UNITANK工艺在城镇污水处理厂的应用
摘 要:广东省某城镇污水处理厂采用UNITANK新工艺，在项目的运行中，根据具体情况采取了较为有效的应对措施，克服了该工艺应用于大型污水处理厂的不足，运行效果良好，出水水质稳定，达到国家一级B排放标准。
关键词:污水处理厂;UNITANK工艺;运行效果
UNITANK工艺运行灵活、处理效果稳定、工程投资和运行管理费用较低，与传统活性污泥法处理工艺相比具在占地面积小、自动化程度高等优点。广东某城镇污水处理厂规模为10×104m3/d，采用UNITANK工艺，已正常运行多年。
UNITANK工艺流程如下图所示。
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1 工程设计
1.1 设计规模及水质
该污水处理厂设计处理规模为1×105m3/d；污水综合变化系数K取1.30，截流倍数取1.0，雨季时提升泵房、格栅、沉砂池的总处理能力为2×105m3/d，生化系统、消毒系统、污泥系统处理能力为1×105m3/d。
设计进、出水水质指标见表1。
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1.2 主要构筑物及设计参数
（1）提升泵房
提升泵：采用离心式潜水污水泵3台，2用1备，潜水泵额定流量2800m3/h，扬程13.5m，功率150kW。进水粗格栅：共2台，栅宽1.8m，栅距20mm，过栅流速0.55m/s。
（2）沉砂池
单池直径为4.9m，水力停留时间0.5min，有效容积20.2m3。
（3）UNITANK生化反应池
UNITANK生化反应池共设4组，每组设计处理规模2.5×104m3/d，每组由3个正方形的池体组成，每个池的尺寸为27×27（m），池深6.8m，池内设微孔曝气头，边池1164个，中池1052个，曝气头间距600～800mm，服务面积0.7m2/个。每个池内设两台搅拌器，单机功率为7.5kW，每组边池各设一台剩余污泥泵，单泵流量Q=60m3/h，扬程H=10m。
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| 某污水处理厂UNITANK生化反应池 |
（4）储泥池及脱水机房
设一座储泥池，尺寸为16×8×4（m），分两格，池内设有搅拌器，但由于搅拌效果不明显，故在池内增设曝气装置，以减少磷在污泥储泥池内的释放，降低浓缩液回流给系统带来的磷的负荷。
脱水机房平面尺寸为35×14（m），内装一体化污泥带式脱水机3台，2用1备。单台主要性能参数：处理能力750m3/d，带宽2m。每套脱水机设备总功率约30.3kW。
（5）除磷加药间、加氯间及接触消毒池
采用氯消毒方式（后已改造为紫外消毒），采用矩形钢筋混凝土结构，接触时间为30min，平面尺寸为22.6×8.8（m），有效水深3m。液氯由加氯间投放，加氯间平面尺寸为22.6×8.8（m）。除磷加药泵共5台。除磷加药储药罐共2个。
1.3 自控系统
污水处理厂采用集散型计算机控制系统，全厂设1个计算机控制中心，4个PLC现场工作站，系统由检测仪表、现场计算机工作站及控制中心三级组成，可自动监测跟踪及控制设备运行，并在需要和故障时自动进行打印备份。
所有工艺流程中的主要电机设备运行均采用手动和自动两种控制方式，设有手动和自动转换开关。当置于手动状态时，可在机旁箱上操作，主要在安装调试和设备检修时使用；当置于自动状态时，可在中控室进行远程手动控制，也可根据工艺要求在PLC上进行单元自动控制。正常运行采用自动控制方式，工艺参数及程序的设定有保密等级等保护措施，不可随意变动，必要时可由自控及工艺专业工程师进行更改。
2 运行情况
（1）UNITANK工艺具有一定的抗水质冲击负荷能力
由于UNITANK工艺的两个边池在作为沉淀池使用时，积累了大量经过再生且具有较高活性的污泥，能够高效地降解污水中的有机物，因而UNITANK工艺具有耐冲击负荷的特点。
（2）UNITANK工艺的运行具有时序性
由于UNITANK工艺的运行具有时序性，因此其需氧量在一个运行周期中呈现出一定的规律。在生产过程中必须对风机的进出导叶的开启度进行及时调控，以保证DO浓度维持在一个合理范围。
（3）需选用刚性材质的曝气装置
由于工艺的周期运行方式，使曝气头的开停较为频繁，而安装橡胶材质的曝气头易老化、破裂，因此建议选用刚性材质的曝气装置，但该工艺有关刚性材质曝气装置的选用还有待于进一步的工程实践验证。
（4）UNITANK工艺具有较好的脱氮除磷效果
脱氮大部分发生在中池，小部分发生在进水池。由于反硝化会导致污泥上浮，故一般控制要求脱氮不在作为沉淀池出水的边池进行。通过控制中间池的间歇曝气/搅拌，利用被污泥吸附未降解的BOD，以及被污泥吸收转化为生物质之后呼吸作用所提供的碳源来实现反硝化。除磷主要控制在边池进行，溶解性BOD在进水池中被最大程度地用于除磷，为除磷的碳源需求创造了有利的条件。
该项目运行稳定，出水水质一直保持良好。其2009年的运行情况见表2。
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3 存在问题及建议
在运行过程中，发现就以下问题UNITANK工艺尚需做进一步的优化，并在将来的设计和运行中应引起足够的重视。
（1）鼓风机的喘震问题
现有的3台鼓风机的进出口风压值分别为1.1、1.789bar，压差值为0.689bar，实际运行中风机工作在临界状态，经常超过风机的额定压差值，前期经常出现喘震现象，目前依靠
调整时序和酸洗曝气头等措施来控制喘震现象，但是限制了工艺时序调整的灵活性。
建议：鼓风机出口风压选型时应充分考虑UNITANK工艺空气需求量变化较大的特点，在满足并联运行的基础上，适当提高出口风压值，避免鼓风机出现频繁喘震的现象。
（2）UNITANK反应池的放空检修问题
在实际运行中，如对某一组UNITANK反应池放空检修，在恢复生产时必须将其它三组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费。
建议：放空管路之间增加阀门和管道泵，使之具有原放空功能之外，能够让各条线的污泥可以互相灵活调度，方便调试及检修等。
（3）UNITANK反应池的排泥问题
由于UNITANK工艺没有专门的沉淀池，两个边池通过时序的变化来沉淀出水，边池池底是平底，没有设计集泥坑，当剩余污泥泵把吸入口的泥抽空后，远处的泥过不来，导致剩余污泥泵运行几分钟后只排水、不排泥，大大影响了排泥效果和污泥脱水效果。
建议：调整常规的时序运作模式，改变连续排泥的方式，通过观测每次排泥浓度随时间的变化趋势，确定最大的单次排泥时间，分多次进行排泥。由于受UNITANK各运行阶段的时间限制，该调整方法具有一定的局限性，但如果时间分配得合理，还是可以有效提高排泥浓度的。
4 结论
UNITANK工艺构筑物结构紧凑、占地省、投资省，易于实现自动操控，是一个高效、经济、灵活的污（废）水处理工艺，在处理城市生活污水方面具有良好的社会效益和经济效益。
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作者：庄艳芳1, 贾国宁2，刘嘉宇1(1.广州市深水大通水务有限公司；2.中山大学环境科学与工程学院）
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