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【摘 要】冬春交替，西朗污水厂频繁出现溶解氧不足情况，且多发生在夜间。为查明原因，对工艺系统的运行参数、自然环境因素及曝气系统等方面进行了全面测试和分析，采取曝气头酸洗，改变曝气支管开度和供氧面积等调整措施，保证污水厂溶解氧的稳定。
【关键词】曝气系统；溶解氧不足；气温；湿度；酸洗
1、工程概况
西朗污水处理厂采用改良A2/O工艺，设计日处理量为20万吨。分A、B两系列，单池设计处理水量为10万吨/日，设计系数为1.3。曝气系统采用鼓风曝气，利用离心鼓风机，通过管道将空气输送至好氧段盘式橡胶微孔曝气头，实现曝气效果。
2、影响因素分析
2.1运行参数分析
西朗厂对厂区混合进水进行分时段取样工作，化验结果显示，夜间进水水质高于白天的有11天，当中有11天出现溶解氧不足情况；白天进水水质高于夜间的有5天，当中有2天出现溶解氧不足的情况。以上情况符合厂区夜间溶解氧不足情况多于白天的现象。
然而，2011年11月份月均进水COD达到173mg/L，与2012年2月份进水COD平均值175mg/L基本持平。但2011年11月仅发生5次溶解氧不足的情况，而2012年2月则达到21次。进水水质波动对溶解氧的存在一定影响，但并非溶解氧不足的决定因素。
2.2曝气系统
2.2.1鼓风机供气量
西朗厂鼓风机风机流量范围是10800-24000m3/h，运行单台鼓风机时，在鼓风机进口导叶自动调节至90%左右、出口扩压器自动调节至接近100%的情况下，鼓风机基本稳定在17500m3/h-19500m3/h的供气量之间，与鼓风机设计最高流量24000m3/h有较大距离。
可以看到，曝气系统相当一部分风量消耗在克服各种阻力上，导致单台鼓风机实际风量只有设计最高流量的72.9%-81.3%。
2.2.2各好氧段供气情况
目前厂区供氧系统溶解氧不足频繁度自高到低依次为B系列好氧二段（B6）、B系列好氧一段（B5）、A系列好氧二段（A6）、A系列好氧一段（A5）。在采取同样调整措施的情况下，B6、B5较A系列难恢复至正常溶解氧水平。结合分析，溶解氧不足位置的顺序与各好氧段至鼓风机房的距离存在关联，即输气管道越长，越容易出现溶解氧不足。
测试得出，各好氧段管道末端压力从高至低排列依次为B6、B5、A6、A5段，与上述的各段溶解氧不足情况频繁度相符。B6段作为距离鼓风机房最远的一段，管道压力较其他各段较差，造成堵塞，导致末端压力上升。。
由此可见，曝气系统的管道阻力是西朗厂溶解氧不足的影响因素之一。
2.3自然环境因素
2.3.1水温
水温主要通过影响水的黏度和溶解氧饱和度来影响氧在水中的传质。当温度上升时，氧的传质系数随之上升，而氧气在水中饱和浓度下降，因此水温对氧传递速率的影响不显著。[1]
2009年至2011年西朗厂生化系统水温变化区别不大，且生化系统并未在水温最低时出现生化系统24小时溶解氧不足的情况。可见水温并非造成溶解氧不足的主要原因。
2.3.2气温和湿度
冬春季节，南方多雨雾季节，气温不高，空气的相对湿度较大，露点温度较高。受昼夜温差的影响，空气的饱和蒸气压在夜间进一步下降，此时空气中过量的水分析出，導致管道内存在大量水分，加大了管道阻力。而由于管道阻力加大，管道压力上升，进一步加大了空气的水蒸气分压，提高露点温度，致使空气中的水分更容易析出。由此可得，冬春季节的气温和湿度，对曝气系统造成较大影响。
3、调整措施
3.1调整分支曝气管数量及开度
一般情况下，A、B系列好氧一段共8根分支曝气支管，其中1#至4#为全开，5#开度为25%，6#至8#为全关；好氧二段共6根分支曝气支管，1#至3#全开，4#和5#（接近内回流泵进水口）开度为25%，6#为全开。运行人员根据各段溶解氧不足现象，增加分支曝气管数量或加大开度，降低该好氧段管道阻力，加强曝气效果。
3.2调整溶解氧设定值
西朗厂将好氧一段溶解氧设置高于好氧二段0.5mg/L至1.0mg/L，增加好氧一段曝气量，加强好氧一段的污染物去除能力，降低好氧二段的处理负荷和需氧量，改善溶解氧不足的情况。
3.3曝气头酸洗
西朗厂引入了曝气头酸洗措施，通过向输气管内加入甲酸，去除曝气头中的堵塞物。而每次采取酸洗措施后，曝气系统的运行均得到明显的改善，生化系统溶解氧不足的情况也有所改善。如2月6日安排对B6段曝气头酸洗，酸洗后B6段溶解氧情况明显改善，而其他各段陆续出现溶解氧不足情况。2月17日对A5和A6段曝气头酸洗，酸洗后重新转变为B6段溶解氧不足，其他各系列溶解氧达到设定要求。分析可得，B6段酸洗后管道出口堵塞情况得到改善，曝气效果得到提高，而A系列好氧段酸洗后管道压力损失降低，压力分配重新改变，而B6段处于管道末端，管道压力不足导致溶解氧不足。可见，酸洗曝气头能够降低系统的阻力损失，加强曝气效果。
4、结语
西朗厂针对溶解氧不足的情况，从厂区运行参数、自然影响因素及曝气系统三方面进行分析。结果显示，进水水质波动、季节性的气温和湿度以及曝气系统管道和曝气头阻力损失是影响西朗厂供氧效果的主要因素。而通过采取调整分支曝气管数量和开度、溶解氧设定值、冷凝水排空管开启时间及加大曝气头酸洗密度等措施，有利于改善生化系统运行状况。
参考文献
[1]毕学军.城市污水处理厂曝气系统节能降耗影响因素及控制模式研究[D].青岛理工大 学工学硕士学位论文，2010.
[2]相对湿度原理及计算方法.
【关键词】曝气系统；溶解氧不足；气温；湿度；酸洗
1、工程概况
西朗污水处理厂采用改良A2/O工艺，设计日处理量为20万吨。分A、B两系列，单池设计处理水量为10万吨/日，设计系数为1.3。曝气系统采用鼓风曝气，利用离心鼓风机，通过管道将空气输送至好氧段盘式橡胶微孔曝气头，实现曝气效果。
2、影响因素分析
2.1运行参数分析
西朗厂对厂区混合进水进行分时段取样工作，化验结果显示，夜间进水水质高于白天的有11天，当中有11天出现溶解氧不足情况；白天进水水质高于夜间的有5天，当中有2天出现溶解氧不足的情况。以上情况符合厂区夜间溶解氧不足情况多于白天的现象。
然而，2011年11月份月均进水COD达到173mg/L，与2012年2月份进水COD平均值175mg/L基本持平。但2011年11月仅发生5次溶解氧不足的情况，而2012年2月则达到21次。进水水质波动对溶解氧的存在一定影响，但并非溶解氧不足的决定因素。
2.2曝气系统
2.2.1鼓风机供气量
西朗厂鼓风机风机流量范围是10800-24000m3/h，运行单台鼓风机时，在鼓风机进口导叶自动调节至90%左右、出口扩压器自动调节至接近100%的情况下，鼓风机基本稳定在17500m3/h-19500m3/h的供气量之间，与鼓风机设计最高流量24000m3/h有较大距离。
可以看到，曝气系统相当一部分风量消耗在克服各种阻力上，导致单台鼓风机实际风量只有设计最高流量的72.9%-81.3%。
2.2.2各好氧段供气情况
目前厂区供氧系统溶解氧不足频繁度自高到低依次为B系列好氧二段（B6）、B系列好氧一段（B5）、A系列好氧二段（A6）、A系列好氧一段（A5）。在采取同样调整措施的情况下，B6、B5较A系列难恢复至正常溶解氧水平。结合分析，溶解氧不足位置的顺序与各好氧段至鼓风机房的距离存在关联，即输气管道越长，越容易出现溶解氧不足。
测试得出，各好氧段管道末端压力从高至低排列依次为B6、B5、A6、A5段，与上述的各段溶解氧不足情况频繁度相符。B6段作为距离鼓风机房最远的一段，管道压力较其他各段较差，造成堵塞，导致末端压力上升。。
由此可见，曝气系统的管道阻力是西朗厂溶解氧不足的影响因素之一。
2.3自然环境因素
2.3.1水温
水温主要通过影响水的黏度和溶解氧饱和度来影响氧在水中的传质。当温度上升时，氧的传质系数随之上升，而氧气在水中饱和浓度下降，因此水温对氧传递速率的影响不显著。[1]
2009年至2011年西朗厂生化系统水温变化区别不大，且生化系统并未在水温最低时出现生化系统24小时溶解氧不足的情况。可见水温并非造成溶解氧不足的主要原因。
2.3.2气温和湿度
冬春季节，南方多雨雾季节，气温不高，空气的相对湿度较大，露点温度较高。受昼夜温差的影响，空气的饱和蒸气压在夜间进一步下降，此时空气中过量的水分析出，導致管道内存在大量水分，加大了管道阻力。而由于管道阻力加大，管道压力上升，进一步加大了空气的水蒸气分压，提高露点温度，致使空气中的水分更容易析出。由此可得，冬春季节的气温和湿度，对曝气系统造成较大影响。
3、调整措施
3.1调整分支曝气管数量及开度
一般情况下，A、B系列好氧一段共8根分支曝气支管，其中1#至4#为全开，5#开度为25%，6#至8#为全关；好氧二段共6根分支曝气支管，1#至3#全开，4#和5#（接近内回流泵进水口）开度为25%，6#为全开。运行人员根据各段溶解氧不足现象，增加分支曝气管数量或加大开度，降低该好氧段管道阻力，加强曝气效果。
3.2调整溶解氧设定值
西朗厂将好氧一段溶解氧设置高于好氧二段0.5mg/L至1.0mg/L，增加好氧一段曝气量，加强好氧一段的污染物去除能力，降低好氧二段的处理负荷和需氧量，改善溶解氧不足的情况。
3.3曝气头酸洗
西朗厂引入了曝气头酸洗措施，通过向输气管内加入甲酸，去除曝气头中的堵塞物。而每次采取酸洗措施后，曝气系统的运行均得到明显的改善，生化系统溶解氧不足的情况也有所改善。如2月6日安排对B6段曝气头酸洗，酸洗后B6段溶解氧情况明显改善，而其他各段陆续出现溶解氧不足情况。2月17日对A5和A6段曝气头酸洗，酸洗后重新转变为B6段溶解氧不足，其他各系列溶解氧达到设定要求。分析可得，B6段酸洗后管道出口堵塞情况得到改善，曝气效果得到提高，而A系列好氧段酸洗后管道压力损失降低，压力分配重新改变，而B6段处于管道末端，管道压力不足导致溶解氧不足。可见，酸洗曝气头能够降低系统的阻力损失，加强曝气效果。
4、结语
西朗厂针对溶解氧不足的情况，从厂区运行参数、自然影响因素及曝气系统三方面进行分析。结果显示，进水水质波动、季节性的气温和湿度以及曝气系统管道和曝气头阻力损失是影响西朗厂供氧效果的主要因素。而通过采取调整分支曝气管数量和开度、溶解氧设定值、冷凝水排空管开启时间及加大曝气头酸洗密度等措施，有利于改善生化系统运行状况。
参考文献
[1]毕学军.城市污水处理厂曝气系统节能降耗影响因素及控制模式研究[D].青岛理工大 学工学硕士学位论文，2010.
[2]相对湿度原理及计算方法.