鹰山石化厂污水处理终沉池和刮泥机改造

论文类型	技术与工程	发表日期	2001-08-01
来源	《工业用水与废水》2001年第4期
作者	何建辉
关键词	石化污水污水处理沉淀池刮泥机
摘要	对鹰山石化厂污水处理终沉池和刮泥机的改造作了介绍。指出了终沉池和刮泥机在运行中存在的问题，提出了改造的技术措施。将功能单一的刮泥机改造成了具有复合功能的板式刮泥机/管式吸泥机。经过改造后的刮泥机，功能更加完善，结构更为合理，排泥彻底。

何建辉
（中石化巴陵公司鹰山石化厂，湖南岳阳 414003）

　　摘要：对鹰山石化厂污水处理终沉池和刮泥机的改造作了介绍。指出了终沉池和刮泥机在运行中存在的问题，提出了改造的技术措施。将功能单一的刮泥机改造成了具有复合功能的板式刮泥机/管式吸泥机。经过改造后的刮泥机，功能更加完善，结构更为合理，排泥彻底。
　　关键词：石化污水；污水处理；沉淀池；刮泥机
　　中图分类号：X74
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455(2001)04-0040-03

Retrofit of Sewage Final Sedimentation Tank
and Sludge Scraper in Yingshan Petrochemical Works
HE Jian-hui
(The Sinopec．BL Co．Yingshan Petrochemical Works，Yueyang 414003，China)

　　Abstract：An introdction is made to the retrofit of the sewage final sedimentation tank and the sludge scraper in Yingshan Petrochemical Works, with the problems existing in the operation of the final sedimentation tank and the sludge scraper pointed out and the technical measures for the retrofit presented．After the retrofit，the mono - function sludge scraper has been changed to a multi-function plate-type sludge scraper/pipe-type sludge sucker featuring better function，more reasonable construction and thorough sludge discharging．
　　Key words：sewage from petrochemical industry；sewage treatment；sedimentation tank；scraper

概述

　　鹰山石化厂是目前国内规模最大，技术最先进的己内酰胺和帘子布生产厂家。工厂在生产过程中产生的污水中含有机物种类繁多，主要水型污染物为环己酮、环己烷、环己醇、苯、环己酮污、有机酸、己内酰胺、氨氮等。
　　工厂于1992年建成投产一套A/O污水处理装置，原设计水量为Q=154m³/h，进水CODcr≤1153mg/L，BOD₅≤692mg/L，NH₄⁺-N≤71mg/L，设计出水水质^[1]为CODcr≤100mg/L，BOD₅≤30mg/L，NH₄⁺-N≤15mg/L，SS≤100mg/L。工厂投产以来，实际排出的污水量已经超过设计水量，加上工厂己内酰胺装置两次扩容改造和帘子布工程投产后，水中的CODcr值也远超过设计值，一般在2000～3000mg/L左右，因此，鹰山石化厂又于1996年底对污水处理装置进行了相应的扩容改造，扩容改造后的污水量Q=250m³/h，处理前水质CODcr≤2000mg/L，BOD₅≤1200mg/L，NH₄⁺-N≤200mg/L。由于工厂污水排放口位于长江与洞庭湖过渡段的黄金水域，国家要求执行一级排放标准^[1]。终沉池出水是工厂污水处理装置的最终排水，而出水BOD₅和SS是否符合排放标准又取决于终沉池的处理效率。为了达到国家规定的排放要求，终沉池的作用就显得极为重要。

1 现有终沉池和刮泥机存在的问题

　　现有两个辐流式终沉池为1996年底污水处理扩容改造时所建，直径D=14m，刮泥机选用江苏某环保厂制造的悬挂式中心传动刮泥机。两个终沉池和刮泥机从1997年初投入生产运行以来，效果一直不理想，存在的主要问题是：
　　①泥水分高效果差，污泥结构松散，没有明显的泥水分界面，从里到外经常出现翻泥、溢泥现象；
　　②浓缩性能不好，污泥没有得到足够的浓缩；
　　③经常出现短流现象；
　　④污泥在池内反硝化严重，经常出现大块上浮随出水飘出池外，造成终沉池出水超标，严重影响工厂环保达标；
　　⑤曝气池的污泥平均浓度仅为3.29g/L，污泥处理量仅为2.5m³/h。

2 对存在问题的分析

　　经过多次观察、论证、分析后认为存在问题的原因是：
　　①刮泥机选型不合理
　　根据水力学和实践经验，辐流式沉淀池直径D=12m以下选用中心传动刮泥机较为合适，而直径D＞12m则选用周边传动刮泥机更为合理。
　　②刮泥机功能单一
　　原有刮泥机适用于处理含水率为98％，且浓缩性能较好的城市污水，而鹰山石化厂污水为组分复杂的工业有机污水，终沉池中的积泥为工业有机污泥，经过实测，其含水率高达99.8％，且呈絮状，单用刮泥机难以刮集。
　　现有终沉池的刮泥机由于选型及结构不合理和功能上的缺陷，不能很好的完成泥水分离和浓缩任务，则回流污泥无法保证曝气池中生物固体的数量，从而严重影响工艺运行。另外，由于刮泥效率低造成池底污泥淤积，排泥不畅，这样，污泥在终沉池内因停留时间过长发生反硝化而上浮造成恶性循环。因此，必须对现有终沉池和刮泥机进行改造。

3 改造措施

　　根据上述存在的问题，采取了如下改造措施。
3.1 增加吸泥系统
　　原有刮泥机为单功能的板式刮泥机，对于含水率高的工业有机污泥很难刮除，而且，被刮下的污泥容易产生二次上浮，很难全部进入终沉池底部的排泥管口而影响污泥及时排出。根据水力学原理^[2]，利用终沉池有3.65m深的静水压力对吸泥系统附近的易动性污泥产生挤压作用，靠静水压力使污泥由四周流向排泥口。
　　增加吸泥系统的具体做法是：沿刮泥机三角桁架刮臂方向安装两根DN100的吸泥主管，单根吸泥管长度为6.5m，每根吸泥主管上安装DN50的扁吸咀6个，按i=0.015的坡度坡向排泥口，形成线型吸泥。在运行过程中，通过刮臂的旋转，由刮泥板把污泥引导到吸泥管口，利用水位差自吸的方式，边转边吸，吸入的污泥集于吸泥总管后排往排泥口，起到了吸泥机的作用。
3.2 加装导流板以改变池型功能
　　活性污泥在终沉池中应有明显的泥水界面，这个界面不能太高，否则流量波动或污泥沉降性能稍有变化就可能破坏运转。为了稳定地运转，泥面必须控制在水面下1.5m或更低。这从理论上要求容易，而在实际运行中却难以达到如此要求，因为泥面的高度与池深、污泥粒径。泥层含水率、泥层厚度等因素有关，其中污泥粒径是无法选择的，泥层含水率和泥层厚度是受运行管理中排泥制度、值班人员的素质所影响，而排泥制度的制定要做到非常切合实际并不容易。因此，加长导流板以强化泥水分界面的形成，给运行管理提供了一个可回旋的余地。另外，加装导流板还可以消除池内污水和池边排水槽底部碰撞所产生的湍流，随着上升流速的缓冲和降低，避免了细小泥粒第二次上扬。
　　加装导流板的具体做法是：终沉池有效水深为3.65m，在池深2.15m处加装导流板。先用膨胀螺栓将不锈钢固定导流底板固定在池壁上，固定导流底板宽为60mm，再将不锈钢导流板与池壁成60°夹角焊接在导流底板上，导流板宽为120mm。
3.3 改造原有刮板
　　原有刮板是用L50×50角钢和传动带材料用螺栓固定而成。其刮泥强度和刮力均不够；第一块刮板的起端离池边距离为300mm，其间隙太大，刮泥时在池边留有环形盲区：刮板的长度为1000mm，其前伸量不够。经过实测，在池内共有7圈150mm宽的范围刮不到。
　　改造原有刮板的具体做法是：将原有刮板拆除，将新刮板的形状设计成对数螺旋线。刮板与刮臂中心的夹角为45°，互相平行排列。刮板采用不锈钢材质，加工成折边形状，折边宽50mm，直边宽（即高度）由原来的180mm改为现在的300mm。主要是考虑到终沉池的污泥含水率高，比重与水接近，具有活跃的流动性，污泥层高度难以确定，所以加高了刮板的高度。刮板的长度由原来的1000mm改为现在的1360mm，以保证邻近的刮板在刮臂轴心线上有足够的投影彼此重叠，使刮泥机在运行时不留环形盲区。刮板之间的间距由原来的1000mm改为现在的930mm。安装刮板时，第一块刮板的起始端离池边壁的间距由原来的300mm改为现在的50mm，以刮板的起端和池壁不发生干涉现象为准。刮板下缘距池底最高点的间距由原来的120mm改为现在的30mm，与刮板联接的弹性板采用优质帘子布轮胎材料。这样，刮板与池底既无干涉现象，且弹性接触良好，无明显漏缝。
　　经过上述三个方面的改造后，功能单一的刮板机就变成了具有复合功能的板式刮泥机/管式吸泥机。其结构简单、管理方便、排泥彻底。

4 改造后的效果评价

4.1 改造后的效果
　　终沉池刮泥机的改造于2000年11月30日开工，12月25日竣工，工程改造完成投运以来，运行正常稳定，效果显著：
　　①泥水分离效果好，消除了成片翻泥、溢泥现象；
　　②泥水分离界面控制在1.5m以下；
　　③消除了池内污泥反硝化现象，改造后，终沉池内黑色的反硝化泥团上浮的现象得到了控制；
　　④出水携带细小泥粒的现象得到了控制；
　　⑤短流现象被克服。
4.2 改造后的水质指标考核
　　对终沉池刮泥机进行改造后，经测试，出水水质达到了如下指标：
　　①回流污泥浓度由改造前的3.2g/L提高到改造后的5.4g/L；
　　②曝气池的污泥平均浓度由改造前的2.6g/L提高到改造后的3.6g/L；
　　③污泥处理量由改造前的2.5m³/h提高到3.5m³/h；
　　④终沉池出水悬浮物控制在70mg/L。