,4号,这样就出现了上述情况。为了避免出现这种情况,厂内通过调整各组滤池的进水阀门的机械限位,使各组阀门的闸板阀完全开启度都不一致,通过阀门开启度平衡了由于流道远近造成的水力条件不均匀,这就是水力不平衡通过阀门控制实现均匀运行的一个案例。

      接下来再看一个曝气管路互相影响的一个例子。在某污水厂设计有5台罗茨风机,这五台风机各自对应的出风管出来后,汇总到一个总出风管内,然后通过总管输送到曝气池的各个支管内。在实际运行中发现,处于中间位置的一台风机在别的风机运行时,总是无法启动,一启动就有高压报警,电流过大导致风机跳闸,反复查风机的电机,轴承,风叶部分都查不出特别的问题。

      后来发现在其他风机停运期间,处于中间位置的风机就能启动,后来分析就是在其他风机运行期间,其他风机的排出的气体在总管里流动时,具有很高的压力,在这种情况下,中间的风机启动期间,逆止阀两侧受力均衡,风机这边出风压力就会升高到大于自身的报警压力,导致风机内压力憋高,最终导致风机跳闸。为了避免这种情况,后来在风机主管内对中间风机沿着空气流动方向设置了一小段引流管,这样中间风机启动后,来自其他风机的风压就会小很多,逆止阀就会顺利打开,会使风机顺利启动投入运行。

      再来举一个曝气池的风量均衡问题。曝气池底部的曝气管路分布的面比较广,覆盖的池体比较多,如果在曝气干管路上没有考虑设计末端曝气管路的沟通,使曝气风量在各个点位的曝气压力都比较均衡的话,就会出现在曝气末端的曝气管路出现曝气量极小,造成溶解氧充入不足,导致曝气池各点的生物反应条件不一致,在工艺运行中,实际的进水量的变化,回流量的变化又会影响曝气池的液位高低,导致各个曝气池的内出风压力不同,在曝气敢管末端就会出现曝气不足,为了保证曝气末端的溶解氧,就需要增开风机,增加曝气风量,导致了能耗上升,造成了成本的支出的上升。

      继续讨论一个曝气池里的曝气管路的问题,我们知道曝气管路上安装了各种曝气头,但是曝气头的安装过程中的不恰当,导致曝气头安装位置处漏水,混合液进入到曝气池支管内,这部分混合液在曝气池的支管内,对支管内的通过管径减少了一部分,导致这部分的曝气管路的管路阻力大于其他部分的管路阻力,同时部分混合液内的污泥还会附着在曝气头内壁,阻塞了曝气头上的微孔,导致气体出风阻力增加。在这样的阻力环境下,气体通过时就会选择其他路径,造成这部分的支管上曝气头鼓风气量减少,造成区域曝气不均衡。因此一般在曝气支管上都会设置淤积水排出阀门引出到曝气池表面,将曝气支管内的积水排出,避免造成管内阻力不均衡。

      其实在污水厂中还有很多这种利用水力学原理进行设计和工艺管理,但是往往运行人员已经进行了,却没有意识到这是因为水力学原理才使工作这样进行的,希望通过这两篇文章的讨论,能引起更多的运行人员关注水力学原理在污水厂的实际的运行管理中的应用,学习和掌握一定的水力学知识,使运行管理更科学,也更加轻松,能把复杂的运行工况清晰简单起来,实现更优质的工艺管控。

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