污水曝气管改造工程技术方案

污水曝气管改造工程技术方案一、项目背景与现状分析随着污水处理厂运行年限增长、处理规模扩容，原有曝气系统常因管材老化、曝气效率衰减、能耗偏高等问题，难以满足工艺要求。以某城镇污水厂为例，其氧化沟曝气系统采用传统橡胶膜片微孔曝气器，运行6年后膜片破损率超30%，曝气均匀度不足60%，导致生化池溶解氧（DO）波动达±1.5mg/L，污泥活性下降，出水COD、NH₃-N去除率分别降低8%、12%。现场勘查显示，曝气管路存在腐蚀穿孔、支架松动问题，风机长期满负荷运行，能耗较设计值高出22%，亟需通过技术改造恢复系统效能。二、改造目标（一）技术目标1.曝气均匀度提升至90%以上，生化池DO波动控制在±0.5mg/L以内；2.曝气系统能耗降低15%-20%，风机运行效率提升至85%以上；3.曝气管及曝气器使用寿命延长至8-10年，年维护频次减少50%。（二）经济目标项目投资回收期≤3年，年节约电费及维护成本≥50万元，全生命周期成本降低40%以上。三、技术方案设计（一）曝气系统选型优化结合污水水质（BOD/COD=0.45，含盐量≤0.3%）、生化池水深（6.5m）及处理规模（5万m³/d），选用第三代EPDM膜片微孔曝气器（孔隙直径20-30μm），优势如下：膜片材质耐老化、抗撕裂，年破损率≤5%；曝气阻力损失≤3kPa，氧转移效率（OTE）≥28%（清水测试）；可通过反冲洗清除孔隙堵塞物，维护便捷。配套曝气管采用316L不锈钢增强聚丙烯复合管（公称直径DN80），耐压等级1.0MPa，耐腐蚀性能较传统UPVC管提升3倍，且重量轻、安装便捷。（二）管路布局与分组控制根据氧化沟“环形推流”工艺特点，采用“环状布管+分区控制”方案：1.沿氧化沟池壁敷设主管道（DN150），分支管道（DN80）以1.2m间距呈“鱼刺状”分布，曝气器安装间距0.8m×0.8m；2.将氧化沟划分为3个曝气区，每区配置独立电动调节阀，通过PLC根据DO传感器数据（每区设3个监测点）自动调节风量，避免短流与曝气不均。（三）风机与控制系统升级更换原有定频风机为永磁同步变频离心风机（风量调节范围30%-100%），结合“前馈+反馈”控制逻辑：前馈：根据进水流量、COD负荷自动预调风量；反馈：通过DO传感器实时修正风量，响应时间≤10s。改造后风机单位能耗（kWh/1000m³空气）从0.85降至0.68，年节电约48万kWh。四、施工工艺与质量控制（一）施工流程1.旧系统拆除：人工+机械配合，先拆曝气器（避免污泥入管），再分段切割旧管道（切口做防腐处理），全程保护池体混凝土；2.管道安装：支架用膨胀螺栓固定（间距3m），管道焊接采用氩弧焊工艺，焊缝做100%渗透探伤；管道坡度控制在0.3%，最高点设排气阀，最低点设排泥阀；3.曝气器安装：专用工具旋紧曝气器，确保接口密封（扭矩25-30N·m），安装后逐点注水测试（水深0.5m，曝气无泄漏）；4.系统调试：单机调试（风机、阀门、传感器）→联动调试（分区曝气、DO控制）→带负荷调试（连续运行72h，监测曝气均匀度、能耗）。（二）质量控制要点原材料检验：曝气器、管材需提供第三方检测报告（氧转移效率、耐压强度等），进场后抽样复检；施工过程控制：管道焊接后做0.05MPa气压保压试验（30min压降≤5%为合格）；曝气器安装后做“气泡均匀性测试”（肉眼观察无明显大小泡、断泡）；验收标准：曝气均匀度≥90%（多点DO检测极差≤0.8mg/L），系统阻力损失≤4kPa，风机效率≥85%。五、运行维护与效益分析（一）日常运维建议巡检：每日观察气泡形态（均匀性、连续性），每周记录风机电流、管道压力；定期维护：每半年采用“反冲洗+柠檬酸清洗”（浓度5%）清除曝气器孔隙堵塞物，每年检测管道腐蚀情况（壁厚损耗≤10%）；应急处理：若曝气器堵塞，可关闭该区阀门，用高压水（0.6MPa）反向冲洗，30min内恢复运行。（二）效益分析1.技术效益：改造后生化池DO均匀度提升至92%，COD、NH₃-N去除率分别回升至88%、95%，出水稳定达标（GB____-2002一级A）；2.经济效益：年节约电费48万元，维护成本从20万元降至8万元，投资回收期约2.8年；3.环境效益：系统能耗降低20%，年减少碳排放约360t，符合“双碳”目标要求。结语本改造方案通过曝气器