UNITANK工藝在城鎮污水處理廠的應用
摘 要:廣東省某城鎮污水處理廠采用UNITANK新工藝，在項目的運行中，根據具體情況采取了較為有效的應對措施，克服了該工藝應用于大型污水處理廠的不足，運行效果良好，出水水質穩定，達到國家一級B排放標準。
關鍵詞:污水處理廠;UNITANK工藝;運行效果
UNITANK工藝運行靈活、處理效果穩定、工程投資和運行管理費用較低，與傳統活性污泥法處理工藝相比具在占地面積小、自動化程度高等優點。廣東某城鎮污水處理廠規模為10×104m3/d，采用UNITANK工藝，已正常運行多年。
UNITANK工藝流程如下圖所示。
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1 工程設計
1.1 設計規模及水質
該污水處理廠設計處理規模為1×105m3/d；污水綜合變化系數K取1.30，截流倍數取1.0，雨季時提升泵房、格柵、沉砂池的總處理能力為2×105m3/d，生化系統、消毒系統、污泥系統處理能力為1×105m3/d。
設計進、出水水質指標見表1。
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1.2 主要構筑物及設計參數
（1）提升泵房
提升泵：采用離心式潛水污水泵3臺，2用1備，潛水泵額定流量2800m3/h，揚程13.5m，功率150kW。進水粗格柵：共2臺，柵寬1.8m，柵距20mm，過柵流速0.55m/s。
（2）沉砂池
單池直徑為4.9m，水力停留時間0.5min，有效容積20.2m3。
（3）UNITANK生化反應池
UNITANK生化反應池共設4組，每組設計處理規模2.5×104m3/d，每組由3個正方形的池體組成，每個池的尺寸為27×27（m），池深6.8m，池內設微孔曝氣頭，邊池1164個，中池1052個，曝氣頭間距600～800mm，服務面積0.7m2/個。每個池內設兩臺攪拌器，單機功率為7.5kW，每組邊池各設一臺剩余污泥泵，單泵流量Q=60m3/h，揚程H=10m。
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| 某污水處理廠UNITANK生化反應池 |
（4）儲泥池及脫水機房
設一座儲泥池，尺寸為16×8×4（m），分兩格，池內設有攪拌器，但由于攪拌效果不明顯，故在池內增設曝氣裝置，以減少磷在污泥儲泥池內的釋放，降低濃縮液回流給系統帶來的磷的負荷。
脫水機房平面尺寸為35×14（m），內裝一體化污泥帶式脫水機3臺，2用1備。單臺主要性能參數：處理能力750m3/d，帶寬2m。每套脫水機設備總功率約30.3kW。
（5）除磷加藥間、加氯間及接觸消毒池
采用氯消毒方式（后已改造為紫外消毒），采用矩形鋼筋混凝土結構，接觸時間為30min，平面尺寸為22.6×8.8（m），有效水深3m。液氯由加氯間投放，加氯間平面尺寸為22.6×8.8（m）。除磷加藥泵共5臺。除磷加藥儲藥罐共2個。
1.3 自控系統
污水處理廠采用集散型計算機控制系統，全廠設1個計算機控制中心，4個PLC現場工作站，系統由檢測儀表、現場計算機工作站及控制中心三級組成，可自動監測跟蹤及控制設備運行，并在需要和故障時自動進行打印備份。
所有工藝流程中的主要電機設備運行均采用手動和自動兩種控制方式，設有手動和自動轉換開關。當置于手動狀態時，可在機旁箱上操作，主要在安裝調試和設備檢修時使用；當置于自動狀態時，可在中控室進行遠程手動控制，也可根據工藝要求在PLC上進行單元自動控制。正常運行采用自動控制方式，工藝參數及程序的設定有保密等級等保護措施，不可隨意變動，必要時可由自控及工藝專業工程師進行更改。
2 運行情況
（1）UNITANK工藝具有一定的抗水質沖擊負荷能力
由于UNITANK工藝的兩個邊池在作為沉淀池使用時，積累了大量經過再生且具有較高活性的污泥，能夠高效地降解污水中的有機物，因而UNITANK工藝具有耐沖擊負荷的特點。
（2）UNITANK工藝的運行具有時序性
由于UNITANK工藝的運行具有時序性，因此其需氧量在一個運行周期中呈現出一定的規律。在生產過程中必須對風機的進出導葉的開啟度進行及時調控，以保證DO濃度維持在一個合理范圍。
（3）需選用剛性材質的曝氣裝置
由于工藝的周期運行方式，使曝氣頭的開停較為頻繁，而安裝橡膠材質的曝氣頭易老化、破裂，因此建議選用剛性材質的曝氣裝置，但該工藝有關剛性材質曝氣裝置的選用還有待于進一步的工程實踐驗證。
（4）UNITANK工藝具有較好的脫氮除磷效果
脫氮大部分發生在中池，小部分發生在進水池。由于反硝化會導致污泥上浮，故一般控制要求脫氮不在作為沉淀池出水的邊池進行。通過控制中間池的間歇曝氣/攪拌，利用被污泥吸附未降解的BOD，以及被污泥吸收轉化為生物質之后呼吸作用所提供的碳源來實現反硝化。除磷主要控制在邊池進行，溶解性BOD在進水池中被最大程度地用于除磷，為除磷的碳源需求創造了有利的條件。
該項目運行穩定，出水水質一直保持良好。其2009年的運行情況見表2。
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3 存在問題及建議
在運行過程中，發現就以下問題UNITANK工藝尚需做進一步的優化，并在將來的設計和運行中應引起足夠的重視。
（1）鼓風機的喘震問題
現有的3臺鼓風機的進出口風壓值分別為1.1、1.789bar，壓差值為0.689bar，實際運行中風機工作在臨界狀態，經常超過風機的額定壓差值，前期經常出現喘震現象，目前依靠
調整時序和酸洗曝氣頭等措施來控制喘震現象，但是限制了工藝時序調整的靈活性。
建議：鼓風機出口風壓選型時應充分考慮UNITANK工藝空氣需求量變化較大的特點，在滿足并聯運行的基礎上，適當提高出口風壓值，避免鼓風機出現頻繁喘震的現象。
（2）UNITANK反應池的放空檢修問題
在實際運行中，如對某一組UNITANK反應池放空檢修，在恢復生產時必須將其它三組活性污泥放空到提升泵房再重新分配，造成二次提升的泵源浪費。
建議：放空管路之間增加閥門和管道泵，使之具有原放空功能之外，能夠讓各條線的污泥可以互相靈活調度，方便調試及檢修等。
（3）UNITANK反應池的排泥問題
由于UNITANK工藝沒有專門的沉淀池，兩個邊池通過時序的變化來沉淀出水，邊池池底是平底，沒有設計集泥坑，當剩余污泥泵把吸入口的泥抽空后，遠處的泥過不來，導致剩余污泥泵運行幾分鐘后只排水、不排泥，大大影響了排泥效果和污泥脫水效果。
建議：調整常規的時序運作模式，改變連續排泥的方式，通過觀測每次排泥濃度隨時間的變化趨勢，確定最大的單次排泥時間，分多次進行排泥。由于受UNITANK各運行階段的時間限制，該調整方法具有一定的局限性，但如果時間分配得合理，還是可以有效提高排泥濃度的。
4 結論
UNITANK工藝構筑物結構緊湊、占地省、投資省，易于實現自動操控，是一個高效、經濟、靈活的污（廢）水處理工藝，在處理城市生活污水方面具有良好的社會效益和經濟效益。
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作者：莊艷芳1, 賈國寧2，劉嘉宇1(1.廣州市深水大通水務有限公司；2.中山大學環境科學與工程學院）
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