李军① LI Jun；杨振锋② YANG Zhen-feng；周勇③ ZHOU Yong；姜葆霖② JIANG Bao-lin
（①榆林市污水处理厂，榆林 719000；②西安创业水务有限公司，西安 710086；③铜川市耀州区环境保护局，铜川 727100）
（①Yulin Sewage Treatment Plant，Yulin 719000，China；②Xi´an Chuangye Water Co.，Ltd.，Xi´an 710086，China；
③Yaozhou District Environmental Protection Bureau of Tongchuan City，Tongchuan 727100，China）
摘要： 对于榆林地区高砂量富油脂高负荷的进水水质，宜采用曝气沉砂池。本文针对原设计中的部分参数进行了技术改造，通过改造曝气支管、刮渣板、除渣及收集设备、砂水分离器等设施设备，使其在砂砾和油脂内杂物的去除方面效果明显，在设计和工程实践方面的经验值得在高COD、高负荷进水的污水厂推广。
Abstract: With the high sediment，rich oil，and high load water quality in Yulin, it should adopt aerated grit chamber. In this paper, parts of the original design parameters were transformed. Through the transformation of aeration pipes, scraping residue plates, slag and collecting equipment, sand water separator and other facilities and equipment, the effect on the terms of sand and oil removal is obvious. And the experience in the design and engineering practices is worth promotion in the high load and high COD influent sewage plant.
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关键词 ： 曝气沉砂池；高砂量；富油脂；技术改造
Key words: aerated grit chamber；high sand content；rich oil；technical transformation
中图分类号：TU991.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）02-0035-02
0 引言
榆林市污水处理厂于2013年10月进行了提标升级改造，预处理段改旋流沉砂池为曝气沉砂池。旋流沉砂池特点是结构紧凑、占地面积小、投资少、省能源，主要是去除进水中的无机物及沙砾，停留时间短，针对榆林地区的多砂富油的进水水质，作用确实不大。改造后的沉砂池采用曝气沉砂池，但在设计和施工中却存在一定缺陷，主要表现在曝气洗砂、砂砾收集、油脂去除三个方面。
1 曝气沉砂池
曝气沉砂池是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度[1]，以保证砂粒滑入。由于曝气作用产生的剪切力和离心力作用，砂砾和油脂进行了有效分离。油脂和浮渣在被导流墙隔离出的稳流区域汇集，而砂砾却在曝气旋流区底部沉积。配套设备是一座桁车移动桥，兼顾吸砂和撇脂双重目的。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。
1.1 榆林市污水厂曝气沉砂池概况 榆林市污水厂新增了两组曝气沉砂池和一座移动桥。曝气沉砂池水平流速控制在2.5~3m/s；停留时间为2~4min；池宽与池深比为1~1.5；池的有效水深宜为3.25m；曝气沉沙池多采取多空管曝气，穿孔孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6~0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。曝气量宜为0.2m3/T污水左右。尽可能不产生死角、偏流和短流现象。
1.2 实际计算结果
实际上，有1/3的进水被分流到原旋流沉砂池进行预处理。
1.3 工艺流程图 构建曝气沉砂池的主要目的是从污水中分理出密度大于1.5且粒径在0.2mm以上的颗粒状固体物质，包括无机砂砾、砾石和少量密度较大的有机颗粒等。防止堵塞磨蚀污水管网和侵占后续构筑物有效池容。（见图1）
2 存在问题
采用曝气沉砂池可在一定程度上去除沉砂中夹杂的15%的有机物[3]，它具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用。榆林市污水厂高砂量和富油脂的进水水质尤为明显。所以在设计和建设中就存在以下方面缺陷：①曝气支管缺乏控制开关，稳流区和旋流区中间缺乏栅条；②吸砂泵安装方式；③砼槽为平底流，砂水流至桥的一端的砂水斗，砂水斗为侧面出水；④刮渣板安装方式；⑤砂水分离器的运行及砂渣清运；⑥浮渣的收集和清理。
3 技术分析与改造
①提高并延长侧气管管道，安装小型球阀控制曝气量，增加栅条隔离出稳流区域和旋流区域。②改法兰式连接为耦合式安装，增加吊装链条，挪移出砂管道露出泵提升位置便于后期维护。③砼槽改平底式为V型，一端出砂为中间出砂，改砂水斗为浮渣收集系统，侧面出水方式为底部漏斗式出水。砂水斗的贮砂功能致使砂砾容易堆积堵塞，榆林地区进水水质比较复杂且负荷高，砂水中会夹杂大量的无机物及有机污染物质，夏季易腐化，冬季易结冰。既使是人工清理难度也相当大。如此结构的收集方式必须改造。④移动桥浮渣板安装方式为杠杆式，一端是重锤，一端是刮渣板。刮渣板的运行水位变化范围小于40mm，在水和浮渣双重阻力作用下，重锤与阻力间的力矩很难掌握。又因榆林地区高砂量富油脂的水质特征，刮渣板经常性运行，受到杠杆转动角度和运行轨迹的影响，势必造成经常性露刮、空走或侵入水面来回刮，根本起不到刮渣作用，当刮渣板转轴生锈时也会失去刮渣作用。分析决定将移动桥刮渣板改为可升降式或浮筒式，可以随着液位的高低升降，当移动桥把浮渣推向浮渣井时，刮渣板抬起离开污水表面向回移动，这样会使浮渣始终停留在刮渣板的正前方，以便于清除。在稳流区域末端较高位置添加一曝气管，以便推流表面去除浮渣、油脂等。⑤砂水分离器空间较小，为人工24小时手推车清运，不通风，局限性相当大。考虑到后期维护和运行，所以打开东墙，将5吨大的垃圾斗置于砂砾螺旋输送器出砂口正下方直接接纳。⑥曝气沉砂池产生的浮渣具有产量大、含固率高、粘稠、纤维多的特点，因此浮渣清理应属于固废清理，因此务必考虑螺旋输送或压榨后输送等固废的处理方式，改造原有储液池和输送管道，利用原有贮砂斗位置安装螺旋输送机，喇叭口型收集。封死底部构筑物，室外增加垃圾斗进行固废收集。
4 结语
①对于榆林地区高负荷和高砂量、富油脂的进水水质的特性，宜采用曝气沉砂池进行预处理以便更有效地去除进水中的砂砾和油脂等废物。②按行业规范谨慎运行曝气沉砂池，勤巡视勤观察，避免曝气量过小促使大量有机污泥沉淀从而可能堵塞管道。如堵塞应及时疏通。③遇暴雨或上游管网施工，进水中将会带来大量泥沙，应启动应急预案，将吸砂泵启动时间缩短并延长其运行时间，加强泵及其他设备的检查和维护。来砂量大时应停止移动桥的运行，加强同一位置砂量的排除，彻底清理后再循序渐进缓慢前移进行清理。积砂特别严重时应增加稀释水，用水泵进行冲击吸砂泵口的泥砂以便于其启动运行，反复冲抽。此时生化处理系统可能已被严重污染，生产瘫痪。因此必须进行人工清砂恢复生产[4]。④设计和工程施工中，针对进水水质和地域特征，采用合理的处理系统和设备，将更好的发挥其使用价值。
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参考文献：
[1]张志杰，刘如玲，华凤山，曝气沉砂池浮渣收集系统的技术改造[J].中国给水排水，2005，21.
[2]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003，8.
[3]张自杰.排水工程[M].三版.北京：中国建筑工业出版社，1997.
[4]仵空军，杨振锋，姜葆霖，贾小燕，杨省委.污水处理厂被洪水和泥砂冲击后的恢复[J].城市建设理论研究，2014，11.