运行与管理曝气沉砂池的运行管理与技术改造陈 政, 韩朝光, 林 静(海口市白沙门污水处理厂,海南海口570208)摘 要: 介绍了白沙门污水处理厂曝气沉砂池工段的设计特点及主要设计参数,针对运行中存在的排砂泵与管道堵塞等问题进行了分析并提出了对策,同时为改善出砂效果进行了一系列工艺改进,取得了良好的效果。

关键词: 曝气沉砂池; 运行管理; 堵塞; 技术改造; 出砂效果中图分类号:TU991.2 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2003)08-0100-03海口市白沙门污水厂的曝气沉砂池运行几年来,除砂效果一直不太理想,同时也多次出现过排砂泵与管道堵塞问题,对生产造成了一定的影响。

1 工艺流程及设备工艺流程见图1。

图1 工艺流程图钢筋混凝土矩形双格曝气沉砂池的平面尺寸为27.25m 25.9m 。

刮砂渠道底高程为3.55m 。

积砂坑高程为0.05m 。

池分两组,每组两格,单组设计流量为2 1.13m 3s,最大水平流速为0.1m s,水力停留时间为3.2min,单格宽为3m,最小水深为4.0m,单格过水断面面积为11.3m 2,总风量为3260m 3d 。

在沉砂池侧墙上设置一排空气扩散器以使污水产生横向流动,形成螺旋形的旋转流态,这一特殊流态可以使有机悬浮物保持悬浮状态而不随砂粒下沉。

同时,由于砂粒密度比污水大,通过离心作用将砂粒旋至旋流的外圈,从而与污水产生旋转摩擦,砂粒表面附着的有机物被冲洗到污水中。

由于上述原理,曝气沉砂池排出的沉砂中有机物含量较低。

另外,由于曝气的气浮作用,污水中的油脂类物质会升至水面形成浮渣而被去除。

此池的一重要优点为可以通过调整曝气强度使沉砂池适应污水量及水中砂粒径的变化,保证稳定的沉砂效果。

主要机械设备见表1。

表1 主要机械设备机械设备尺寸或运行参数数量产地双跨桥式刮砂桥跨度:10.5m 池深:4.7m 2台德国可提升式排砂潜水泵流量:35m 3 h 扬程:60k Pa 4台德国沉砂用粗泡曝气装置长度:20.20m 容积:216m 34套德国排浮渣偏心螺杆泵流量:20m 3 h 扬程:250k Pa 2台德国螺旋式砂水分离器生产能力:70m 3 d2台德国手动进水闸板宽=1.6m 高=1.8m 4台德国浮渣排除阀宽=1.2m 高=1m 4台德国沉砂池电动连通闸板宽=2m 高=1.8m 1台德国出水闸板宽=1.6m 高=1.8m4台中国2 运行中出现的问题及对策2 1 刮砂机在运行中曾经因刮砂桥行走轮走道上有异物而卡住行走轮或因走道上有油脂使行走轮打滑等原因而造成刮砂机停机,所以平时应注意保持走道清洁。

刮砂板还曾出现如下事故:因刮板边缘橡胶与池壁接触,在刮板提升或放下时造成的刮板晃动使刮板磁感应限位开关因对位不准而无法产生停止信号,刮板电机的连续运转最终使刮板收放钢丝绳缠绕在卷轴上卡死,导致刮砂桥停机。

为避免这一事故发100 中国给水排水2003Vol.19 C HI NA WATE R &WASTE WATER No.8生,可以将刮板边缘橡胶切短,使之不与池壁接触,在运行中保持平稳。

2 2 浮渣闸板向下开启时,浮渣中的纤维、塑料袋等物会缠绕在螺杆上,因螺杆在旋转时与螺母的摩擦阻力增大而使电机跳闸。

若跳闸时闸板顶部在水面以下则沉砂池水会不断流入浮渣井,此时若不能及时发现则会因浮渣泵抽水不及时而使浮渣井充满并溢出。

所以应定时清除螺杆上的缠绕物,做好闸板的维护保养工作。

2 3 排砂泵最常见的问题是:集砂井中积累的大量积砂将泵及泵的吸口埋住,造成排砂泵吸口无法与水接触,也就无法工作。

另外异物被吸入泵中将泵卡死也是常见的故障。

造成积砂的原因为:若刮砂机因故停机而操作人员又未及时发现,则会因排砂泵长时间不启动而造成集砂井大量积砂使排砂泵被埋。

针对这一问题,操作人员应密切监视刮砂机的运行。

如出现停机应及时排除故障,若无法停止运行操作人员应启动排砂泵抽砂。

在出现暴雨或城市中有下水道及道路施工时,也可能出现来水中砂粒突然增多的情况,此时如不调整刮砂桥及排砂泵的运行时间,则可能出现因刮砂桥一次刮过来的砂量过多而使排砂泵被埋。

为此应密切注意天气预报及来砂量,如果上游出现大雨或来砂量突然增大,则可将刮砂桥的刮砂时间间隔缩短或将排砂泵的运行时间延长,并加强对排砂泵的检查。

埋砂不严重时应及时停止刮砂桥的运行,反复开泵、停泵,直到泵恢复工作。

如水流逐渐变旺,而含砂量逐渐减少并恢复正常则说明吸口处已吸成空洞。

如水减少则反复开泵、停泵至恢复正常运行。

在进行以上操作时,可在排砂泵输砂管道上的冲洗口接上消防水,直到泵恢复正常为止。

接消防水的目的在于降低管中砂浆的浓度,从而减少砂浆在管中流动的阻力,避免管道被堵。

当埋砂较为严重时,可将排砂泵输砂管道上的阀门关上,从位于阀门和排砂泵之间的冲洗口接入消防水,反冲沉砂泵吸口处的积砂在此处形成空洞后再按埋砂不很严重时的处理方法进行处理。

操作人员在整个操作过程中应随时监视以防止吸口被重新埋入砂中。

如果上述方法仍不起作用,说明砂子太多或板结,必须排空池子进行人工清砂。

2 4 输砂管道输砂管道也会出现被堵的情况,原因为:积砂井中的积砂过多,有机污泥含量过大使抽入管道中的砂浆浓度过大。

所以平时要留意沉砂池的来砂量,及时调整刮砂桥的运行时间,使积砂井中的积砂不至于过量。

另外应注意曝气量过小或停曝会使有机污泥含量过多。

当管道堵塞时,可从消防口接入消防水冲洗管道或用疏通车疏通管道。

在清洗管道过程中一定要确认管道中的泥砂已被完全清除方可恢复正常运转以防重新被堵。

管道上的阀门也是造成管道被堵的重要原因。

阀门处容易被筷子、纤维及塑料袋等堵塞,如常出现此类情况应检查前级格栅的拦截效果,加强上游下水道的管理。

当堵塞不严重时,可将阀门拆下并取出异物即可恢复正常运行;当堵塞严重时则必须把管道中的泥砂清理干净方可恢复运行。

2 5 砂水分离器如砂水分离器中进入的有机污泥过多,在螺旋的搅拌下砂子、有机物和水会形成胶状的混合物,使砂无法沉入砂斗底部,分离器无法将这些砂分离出来。

如果操作者发现分离器长期不出砂但系统中各设备运转正常,就可能是上述情况。

此时应采取增加曝气量、提高流速等措施以减少有机污泥的沉积。

3 技术改造原浮渣井中的静压液位计导线易被井中浮于水面的过量浮渣夹住,而使液位计随水位而升降,导致其测量值不准确。

为此于井中插入一不锈钢管直至井底,管顶部在水面之上,让液位计导线从管中穿过,始终处于池底而不随水位升降,从而保证了测量值的准确性。

输送砂浆的管道原来是普通钢管,经过1 ~2年的运行后管内壁会出现严重锈蚀,管壁变得粗糙会造成管道堵塞和增加管道阻力,从而增大管道被堵的可能性。

为此将普通钢管换为不锈钢管,从而解决了因锈蚀出现的一系列问题。

将容易被异物卡住的蝶阀更换为闸阀,使阀门堵塞的现象大为减少。

对原输砂管道走向进行改造。

众所周知进入分离器中的水量越小则其水力负荷越小、停留时间越长,越有利于砂子的沉积。

原管道的设计为(如图2a):当C1刮砂桥运行101时,对应的A1、A2泵启动,抽出的砂浆流入B2砂水分离器;C2刮砂桥运行时,对应的A3、A4泵启动,抽出的砂浆流入B1砂水分离器,出砂效果不佳。

为此把管道改造为(如图2b):当A1、A2泵启动时,A1泵抽出的砂浆流入B2砂水分离器,A2泵抽出的砂浆流入B1砂水分离器;当A3、A4泵启动时,A3泵抽出的砂浆流入B2砂水分离器,A4泵抽出的砂浆流入B1砂水分离器,这样就使砂水分离器的水力负荷减少了一半,停留时间增加了一倍,明显改善了出砂效果。

图2 输砂管道走向的改造示意图在输砂管道上添加稳流筒(见图2)。

在流量一定的情况下,进入分离机中的水流能量越小则水流越平稳,越有利于砂子在分离器中的沉积,出砂效果越好。

在管道上加一稳流筒使水流先经稳流筒再进入砂水分离器,增大了水流的水头损失,使进入分离器中的水流能量大为降低,出砂量明显增加。

筒的尺寸:长为100cm,宽为60cm,高为100cm 。

在筒底水流出口处设有一活动挡板,可调节水流出口处的过水断面,进而改变水头损失。

可以通过实践找到这样一个平衡点,即在确保筒底出水口不被积砂掩埋的情况下,通过调节活动挡板的开启度使出水口的过水断面尽可能地小,从而使水头损失尽可能地大,提高出砂效果。

同时应及时清理缠在挡板上的纤维及挡在出水口处的物体(如筷子)以减少出水口被砂堵塞的情况。

另外在接近顶部的筒壁处设有一溢流口,万一发生堵塞可使溢出来的水由溢流口流回沉砂池,避免水从筒中溢出。

由于水流能量被削减,输砂管也可能出现积砂堵塞,运行中应加以注意。

对砂水分离器进行改造(见图3)。

在砂水分离器中的水平面以下、进水口之上设置一个与砂水分离器水面表面积一样大的滤网,使水流通过砂网从溢流槽流出,减少了分离器中水流的扰动。

在分离器进水口下加一块弧型钢制散水板,它使从进水口流出的混合砂浆散开并沿斗壁流到斗底,避免水流直接冲击斗底,有利于砂在斗底的沉积。

图3 砂水分离器改造示意图在砂水分离器的实际运行中发现,因机中短时进入的砂子过多而使柔性空心螺旋被垫高而偏向一侧从而磨穿机壁的现象。

可通过在机内壁螺旋两侧各加一限位板以避免螺旋垫高时与机壁发生接触。

采用以上几种改进措施后出砂效果明显改善,出砂量由改进前的4m 3月提高到22m 3月。

4 结语曝气沉砂池投产3年多来,围绕如何改善其出砂效果而采取了各种措施,取得了良好的效果,为今后曝气沉砂池工段的设计与设备选型提供了宝贵的实践经验。

参考文献:[1] 张自杰.排水工程(第3版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.[2] 王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理[M].北京:科技出版社,1997.电话:(0898)66183175E -mail :fulo82002@ 收稿日期:2003-03-14102。