1、奧貝爾氧化溝處理煉油廠廢水應(yīng)注意的幾個(gè)問題論文 湯小玲方群得陳立平周揚(yáng)秋倪菊華摘要：目前，我國(guó)氧化溝應(yīng)用的類型主要有多溝式氧化溝和奧貝爾氧化溝兩種。長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)煉)的奧貝爾氧化溝為三條同心曝氣溝(見圖1)。廢水從外溝進(jìn)入，然后依次流入內(nèi)溝，曝氣池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化溝外溝。氧化溝尺寸為60504.5，水力停留時(shí)間為19.24h，設(shè)計(jì)處理量為5003/h，可通過調(diào)整變頻、轉(zhuǎn)碟浸沒深度及運(yùn)行臺(tái)數(shù)來調(diào)整溝內(nèi)溶解氧濃度。長(zhǎng)煉奧貝爾氧化溝于1997年12月投用，運(yùn)行時(shí)間已3年。本文將對(duì)施工和運(yùn)行過程中暴露出的問題及影響進(jìn)展討論，以供設(shè)計(jì)、施工人員參考，

2、希望所有問題在前期階段解決，為構(gòu)筑物運(yùn)行提供良好的外部條件。關(guān)鍵詞：奧貝爾氧化溝氧化溝轉(zhuǎn)碟目前，我國(guó)氧化溝應(yīng)用的類型主要有多溝式氧化溝和奧貝爾氧化溝兩種。長(zhǎng)嶺煉油化工有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)煉)的奧貝爾氧化溝為三條同心曝氣溝(見圖1)。廢水從外溝進(jìn)入，然后依次流入內(nèi)溝，曝氣池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化溝外溝。氧化溝尺寸為60504.5，水力停留時(shí)間為19.24h，設(shè)計(jì)處理量為5003/h，可通過調(diào)整變頻、轉(zhuǎn)碟浸沒深度及運(yùn)行臺(tái)數(shù)來調(diào)整溝內(nèi)溶解氧濃度。長(zhǎng)煉奧貝爾氧化溝于1997年12月投用，運(yùn)行時(shí)間已3年。本文將對(duì)施工和運(yùn)行過程中暴露出的問題及影響進(jìn)展討論，以供設(shè)計(jì)、施工人員

3、參考，希望所有問題在前期階段解決，為構(gòu)筑物運(yùn)行提供良好的外部條件。圖1工藝流程1工藝參數(shù)轉(zhuǎn)碟浸沒深度：430530；污泥濃度：5g/L。不同浸沒深度下的碟片充氧才能見表1及表2。表1浸沒水深530性能參數(shù)(101.325kPa，20)轉(zhuǎn)速(r/in)單盤充氧才能(kg2/h)動(dòng)力效率(kg2/(kh)450.802.03500.961.90551.121.81注：轉(zhuǎn)碟最大轉(zhuǎn)速為50r/in，此條件下的充氧才能即為最大充氧才能，轉(zhuǎn)碟浸沒深度為430時(shí)，充氧才能取0.78kg2/h。表2同。表2浸沒水深500性能參數(shù)(101.325kPa，20)轉(zhuǎn)速(r/in)單盤充氧才能(kg2/h)動(dòng)力效率(

4、kg2/(kh)450.781.88500.931.85551.101.802問題討論2.1氧化溝上浮1997年5月，正在安裝設(shè)備的1#氧化溝出現(xiàn)空池上福氧化溝上浮的主要原因是南方季節(jié)多雨，地下水位較高，而構(gòu)筑物既沒有考慮抗浮措施，周圍又沒有考慮排水設(shè)施，無(wú)法降低地下水位，結(jié)果地下水的浮力把空載的氧化溝托起，導(dǎo)致氧化溝上福而氧化溝復(fù)位的整改措施不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，還無(wú)法恢復(fù)原狀，影響設(shè)備程度安裝。2.2溶解氧控制奧貝爾氧化溝一般是由3個(gè)閉路環(huán)形溝道以串聯(lián)方式組成，其中每個(gè)溝道充氧程度不同，因此在各溝道內(nèi)創(chuàng)造了不同的環(huán)境。3條溝的容積比例一般為503317，而溶解氧的階梯比例為012，即外溝的

5、溶解氧控制在00.5g/L，中溝的溶解氧控制在0.51.5g/L，內(nèi)溝的溶解氧控制在1.52.5g/L。外溝供氧量通常為計(jì)算需氧量的50%70%，以確保硝化、反硝化反響同時(shí)在外溝發(fā)生。長(zhǎng)煉氧化溝一、二、三溝的轉(zhuǎn)碟設(shè)置分別為8，4，2組，每組軸數(shù)不同，軸長(zhǎng)7，軸與軸之間靠浮動(dòng)聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接。帶動(dòng)一、二、三軸(一至三溝有三根軸聯(lián)接)轉(zhuǎn)碟轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)功率分別為75k、45k、22k，一、二、三溝軸上的碟片數(shù)分別為26，24，23片，外溝碟片數(shù)占總數(shù)的59.43%。從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來看，外溝供氧量應(yīng)滿足0，1，2工藝的需求。但實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果是當(dāng)來水負(fù)荷高時(shí)，一、二、三軸轉(zhuǎn)碟都高速運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)溝溶解氧仍然很低；當(dāng)來水負(fù)

6、荷較低時(shí)，停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，外溝溶解氧仍相當(dāng)高。但停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，會(huì)降低混合才能，而使污泥濃度、污水負(fù)荷等呈階梯狀。溶解氧出現(xiàn)異常，大致有以下幾個(gè)原因：(1)因?yàn)閬硭袡C(jī)負(fù)荷比設(shè)計(jì)值低，氧化溝總的供氧量大于實(shí)際需氧量，外溝供氧量占總供氧量的61.47%，是0，1，2工藝需氧量的150.19%，因此不利于工藝控制。氧化溝供氧量為324.84kg/h，而需氧量只在265.9kg/h左右。(2)氧化溝水位由外溝至內(nèi)溝逐漸降低，即內(nèi)溝單片轉(zhuǎn)碟的充氧才能低于外溝的碟片，內(nèi)溝碟片實(shí)際充氧才能小于計(jì)算值。內(nèi)溝設(shè)計(jì)水位(36.90)比外溝(36.95)低50。(3)由于設(shè)備本身方面的原因，三軸轉(zhuǎn)碟不能高速運(yùn)行，因此

7、內(nèi)溝充氧才能又受到限制。(4)由于氧化溝上浮及施工方面的原因，在確保同一臺(tái)減速機(jī)各軸承座程度的同時(shí)，不同減速機(jī)的軸之間產(chǎn)生了高差，因此各軸轉(zhuǎn)碟的浸沒深度不同，影響了各溝的充氧才能。(5)由于設(shè)備方面的原因，軸承座不能浸水。為保證設(shè)備正常運(yùn)行，氧化溝出水堰降低了50，即內(nèi)溝水位又減少了50，所以內(nèi)溝單片轉(zhuǎn)碟充氧才能的降低幅度大于外溝。由于各軸轉(zhuǎn)碟浸沒深度不同，氧化溝水位降低后，各軸轉(zhuǎn)碟充氧才能降低幅度也不同，不利于溶解氧的控制。2.3偏向影響(1)由于氧化溝上浮及施工方面的影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)碟軸承座之間產(chǎn)生了高差，各軸碟片浸沒深度不同，充氧才能不同，溶解氧控制難度加大，給操作帶來了不便。(2)轉(zhuǎn)碟浸沒

8、深度設(shè)計(jì)值為430530，但未說明以什么水位為標(biāo)準(zhǔn)。由于內(nèi)、外溝水位相差50，如設(shè)計(jì)值以外溝水位為準(zhǔn)，沒有施工誤差的話，那么內(nèi)溝轉(zhuǎn)碟浸沒深度的調(diào)節(jié)值為380480，內(nèi)溝轉(zhuǎn)碟充氧才能較低。因此，在確定內(nèi)溝曝氣設(shè)備數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮曝氣設(shè)備充氧才能降低的因素。(3)由于出水堰降低，因此改變了水力停留時(shí)間。2.4主軸斷裂氧化溝轉(zhuǎn)碟主軸自1999年開始斷裂后，陸續(xù)有5根相繼斷裂。每根軸都是從中連續(xù)裂，斷裂面平整有如切割一樣，且一、二、三溝都有軸斷裂。主軸直徑200、壁厚18、軸長(zhǎng)7，材質(zhì)為20#碳鋼。主軸斷裂的原因還沒有定性，但以下幾方面的因素可能是軸斷裂的原因。(1)軸過長(zhǎng)、撓度大，軸中心應(yīng)力大。(2)

9、材質(zhì)存在質(zhì)量問題。(3)軸過長(zhǎng)，軸壁厚相對(duì)較保(4)斷軸更換時(shí)，仍采用20#碳鋼材質(zhì)，但壁厚改成20。軸斷裂原因有待以后進(jìn)一步探究，以提供改進(jìn)根據(jù)。3建議3.1溶解氧控制(1)限制充氧。奧貝爾氧化溝的運(yùn)行形式在國(guó)外已有限制充氧和充裕充氧等形式。限制充氧即外溝充氧受到限制，以便允許硝化/反硝化同時(shí)在此發(fā)生，從而進(jìn)步脫氮效率。有經(jīng)歷說明：限制充氧形式中外溝供氧量是整個(gè)系統(tǒng)供氧量的50%，中溝為35%，內(nèi)溝為15%。外溝限制充氧后，充氧才能相對(duì)降低。在低負(fù)荷狀態(tài)下，可通過變頻降低轉(zhuǎn)速而不需停運(yùn)單軸轉(zhuǎn)碟，因此保證了氧化溝外溝污泥濃度、污水負(fù)荷等呈均勻狀態(tài)。限制外溝充氧就必須增加其他溝的充氧量，因此需要

10、在設(shè)計(jì)過程加以考慮。(2)充裕充氧。在暫不考核總氮的情況下，可利用硝化作用把氨氮轉(zhuǎn)變成硝酸鹽氮，從而到達(dá)去除氨氮的目的，利用硝化系統(tǒng)可以去除大約57%的氮。充裕充氧因溝內(nèi)溶解氧控制較高，同時(shí)少了硝化過程補(bǔ)充的氧，因此供氧量要比限制充氧多24%左右。充裕充氧還因?yàn)樯倭朔聪趸^程(復(fù)原1g硝酸氮可產(chǎn)出3g的堿度)，氧化溝進(jìn)水pH值相對(duì)0，1，2工藝要控制得高，以提供氧化氨氮所需要的堿度。3.2防上浮南方季節(jié)多雨，地下水位較高。氧化溝池容大，施工過程中池空時(shí)易上浮，為防止這些較大池容的構(gòu)筑物上浮，可在構(gòu)筑物周圍設(shè)防上浮井，在井內(nèi)架設(shè)潛水泵以降低地下水位。同時(shí)，防上浮井還可在構(gòu)筑物檢修時(shí)發(fā)揮它的作用，防止空載的構(gòu)筑物上福防上浮井相當(dāng)于普通集水井，池壁用紅磚干砌、不用砂漿粉刷，以保證透水性，每個(gè)井的井壁上