污水处理厂运行改造
天津大沽化工污水处理装置的运行缺陷与改造措施
天津大沽化工股份有限公司PO分厂 王红光 天津大沽化工股份有限公司安环处 王海波
摘要：根据天津大沽化污水处理装置在实际运行过程中出现的水泵及管道结垢，预处理控制指标超标，均质沉淀池（简称均沉池）排泥不均堵塞和曝气头堵塞问题。我们分别采取明渠和环氧丙烷废水分流，均沉池排泥和剩余污泥分流和环氧丙烷废水预处理措施解决结垢和预处理指标超标的问题，同时针对均沉池排泥不均和管道堵塞的问题，我们进行了排泥管的改造等。
关键词：污水处理、环氧丙烷（PO）废水、高PH值、管道结垢、管道堵塞、曝气头堵塞 一、概况
天津大沽化工股份有限公司位于天津市塘沽区，公司主要产品有烧碱、液氯、聚氯乙烯、环氧丙烷（简称环丙）等，其中聚氯乙烯废水具有高PH值、高悬浮物和环氧丙烷废水具有高悬浮物、高PH值、高CLˉ、高温等处理难点。本装置污水主要分为两部分，一是PO废水，经管道直接输送至污水处理场区，二是明渠废水，全公司其它废水均由明渠自流至污水处理场。本装置日处理污水能力为4万吨，分为预处理、生化处理和污泥处理三个单元，生化处理单元采用传统活性污泥法和接触氧化法的两级处理，其工艺流程见图一。
图一
天津大沽化工污水处理装置2005年7月正式开车，经过两年的运行，目前装置运行稳定，出水指标COD、PH、SS、NH3-N、TP等均达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准中的二级标准。 二、
运行中存在的缺陷
经过两年的运行污水处理装置也暴露出一些问题，归纳总结如下： 1、 部分水泵和管道堵塞严重
①集水池污水提升泵及其管道结垢严重
集水池污水提升泵P-101泵组为三开一备，单泵的最大能力为750 m/h，然而经过一段时间的运行后发现水泵的能力呈明显下降的趋势。我们在对水泵进行检修时发现泵壳、叶轮和进出口有一层大约20mm左右的乳黄色的垢物质，经分析确认其主要成分为碳酸钙。然后对明渠水和PO废水进行仔细的分析后发现，明渠水含有大量的碳酸盐（大约为600mg/L），而PO污水中含有大量的Ca(OH)2，当明渠水与PO水混合后迅速生成碳酸钙垢，硬度强，致使P-101泵及管道垢堵严重，不但直接影响了系统的进水能力，还给阀门的调节带来极大的不便。
②污泥浓缩池进口管道结垢堵塞严重
均沉池的泥浆和生化处理的剩余污泥一同经泵输送至污泥浓缩池，2007年5月在对污泥浓缩池进口管更换阀门的过程中发现，原有的DN200的进口管道内结垢严重，厚度达到70mm，而且硬度较高，也给泥浆的输送和阀门的调节产生了不利影响。但污泥浓缩池管道垢明显与P-101泵的是不相同的，首先颜色不同，要比P-101泵垢的颜色深，然后是硬度不同，比P-101泵垢硬度要小。在原因的调查中发现，均沉池的泥浆泵和剩余污泥泵及其管道都没有结构堵塞现象，经分析研究确认，污泥浓缩池的管道垢其主要成分是碳酸钙和剩余污泥，是由于均沉池泥浆和剩余污泥混合后产生的碳酸钙和剩余污泥的混合垢。
2、 均沉池排泥不均、堵塞
本处理装置均质沉淀池为4座幅流式沉淀池，内径为32.9m，为保证来水均匀，设计污水停留时间为10小时，池底部沉淀的泥浆汇集到配水集泥井（V-103），经污泥泵（(P-103abc）送至污泥浓缩池（V-401ab）。均沉池进水采用手动阀门调节，单池没有流量监测装置，进水量不均，经过长时间的累积，经常出现某单池泥浆大量淤积，而其余的均沉池泥浆浓度低，粘度小，污泥泵所输送的泥浆只是剩余的三个均沉池的泥浆，导致泥浆多池子淤积的越来越多，严重影响系统的
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均衡和沉降效果，如果长时间运行，极有可能出现单个均沉池排泥管堵死的严重问题。
3、 预处理指标超标
预处理指标要求：PH ≤11，SS≤300。PO分厂三期顺利开车后，PO的产能从原来的10.5 t/h增加到了18 t/h，如果按每生产一吨PO产生58吨废水计算，就是PO废水由原来的609 t/h增加到了1044 t/h。由于PO废水具有高PH值、高温、高盐、高悬浮物的特点（见表1），是污水处理的主要难点。
PO皂化废水特性
表1
目前是采用明渠水（包括海河水）作为PO废水的稀释水，但明渠水毕竟是其它分厂的化工废水，其PH值、SS和Clˉ等都相对较高。PO废水的悬浮物，其主要成分为Ca(OH)2，如果仍是用明渠水直接进行稀释，对降低混合水的PH值不明显。尤其是公司生产PO、PVC规模扩大以后，明渠水水质下降，PH值的波动大。见表2（扩产前）和表3（扩产后）和图二
表2
表3
明渠水质下降主要的原因是公司生产规模扩大以后，原沉降池的负荷大幅增加，经常会出现沉降池溢流水夹带大量未能沉降的电石灰水（主要成分为CaOH2），致使明渠PH值升高。
皂化废水温度高，水量增加以后，混合水的温度相应升高，曝气池温度一旦超过40℃，对细菌会构成严重威胁，因此必须对PO皂化废水进行降温和沉降的预处理，降低其处理难度。活性污泥在不同温度下的污泥指数见表4、表5
表4
图三
4、 曝气头堵塞
由于大沽化废水具有高盐、高PH值的特点，一段曝气池中有较高的污泥浓度，因此本曝气装置采用不宜堵塞的散流曝气器，曝气强度约为5m/m·h。但经过一年的运行后，曝气头出现大量的堵塞问题，在一段曝气池A池的1328个曝气头中有大约70%的曝气头完全堵死，致使一段曝气池（活性污泥）的曝气效率明显下降，出现曝气不均，污泥沉积等现象，据估算沉积污泥大约有8000 m，而该曝气池的有效容积为29574 m，污水的实际停留时间为17.4h，而积泥缩小了曝气池的有效容积，将实际停留时间缩短为12.7h,严重缩短了生化处理时间，不能达到预期的COD去除率，影响到整个工艺系统的运行。
2006年6月我们对一段曝气池的曝气头进行了清理检修，在检修的过程中发现，曝气头被铁锈垢和污泥垢堵塞，其中主要原因：1、鼓风机在06年3月、4月由于停电和检修原因经历了几次停机，致使污泥沉积，在水压的作用下池底的高浓度污泥倒窜入曝气管内，鼓风机开机后，由于风压下和曝气头风速低，少量污泥积存于曝气管内，甚至有些曝气头气孔被污泥中的杂物堵住，无法正常曝气；2、曝气头处于气液界面，由于风压的波动，泥水混合物在曝气头的内外部来回窜动，少量污泥残留在管道内，在空气的作用下逐渐干化、硬化，而且由于
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水份的侵入，使管道很快生锈，日积月累使曝气头堵塞。 三、
改造方案
针对现阶段运行中存在的问题，我们进行了以下方面的改造：
1、 对污水场均沉池进水管线进行改造，将PO水和明渠水分开进均沉池，PO
废水利用PO装置区内污水输送泵P-372/P-472泵直接送入V-102均沉池，明渠水通过P-101泵提升进入均沉池。
2、 对污泥浓缩池的进口管路进行改造，将均沉池的泥浆和剩余污泥分流进
污泥浓缩池，见图四和图五。
3、 对均沉池排泥管进行改造，将排泥管直接与P-103的进口管连接，经过
阀门的开关，对4座均沉池进行单个操作。
4、 针对预处理指标超标问题，环氧丙烷分厂新建皂化废水预处理均沉池系
统，其主要装置为两座均沉池和四组冷却塔，对PO废水悬浮物进行沉降和降温的处理，同时针对明渠水水质下降，新建电石灰增稠器M-801、802、803。
5、 对于曝气头的堵塞，将碳钢管更换为PVC硬塑料管，但由于PVC管材的
硬度和抗压性小，使用寿命短，所以只要将曝气池内部的碳钢曝气管用PVC管取代即可。（目前未实施，正处于探讨阶段）
四、
改造后的效果分析
1、 污水场均沉池进水管线进行改造后，将有效解决泵及管道的结构问题，
使泵的能力有效发挥，确保系统的安全、稳定运行，同时延长泵的使用寿命，节省泵的维修费用。PO废水由PO装置区内污水输送泵P-372/P-472泵直接送入V-102均沉池，节省了能源消耗。
2、 将均沉池的泥浆和剩余污泥分流进污泥浓缩池，将避免管道的结构堵塞
问题，为系统的安全、稳定运行提供保障。
3、 对均沉池泥管的改造，解决了排泥不均，消除了由于泥浆沉积造成的堵
塞问题，保证均沉池的沉降效果和预处理指标达标。
4、 PO废水目前水量在1200 m3/h左右，温度在78℃，经过冷却塔后，温
度下降20～30℃；均沉池可使悬浮物SS由1000 mg/L降为400mg/L以下，其中悬浮物含有未溶解的Ca(OH)2，所以在降低SS的同时降低了PO废水的碱度，这样用明渠水来稀释经沉降的PO废水效果就比未经沉降的要明显。区别见表5：
表5
M-801、802、803将对电石灰水中的悬浮物（主要成分Ca(OH)2）进行有效的沉降，改善明渠水质。
5、 将曝气管更换为PVC管后，污泥残留在管内的几率大大降低，同时消除
了生锈结垢的可能。只要在安装期间注意PVC管的支撑和固定，使用寿命将大大延长，提高曝气池的稳定性和生化处理的效率。
五、
结束语
通过有效的解决水泵及管道结垢，预处理指标超标，均沉池排泥不均堵塞和曝气头堵塞的问题，为今后污水处理场的长期的、良好的运行，特别是提升装置处理能力，满足不断增加的废水水量，都将起到积极的作用。
参考文献：
[1]环氧丙烷分厂技术组编辑，天津大沽化工股份有限公司污水处理场工艺规程 [2]《城市污水处理与利用》编辑部，城市污水处理与利用2006年第四期 [3]李军、杨秀山、彭永臻编著，微生物与水处理工程，化学工业出版社 [4]姜乃昌主编，水泵及水泵站（第三版），中国建筑工业出版社