在污水處理廠中，最經(jīng)常見(jiàn)到的就是大量的水體流動(dòng)，這些水體流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很多與流動(dòng)水體相關(guān)的力學(xué)現(xiàn)場(chǎng)，這是污水廠內(nèi)的水力學(xué)的研究范疇，具體來(lái)說(shuō)水力學(xué)的水動(dòng)力學(xué)的范圍，從學(xué)科劃分上是水動(dòng)力學(xué)，但是污水廠中，高層次的技術(shù)人員較少，完全理解水動(dòng)力學(xué)的人員較少，對(duì)一些實(shí)際產(chǎn)生的工況就很難理解，特別是造成了工藝影響未能引起足夠的注意，本期公眾號(hào)從工藝運(yùn)行控制的水力學(xué)案例來(lái)和運(yùn)行人員介紹水力學(xué)在工藝運(yùn)行管理中的應(yīng)用。

水動(dòng)力學(xué)研究的是液體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用，主要探討管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介質(zhì)滲流的流動(dòng)規(guī)律，以及流速、流量、水深、壓力、水工建筑物結(jié)構(gòu)的計(jì)算，以解決給水排水、道路橋涵、農(nóng)田排灌、水力發(fā)電、防洪除澇、河道整治及港口工程中的水力學(xué)問(wèn)題。由于污水廠中污水是在不斷的流動(dòng)過(guò)程中得到各級(jí)別的處理，因此了解一些簡(jiǎn)單的水動(dòng)力學(xué)知識(shí)是有必要的。但是水力學(xué)的理論復(fù)雜，理解起來(lái)難度較大，實(shí)際應(yīng)用更加困難，我們?cè)趺丛谶\(yùn)行管理中理解水動(dòng)力學(xué)因素的影響呢？

為了使大家易于理解，本篇文章從最為常見(jiàn)的水力不平衡問(wèn)題來(lái)討論水動(dòng)力學(xué)在污水廠的運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用，希望能通過(guò)簡(jiǎn)單的介紹，使大家意識(shí)在污水廠工藝管理水力學(xué)因素影響，也是個(gè)拋磚引玉的作用。

一般污水廠都不是一條處理線，為了工藝穩(wěn)定運(yùn)行保證，污水廠都建設(shè)有多條處理線路，最少也要兩條處理線路，兩條處理線路就有配水不均衡問(wèn)題，配水不均衡造成了工藝運(yùn)行上出現(xiàn)很多問(wèn)題。先舉一個(gè)比較極端的例子，某污水廠在建設(shè)期間，受到環(huán)保工期的制約，在施工后期，工程進(jìn)度快速推進(jìn)，很多工程進(jìn)度都在很混亂的情況完成了。兩座二沉池從施工結(jié)束后，根據(jù)水量的增加情況，逐個(gè)投入運(yùn)行，在單池運(yùn)行，和雙池負(fù)荷不滿的運(yùn)行工況下，并沒(méi)有什么問(wèn)題。但是處理水量逐步達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的80~90之后，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)兩座系統(tǒng)的運(yùn)行總有差別，污泥濃度和溶解氧等不論怎么調(diào)整，兩條系統(tǒng)就是很難調(diào)整均衡，特別是二沉池，其中一座二沉池總是不如另一座二沉池配水充足，水力負(fù)荷一直不均衡，導(dǎo)致單池運(yùn)行負(fù)荷一個(gè)過(guò)大，一個(gè)過(guò)小，活性污泥沉淀時(shí)間不均衡，導(dǎo)致出水中懸浮物較高，出水水質(zhì)不穩(wěn)定。反復(fù)進(jìn)行了各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查，包括二沉池進(jìn)水的分配，剩余污泥的排放閥門控制，回流污泥虹吸閥門的調(diào)整，二沉池水位高低的檢測(cè)是否存在地基沉降不均衡等等。但是都找不到徹底解決的原因，導(dǎo)致兩條線路的工藝均衡調(diào)整非常困難。

直到一次進(jìn)行二沉池排水檢修底部的吸泥喇叭方管過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在二沉池中心配水的管井上開的四個(gè)配水口上，有施工過(guò)程中水泥支模的模板竟然還未完全拆除，導(dǎo)致配水口被堵掉半個(gè)。這被堵的半個(gè)出水口，造成這個(gè)二沉池配水管道的阻力較大，導(dǎo)致曝氣池出水配水向阻力小的二沉池流動(dòng)，導(dǎo)致阻力小的二沉池水力負(fù)荷大，出水水質(zhì)受到影響，工藝調(diào)整困難。進(jìn)行了模板拆除后，兩座二沉池水力分配均衡，工藝調(diào)整很快實(shí)現(xiàn)了平衡，保證了出水水質(zhì)的穩(wěn)定，這就是水力平衡在工藝管理中的作用。

再來(lái)舉一個(gè)復(fù)雜的例子：某污水廠共有三條工藝處理線路，分兩期建設(shè)，在三條線路中，第一和第二條線路為一期建設(shè)，第三為二期建設(shè)。三條線路合用一根主進(jìn)水管，在各個(gè)線路上設(shè)有配水閥門，配水閥門較大，一般調(diào)好后就不再調(diào)整。一二線路合用一個(gè)污泥回流泵房和剩余污泥排放泵房，三線路單獨(dú)設(shè)置一個(gè)污泥回流泵房和剩余污泥泵。一二系統(tǒng)的污泥通過(guò)一臺(tái)回流泵回流到各自的回流管路中，通過(guò)閥門調(diào)控后進(jìn)入到各自的厭氧選擇區(qū)，和各自的進(jìn)水都從厭氧選擇區(qū)底部進(jìn)水，但是有共用互通部分，三系統(tǒng)單獨(dú)系統(tǒng)。其中沉砂池出水總管距離二號(hào)系統(tǒng)最近，生化池到二沉池之間有相互連通的管路，在管路上有控制閥門，長(zhǎng)期處于關(guān)閉狀態(tài)。三系統(tǒng)與一二系統(tǒng)無(wú)聯(lián)通閥門。這么詳細(xì)的介紹工藝線路，其實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜程度。

在運(yùn)行中，由于城市發(fā)展變化，部分企業(yè)受到環(huán)境發(fā)展的需要，從城市搬遷出去，導(dǎo)致進(jìn)水量低于往年，在進(jìn)水量發(fā)生變化之后，發(fā)現(xiàn)二系統(tǒng)的污泥濃度總是很低，由于一二系統(tǒng)的污泥回流是合用一個(gè)污泥泵池，但是一系統(tǒng)的污泥濃度卻比較高，特別是早晨的枯水期，二系統(tǒng)的二沉池液位下降也明顯低于一，三系統(tǒng)的二沉池液位。另外就是二號(hào)系統(tǒng)的缺氧區(qū)內(nèi)的推進(jìn)器損壞，起吊需要停水進(jìn)行，一直未能開展，導(dǎo)致缺氧區(qū)內(nèi)有污泥堆積。由于這個(gè)廠的進(jìn)水中氨氮，總氮濃度較高，各個(gè)系統(tǒng)的污泥濃度的合理控制是保證各系統(tǒng)出水氨氮和總氮穩(wěn)定的前提，由于污泥濃度的問(wèn)題，二系統(tǒng)的出水中氨氮，總氮總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一、三系統(tǒng)。在冬季氣溫較低的情況下，二系統(tǒng)的低濃度就嚴(yán)重影響了出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，有時(shí)甚至造成超標(biāo)出水。為此運(yùn)行人員查找了很多方面，也做了很多整改，但是收效都不明顯。

后來(lái)經(jīng)過(guò)整體的分析和查找，發(fā)現(xiàn)該廠自從處理水量下降后，日夜間進(jìn)水量變化較大，污水提升泵的運(yùn)行是通過(guò)變頻器和液位連鎖的控制方式，夜間水位較低的工況下，會(huì)出現(xiàn)水泵變頻自動(dòng)停止。但是由于回流系統(tǒng)在夜間為了保持各自生化系統(tǒng)的穩(wěn)定，各自系統(tǒng)的回流泵不會(huì)停止運(yùn)行，回流泵會(huì)不斷地將二沉池的沉淀污泥回流到各自厭氧選擇池內(nèi)。在日間正常進(jìn)水的情況下，各自系統(tǒng)進(jìn)水，回流都沿著正常的管路流動(dòng)，保持著各個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。但是到了夜間進(jìn)水停了以后，進(jìn)水管路沒(méi)有進(jìn)水后，回流泵開啟，各自的系統(tǒng)主要依靠回流泵來(lái)保持水體流動(dòng)。由于二系統(tǒng)的管路從設(shè)計(jì)路線上是直線系統(tǒng)，而缺氧區(qū)內(nèi)堆積的活性污泥造成了二系統(tǒng)的厭氧選擇區(qū)水位較高，在單獨(dú)回流的情況下，就會(huì)出現(xiàn)二系統(tǒng)的回流量大，厭氧選擇區(qū)液位高。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)回流污泥通過(guò)空余的進(jìn)水管路進(jìn)入到液位較低一、三系統(tǒng)內(nèi)，造成二系統(tǒng)的回流污泥大量流失到一三系統(tǒng)內(nèi)，造成了二系統(tǒng)污泥濃度下降，二沉池液位下降等等情況。分析出原因后，對(duì)一二系統(tǒng)的回流管路進(jìn)行了改造，一二系統(tǒng)的回流管路徹底分離開，各自通過(guò)回流泵進(jìn)行回流，這樣就完全避免了系統(tǒng)之間的干擾，使三個(gè)系統(tǒng)的工藝得到了有效的控制。

通過(guò)上述的兩個(gè)例子，我們看到水力學(xué)因素在工藝管理中，特別是工藝異常情況下的水力學(xué)判斷，也是很重要的。污水廠的內(nèi)的運(yùn)行管理人員應(yīng)該認(rèn)真研究自己廠內(nèi)的復(fù)雜的地下管網(wǎng)部分，以便在各種運(yùn)行工況下，能夠依據(jù)復(fù)雜的地下管網(wǎng)的交叉互通的特性，來(lái)判斷出工藝異常的原因，今后公眾號(hào)也將結(jié)合更多的案例和大家共同分析水力學(xué)因素在工藝調(diào)控中的作用。

作者：北極星水處理網(wǎng)　　來(lái)源：北極星水處理網(wǎng)