施晴
南宁绿城水务股份有限公司埌东污水处理厂
摘要：工业废水中氨氮含量过高不仅会导致水体富营养化，而且也会污染地下水体。本文以鼓风曝气技术为依托，结合具体工程实例，研究了鼓风机风量调节技术对出水氨氮的影响。
关键词：鼓风机风量；出水氨氮；探讨
前言
氨氮是水质标准的一项内容，地面水中的氨氮禽量，即便只有lppm，也会给鱼类带来不良影响，因此废水中氨氮的去除是很重要的。鼓风曝气是采用一定的技术措施，将空气中的氧用强制方法溶解到废水与活性污泥混合液中的一种过程。曝气除了维持混合液中溶解氧浓度在需要值之外，还起搅拌、混合作用，使活性污泥处于悬浮状态，保证与污水密切接触、充分混合，以利于微生物对污水中有机物的吸附和降解。
1工程概况
我国某工业废水中的氨氮超标排放问题较为严重，已被列为市重点污染源之一。该企业高浓度废水具有高有机物、高氨氮、高硫酸根、高悬浮物和低pH值的特点，是企业最主要的污染物。其中COD为30000～40000mg/L，氨氮为10000～14000mg/L，分别占公司COD排放总量的75%以上和氨氮排放总量的90%以上。该企业于是结合行业内外工业废水处理的先进经验，提出了采取浓缩与生化相结合的方式处理工业废水。经过公司的精心组织，合理安排，以及各工程建设单位的通力合作，废水治理取得了令人满意的效果。
2曝气系统及鼓风机机房设置
2.1曝气系统
为保证曝气生物滤池正常运行，需供给足够的空气量，以满足生化反应所需的氧量。污水中有机物、悬浮物的去除，氨氮的硝化都是在生物过滤层中进行的，所需要的氧量主要包括有机物的降解和氨氮的硝化。因此，生化反应需供给的空气量可由式（1）计算[1]：
式中为生化反应需供给的空气量，；为溶解性BOD去除量，；为颗粒性BOD去除量，；分别为去除每kg溶解性BOD、颗粒性BOD需要的空气量，；为污水中氨氮去除量，；为氧利用率，一般取20%；0.3为空气中氧气含量的近似值；0.6为空气的转化系数。
曝气生物滤池需要的空气量由鼓风机房供给，通过布设在池内的穿孔曝气管均匀地进入反应层。穿孔曝气管管径大小依据需要空气量计算确定。
2.2鼓风机房
鼓风机房长60.1m、宽10.14m，装7台由丹麦公司生产的KA44SV-GL225型离心鼓风机，6用1备，配套电机动率550kW，设计风量555.6，设计风压49kPa。
鼓风机房分上、下两层。上层为风机层，安装7台鼓风机及其现地控制柜，地面高程29.5m。风机层上部38.5m高程处安装100kN的电动双梁桥式起重机1台，跨度7.0m，作为鼓风机安装检修之用。下层为管路层，鼓风机出口向下经异径管、排气阀、DN700止回阀、检修阀后连接到1800mm的供气总管上。下层地面高程为23.5m。
鼓风机运行过程会产生大量的热量，同时会产生强烈噪音，为此每台鼓风机均有隔音罩，保证风机房内的噪音不超过85dB。为减少散发在鼓风机房内的热量，改善鼓风机的运行条件，各台鼓风机和油冷却器排出的热风均由隔音罩上的排风管排出鼓风机房外。下层的鼓风机出风管和1800mm供气总管全部用厚32mm的保温隔热材料包扎，减少供气管的热量散失以降低鼓风机房的温度[2]。
1800mm供气总管长约135m，从鼓风机房两端引出与1200mm供气环管相接，由供气环管再分别向各生物处理池的供气主管供气。每条生物处理池有一条600mm供气主管沿生物处理池布置，全长270m。生物处理池各曝气单元的供气支管由600mm供气主管引出。供气管网的布置，要力求到达曝气单元供气支管的气压一致，这也是保证曝气均匀性的重要环节。
3鼓风机供气量自动控制
3.1鼓风曝气的作用
生物处理池鼓风曝气，主要有以下5个作用。
1）为生物硝化细菌在对有机物和氨氮的氧化过程提供充足的氧气。
2）对填料丝产生一种扰动作用，促使老化的生物膜能及时脱落，促使新的生物膜尽快形成。
3）利用空气的快速上升作用，促进水体在垂直方向的流动，加快各层水体的交换，提高混掺效果。
4）提高水体中的溶解氧。
5）减少填料结泥，减少悬移质泥沙在生物处理池中的沉积，减少清淤工作量。
从鼓风曝气的作用可以看出，对生物处理池的供气量随进水水质的变化及环境条件而改变。有机物和氨氮浓度高时，应增加供气量。通过生物处理池的流量大时，应增加供气量；流量小时，应减少供气量。进水溶解氧低时，应增加供气量；进水浊度高时应增加供气量。由此可见风量调节是十分必要的。
3.2鼓风机的风量调节
鼓风机的流量调节范围为设计风量的45%～100%。鼓风机的进口设有预旋导叶，鼓风机叶片出口设有扩散导叶。通过对预旋导叶和扩散导叶的调节，可以改变鼓风机的出口压力和风量。
鼓风机生产厂家本身提供鼓风机就地监控系统，它由鼓风机就地控制柜LCP和中央控制柜MCP组成。就地控制柜LCP负责单台鼓风机及其附属设备的启动、停机、运行过程的监控。中央控制柜MCP安装于中控室，完成7台鼓风机的自动控制[3]。
3.3鼓风机供气量的自动控制
由计算机集中监控系统完成，在诸多控制因素中，以出水的氨氮和溶解氧为控制目标，并考虑生物处理池停水检修的特殊情况。其中控制方式如下：
1）控制对象为每条生物处理池2个DN800电动供气阀，增加或减少阀门的开度，可以增加或减少供气量。当供气量增大，DNl800供气总管的压力下降，由MCP控制单元按成组控制的要求增大某台风机的供气量或起动某台风机。反之则减少某台风机的供气量或停止某台风机运行。
2）在系统未投入运行时，DN800供气阀处于全关状态，投入运行后各DN800阀门初始状态为45°。根据进水氨氮浓度（）确定气水比：进水氨氮浓度≤2，气水比为1：1；进水氨氮浓度>2，气水比为1.2：1。
3）根据各生物处理池的过水量，计算总过水量，按第2条进水氨氮浓度（）确定气水比，计算曝气所需的空气流量。根据所需的空气流量，按优先次序启动风机，并调节鼓风机及DN800阀门至必要的开度。当需要的供气量与鼓风机的供气量相差在2%范围内时，停止调节。
4）当风量调节阀调节完成lh后，比较出水氨氮值是否在0.4~0.8之间。若出水氨氮值在0.4～0.8之间，DN800供气阀不需调节，若出水氨氮值小于0.4，则可减小风量调节阀开度5°，lh后重复上述比较。
5）若某条生物处理池检修，过水流量为零，但该生物处理池仍应有少量曝气，此时可由人工控制供气量大小。只要出水溶解氧浓度低于6.0mg/L，都应增加供气量，每间歇1h增加供气阀开度50，直至溶解氧达到6.0mg/L为止。
结语
总的来说，我们在完善曝气管网设计的同时，为了提高废水中氨氮的处理效率，提高废水的净化效果，还要保证曝气均匀性，这就要求鼓风机至各生物处理池的供气管路最好按环形供气管设计。7台鼓风机全部接到l800mm供气总管上，供气总管长135m，从鼓风机房两端引出与l200mm供气环管相接，由供气环管再分别向各生物处理池600mm供气主管供气，使每条生物处理池270m长的供气主管前后压力基本一致。
参考文献：
[1]常江，杨岸明，甘一萍，孟春霖，彭永臻，张树军，应起锋.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水.2014（04）.
[2]张欣然，李伟光，公绪金，范文飙，任鹏飞.紫外/氯耦合处理饮用水中氨氮的响应面优化[J].化工学报.2014（03）.
[3]夏文辉，刘芬，周雹.污水处理厂曝气控制研究[J].给水排水.2013（01）.