ICEAS工艺优化设想及运营管理理念探索

摘要：南方污水处理厂普遍存在进水浓度低，水量季节波动大的特点，而节能降耗又是所有污水处理厂日常运行管理关注的重点，一个运营良好的污水处理厂，必然是有着合适的工艺，健康良好的设备，精细化运营管理，只有工艺、设备、运营管理三者完美结合才能发挥出最大效益。ICEAS工艺灵活的运行操作模式可以在节能降耗的前提下，很好的适应进水浓度低，水量波动大的特点。

关键词：ICEAS工艺，运营管理，节能降耗

前言：

黄冈伊高水务有限公司位于湖北省黄梅县，处理规模3万m3/d,出水执行一级B标生化工艺采用加拿大premier tech公司ecoprocessTM SBR系列,该工艺耦合自控SCADA中控系统和专利漂浮式滗水器(通过中控空压机系统控制), 2010年7月通过环保验收，目前运营状况良好，在低进水浓度(COD≤100mg/l,氨氮≤20 mg/l，TP≤2 mg/l)和水量波动大的情况下优势非常明显，目前吨水电耗在0.09-0.11左右.

1.ICEAS工艺流程及ICEAS生化反应池构造

1.1工艺流程(见图1)污水在经过粗格栅由进水泵房的潜水泵提升进入厂区配水系统，由细格栅去除水中较小的栅渣后，通过旋流沉砂池将水中的泥砂沉淀除去，保证后续处理设备的安全和处理效果。接着，水在通过生化池的配水渠道进入4个ICEAS反应池，在经过一系列生化反应后，达标的水经过紫外消毒后，流入地表河流，生化反应过程中的剩余污泥，被抽至储泥池，经过带式压滤机脱水后外运。至此，整个污水处理过程完成。

1.2 ICEAS反应池构造(见图2)：ICEAS反应池是整个污水处理工艺的核心，它集初沉池、曝气池、沉淀池为一体，处理过程往复进行，4个反应池结垢和尺寸完全一样，每个ICEAS反应池(40m*25m)内主要有2115个盘式曝气盘(盘径270mm)，一台进水阀门，2台滗水器，一台剩余污泥泵，1台溶氧仪，一台压力式液位计。曝气采用4台罗茨风机，压缩空气经过空气总管送至4个生化池。

1.3 ICEAS反应池运行周期过程(见图三)：ICEAS周期4.8小时，其中注水沉淀1小时，注水滗水0.8小时，注水曝气2.4小时，静态注水0.6小时。

注水沉淀：每个周期由注水沉淀开始，在正常设计水量时，沉淀时间为60分钟，在沉淀阶段结束时，SBR池的液位达到设定最高水位，随后进入注水滗水阶段。在高峰流量长时间持续时，液位升至设定最高液位的时间会缩短，此时沉淀时间会缩短，注水滗水阶段提前开始(滗水注水：采用独特的漂浮式滗水器，在滗水前各阶段，滗水器漂浮于水面之上，滗水口脱离水面，避免未经完全处理的污水排出，当进入滗水状态时，滗水器收集管下沉到水面以下，靠上部浮筒的浮力使滗水器悬浮于液面上，排水口始终保持与液面相同的距离，保证排出的都是上部的澄清液)。为避免进水对排水造成冲击，SBR池型采用适当的长宽比，并在进水端设有水力分配和缓冲墙。

静态注水：滗水阶段在液面达到低液位时停止，压缩空气管道的电磁阀开启，给滗水器进行充气，使集水管上浮，排水口脱离液面，随后程序进入静态注水阶段;在注水、注水沉淀、注水滗水阶段，水中溶解氧处于低值，能有效抑制活性污泥丝状菌的生长，有助于保持活性污泥良好的沉降性能。反硝化作用也同时在此阶段进行，反硝化菌以刚进入的污水中有机物作为电子供体，将池内NO3-N还原为N2逸出水面，并且消耗内碳源，减少氧气的需要量，缩短鼓风机的运行时间，降低运行费用。

曝气注水阶段：鼓风机开始运行，通过微孔曝气头向污水提供微生物增长繁殖所需要的氧气。鼓风机的运行同时受时间和溶解氧参数联合控制，在溶解氧达到设定运行参数时，停止鼓风机的运行，在溶解氧低于设定参数时重新启动投入运行。

2.工艺优化

通过近4年对该工艺的探讨摸索与总结， 我司ICEAS工艺在目前的进水状况下还有很大的改进空间，如果能在自控和工艺上做优化，必然在节能降耗上更进一步，以下是个人对工艺优化设想。

2.1优化进水阀门开度控制：由于ICEAS是4池同时连续进水会存在水量分配不均问题，可能会对生化系统会造成一定影响，该自控程序本来就有单池的每个周进水量的统计，如果自控程序可以根据单池的进水量的多少，根据各个池子进水量的差值，自动调整阀门开度，或者更换菱形阀门，人工调整。

2.2进水口设置多个配水口，配水口通过管道连接到生化池的污泥区：目前该工艺的进水口仅仅是上端开孔，然后通过自然落差跌入到生化池，跌水会对预反应区起到增氧作用，影响生物除磷效果。

2.3预反应区和主反应区中间连接方式最好用管道连接：目前两个区域是通过底部开孔，底部开孔会造成两区出现污泥和溶解氧的反混现象，也会对生物除磷造成影响，如果用管道连接就可以减轻反混现象。

2.4强化静态注水作用，ICEAS生化池布置搅拌装置，搅拌装置可以采用类似于科尔庭的盘管式曝气装置的设备(可用于曝气和搅拌)，单池需要增加两台44kw循环水泵(1用1备)和32个喷嘴(见图4)：该工艺由于没有安装搅拌装置，脱氮除磷功能有限.低进水浓度情况下，如果在曝气阶段延长静态注水时间，就可以缩短曝气时间(风机功率75kw)，促进节能减排，降低运行费用。

2.5各曝气支管阀门采用可以控制开度的菱形阀门，可以和DO仪表及出水数值联动也可以根据实测DO值控制阀门开度，做到渐减曝气和按需曝气：由于ICEAS也是一种推流式的反应器(前端进水，后端出水)就会出现前端进水瞬时浓度高，后端进水浓度低，前端需要DO高，后端需要DO低,曝气装置也是等距离均量布置，就会造成溶氧需求不均衡，如果现场可以自动微调控制，理论上就可以做到渐减曝气和按需曝气，强化节能减排成果。

2.6生化池末端布置静压排泥装置，进水泵房设置搅拌装置，强化预处理区域(进水泵房、细格栅区域、沉砂池区域)的作用：利用静压排泥原理，在高水位(沉淀中后期和排水前期)时候将生化池污泥回流到预处理区域(进水泵房、细格栅区域、沉砂池区域)，可以减少DO对预反应区的溶解氧的干扰，降低生化池进水负荷，降低能耗，同时无形扩大了厌氧区的有效容积，延长了反应时间。

2.7漂浮式滗水器改造成无动力滗水器：巧妙的利用虹吸力与浮力的关系，在滗水器虹吸口增加一个浮球，利用浮球浮力与虹吸力的关系(非排水的阶段，浮球的浮力远大于其重力，浮球就会挡住虹吸口，泥水无法进入;排水阶段排水阀门打开，虹吸力大于浮力，浮球会自动下落，虹吸口打开)，可以去掉空压机系统，降低能耗，较少运行费用和维护费用。

2.8储泥池用空气搅拌替换搅拌机搅拌：利用空气搅拌器系统可以减少储泥池磷释放的机率，低进水浓度的水质，可以用富余的空气进一步氧化污泥中的有机成分，理论上可以提高污泥的含水率。

2.9粗细格栅应在时间控制的基础的上增加一个浮球控制的保护措施：格栅的定时控制难免在雨季或者泵房垃圾较多的时候有水从渠道溢出的现象，如果在高水位的时候增加一个浮球开关(上开式)就会在高水位的时候强制开启粗细格栅，避免污水外溢，造成不必要的二次提升，减少不必要的浪费。