UNITANK工藝在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用
摘 要:廣東省某城鎮(zhèn)污水處理廠采用UNITANK新工藝，在項(xiàng)目的運(yùn)行中，根據(jù)具體情況采取了較為有效的應(yīng)對(duì)措施，克服了該工藝應(yīng)用于大型污水處理廠的不足，運(yùn)行效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到國(guó)家一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:污水處理廠;UNITANK工藝;運(yùn)行效果
UNITANK工藝運(yùn)行靈活、處理效果穩(wěn)定、工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用較低，與傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝相比具在占地面積小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。廣東某城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模為10×104m3/d，采用UNITANK工藝，已正常運(yùn)行多年。
UNITANK工藝流程如下圖所示。
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1 工程設(shè)計(jì)
1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)
該污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1×105m3/d；污水綜合變化系數(shù)K取1.30，截流倍數(shù)取1.0，雨季時(shí)提升泵房、格柵、沉砂池的總處理能力為2×105m3/d，生化系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)處理能力為1×105m3/d。
設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
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1.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
（1）提升泵房
提升泵：采用離心式潛水污水泵3臺(tái)，2用1備，潛水泵額定流量2800m3/h，揚(yáng)程13.5m，功率150kW。進(jìn)水粗格柵：共2臺(tái)，柵寬1.8m，柵距20mm，過柵流速0.55m/s。
（2）沉砂池
單池直徑為4.9m，水力停留時(shí)間0.5min，有效容積20.2m3。
（3）UNITANK生化反應(yīng)池
UNITANK生化反應(yīng)池共設(shè)4組，每組設(shè)計(jì)處理規(guī)模2.5×104m3/d，每組由3個(gè)正方形的池體組成，每個(gè)池的尺寸為27×27（m），池深6.8m，池內(nèi)設(shè)微孔曝氣頭，邊池1164個(gè)，中池1052個(gè)，曝氣頭間距600～800mm，服務(wù)面積0.7m2/個(gè)。每個(gè)池內(nèi)設(shè)兩臺(tái)攪拌器，單機(jī)功率為7.5kW，每組邊池各設(shè)一臺(tái)剩余污泥泵，單泵流量Q=60m3/h，揚(yáng)程H=10m。
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| 某污水處理廠UNITANK生化反應(yīng)池 |
（4）儲(chǔ)泥池及脫水機(jī)房
設(shè)一座儲(chǔ)泥池，尺寸為16×8×4（m），分兩格，池內(nèi)設(shè)有攪拌器，但由于攪拌效果不明顯，故在池內(nèi)增設(shè)曝氣裝置，以減少磷在污泥儲(chǔ)泥池內(nèi)的釋放，降低濃縮液回流給系統(tǒng)帶來的磷的負(fù)荷。
脫水機(jī)房平面尺寸為35×14（m），內(nèi)裝一體化污泥帶式脫水機(jī)3臺(tái)，2用1備。單臺(tái)主要性能參數(shù)：處理能力750m3/d，帶寬2m。每套脫水機(jī)設(shè)備總功率約30.3kW。
（5）除磷加藥間、加氯間及接觸消毒池
采用氯消毒方式（后已改造為紫外消毒），采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，接觸時(shí)間為30min，平面尺寸為22.6×8.8（m），有效水深3m。液氯由加氯間投放，加氯間平面尺寸為22.6×8.8（m）。除磷加藥泵共5臺(tái)。除磷加藥儲(chǔ)藥罐共2個(gè)。
1.3 自控系統(tǒng)
污水處理廠采用集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，全廠設(shè)1個(gè)計(jì)算機(jī)控制中心，4個(gè)PLC現(xiàn)場(chǎng)工作站，系統(tǒng)由檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)工作站及控制中心三級(jí)組成，可自動(dòng)監(jiān)測(cè)跟蹤及控制設(shè)備運(yùn)行，并在需要和故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)行打印備份。
所有工藝流程中的主要電機(jī)設(shè)備運(yùn)行均采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)置于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可在機(jī)旁箱上操作，主要在安裝調(diào)試和設(shè)備檢修時(shí)使用；當(dāng)置于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可在中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，也可根據(jù)工藝要求在PLC上進(jìn)行單元自動(dòng)控制。正常運(yùn)行采用自動(dòng)控制方式，工藝參數(shù)及程序的設(shè)定有保密等級(jí)等保護(hù)措施，不可隨意變動(dòng)，必要時(shí)可由自控及工藝專業(yè)工程師進(jìn)行更改。
2 運(yùn)行情況
（1）UNITANK工藝具有一定的抗水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力
由于UNITANK工藝的兩個(gè)邊池在作為沉淀池使用時(shí)，積累了大量經(jīng)過再生且具有較高活性的污泥，能夠高效地降解污水中的有機(jī)物，因而UNITANK工藝具有耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)。
（2）UNITANK工藝的運(yùn)行具有時(shí)序性
由于UNITANK工藝的運(yùn)行具有時(shí)序性，因此其需氧量在一個(gè)運(yùn)行周期中呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。在生產(chǎn)過程中必須對(duì)風(fēng)機(jī)的進(jìn)出導(dǎo)葉的開啟度進(jìn)行及時(shí)調(diào)控，以保證DO濃度維持在一個(gè)合理范圍。
（3）需選用剛性材質(zhì)的曝氣裝置
由于工藝的周期運(yùn)行方式，使曝氣頭的開停較為頻繁，而安裝橡膠材質(zhì)的曝氣頭易老化、破裂，因此建議選用剛性材質(zhì)的曝氣裝置，但該工藝有關(guān)剛性材質(zhì)曝氣裝置的選用還有待于進(jìn)一步的工程實(shí)踐驗(yàn)證。
（4）UNITANK工藝具有較好的脫氮除磷效果
脫氮大部分發(fā)生在中池，小部分發(fā)生在進(jìn)水池。由于反硝化會(huì)導(dǎo)致污泥上浮，故一般控制要求脫氮不在作為沉淀池出水的邊池進(jìn)行。通過控制中間池的間歇曝氣/攪拌，利用被污泥吸附未降解的BOD，以及被污泥吸收轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)之后呼吸作用所提供的碳源來實(shí)現(xiàn)反硝化。除磷主要控制在邊池進(jìn)行，溶解性BOD在進(jìn)水池中被最大程度地用于除磷，為除磷的碳源需求創(chuàng)造了有利的條件。
該項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)一直保持良好。其2009年的運(yùn)行情況見表2。
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3 存在問題及建議
在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)就以下問題UNITANK工藝尚需做進(jìn)一步的優(yōu)化，并在將來的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)引起足夠的重視。
（1）鼓風(fēng)機(jī)的喘震問題
現(xiàn)有的3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口風(fēng)壓值分別為1.1、1.789bar，壓差值為0.689bar，實(shí)際運(yùn)行中風(fēng)機(jī)工作在臨界狀態(tài)，經(jīng)常超過風(fēng)機(jī)的額定壓差值，前期經(jīng)常出現(xiàn)喘震現(xiàn)象，目前依靠
調(diào)整時(shí)序和酸洗曝氣頭等措施來控制喘震現(xiàn)象，但是限制了工藝時(shí)序調(diào)整的靈活性。
建議：鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓選型時(shí)應(yīng)充分考慮UNITANK工藝空氣需求量變化較大的特點(diǎn)，在滿足并聯(lián)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高出口風(fēng)壓值，避免鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)頻繁喘震的現(xiàn)象。
（2）UNITANK反應(yīng)池的放空檢修問題
在實(shí)際運(yùn)行中，如對(duì)某一組UNITANK反應(yīng)池放空檢修，在恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)必須將其它三組活性污泥放空到提升泵房再重新分配，造成二次提升的泵源浪費(fèi)。
建議：放空管路之間增加閥門和管道泵，使之具有原放空功能之外，能夠讓各條線的污泥可以互相靈活調(diào)度，方便調(diào)試及檢修等。
（3）UNITANK反應(yīng)池的排泥問題
由于UNITANK工藝沒有專門的沉淀池，兩個(gè)邊池通過時(shí)序的變化來沉淀出水，邊池池底是平底，沒有設(shè)計(jì)集泥坑，當(dāng)剩余污泥泵把吸入口的泥抽空后，遠(yuǎn)處的泥過不來，導(dǎo)致剩余污泥泵運(yùn)行幾分鐘后只排水、不排泥，大大影響了排泥效果和污泥脫水效果。
建議：調(diào)整常規(guī)的時(shí)序運(yùn)作模式，改變連續(xù)排泥的方式，通過觀測(cè)每次排泥濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，確定最大的單次排泥時(shí)間，分多次進(jìn)行排泥。由于受UNITANK各運(yùn)行階段的時(shí)間限制，該調(diào)整方法具有一定的局限性，但如果時(shí)間分配得合理，還是可以有效提高排泥濃度的。
4 結(jié)論
UNITANK工藝構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊、占地省、投資省，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操控，是一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的污（廢）水處理工藝，在處理城市生活污水方面具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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作者：莊艷芳1, 賈國(guó)寧2，劉嘉宇1(1.廣州市深水大通水務(wù)有限公司；2.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）
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