【摘要】UNITANK工藝是一項污水處理效果穩定、運行靈活以及生產運營管理費用較低的技術，目前已經廣泛應用到污水處理廠中；并且在污水處理廠運用的過程中，根據具體的情況進行改造設計，不僅能夠克服工藝中存在的不足，而且能夠達到節能降耗的要求，其運行效果良好也是非常顯著的。下面主要進行分析廣東某城鎮污水處理廠中采用UNITANK工藝的污水處理能力以及節能降耗的效果。
　　【關鍵詞】污水處理廠；節能降耗；UNITANK工藝；生產運營；
　　引言：隨著國家以及政府對城鎮污水處理的問題高度重視，城市污水處理設施不斷的更新變化，尤其是“十一五”期間，我國采取更多的措施進一步加強污水處理節能減排的設施，使我國城市污水處理事業得到發展和進步，城市污水處理能力以及技術手段等得到很大的提高。UNITANK工藝作為一項集科學性、實用性以及經濟性的污水處理工藝在污水處理廠中應用前景非常廣闊。
　　一、UNITANK工藝簡介
　　UNITANK工藝主要部分是由被間隔成數個單元的矩形反應池組成，反應池一般有A、B、C三個池子組成，各個池子之間水力相同、并且都具有曝氣裝置，其中A、C兩個池子中設置有污泥排放口和出水堰，從而能夠實現交替作為沉淀池和曝氣池，可以按照規定的時間周期進行交換運行，所以UNITANK又被稱為交替式生物處理池。在污水處理廠應用UNITANK工藝的過程中通過進行調整UNITANK系統的運行狀態，能夠實現污水處理中空間以及時間的控制，并形成良好的缺氧、好氧、厭氧等條件，以達到污水處理的要求[1]。廣東某城市污水處理廠一期工程采用UNITANK工藝，處理能力4萬噸/天，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002）中的一級B排放標準。其工藝流程如下圖1所示：
　　圖1：UNITANK工藝流程圖
　　二、污水處理工程的改造設計
　　1、節省電耗工程設計
　　（1）在管網來水液位允許的情況下，盡量提高提升泵房液位，增加提升泵的效率。經過對粗格柵進水渠改造設計之后，提升泵房液位較之以前提高1.8m。
　　該廠使用76kw和37kw的提升泵各兩臺，粗格柵進水渠改造前后電耗情況如表1：
　　表1粗格柵進水渠改造前后電耗對比
　　電機型號 參數 改造前 改造后 電耗節省
　　76KW電機 流量(m3/h) 1100 1376 12.5%
　　 電流(A) 134 146 
　　 電耗(kw.h/m3) 0.064 0.056 
　　37KW電機 流量(m3/h) 582 691 11.5%
　　 電流(A) 67 72 
　　 電耗(kw.h/m3) 0.061 0.055 
　　
　　（2）根據提升泵效率下降情況進行研究和分析，及時檢修和更換配件。
　　在運行過程中，該廠發現期中一臺77kw提升泵效率下降較快，電耗超過0.066kw.h/m3。檢查后發現葉輪被硬物所傷缺失一塊，同時泵體震動較大。經研究后該廠更換全新葉輪（2.2萬元）、更換軸承（0.6萬元）以及動平衡校準（0.15萬元）。提升泵大修之后電耗降低到0.054kw.h/m3，電費單價按照0.80元計算，只需72天即可收回投入費用。
　　（3）根據進水有機物濃度偏低的實際情況，將半周期從設計的4h延長至6h。
　　由于該廠實際進水有機物濃度長期偏低，COD平均濃度101mg/L，僅為設計值的40.4%；在運行初期，由于半周期較短、進水COD太低導致好養時間段DO很容易出現過曝現象。DO過曝一方面浪費了能源，另一方面使本來處于老化狀態的活性污泥加速老化而解體。經過研究討論后，將半周期從4h延長至6h，見表2。
　　表2UNITANK半周期工藝矩陣
　　設計（min） 優化后（min） A池 B池 C池
　　  進水 攪拌 曝氣 出水 反沖洗
　　 進水 曝氣 進水 攪拌 曝氣 出水 反沖洗
　　
　　15 15 ● ●     ●     ●
　　30 45 ● ●     ●    ● 
　　120 225 ●  ●    ●    ● 
　　45 45   ●   ● ●    ● 
　　30 30      ● ●    ● 
　　優化后連續運行1個月，出水水質穩定達標，生物池內活性污泥狀態保持良好。因此，半周期時間的適當延長不僅優化利用了鼓風機供氣量，節省電耗，而且減少生物池各閥門的開停次數，延長閥門壽命。
　　2、節省藥耗工程設計
　　（1）除磷藥劑：采用質量濃度不小于10%的聚合氯化鋁鐵（PAFC）液體藥劑，PAFC加水稀釋后在邊池精曝時單點投加，通過投加除磷藥劑，對TP的去除取得一定的效果，出水TP基本可以達標排放。但同時也存在一些問題：
　　a、投加點僅一個點，位于邊池的池壁處。由于投加點單一，除磷藥劑不能迅速擴散至整個池子，也不可能在池內均勻分布，因此會浪費部分藥劑，PAFC達不到最佳的除磷效果；
　　b、隨著出水時間的延長，出水中由中池和進水邊池進入的水的混合比例增加，出水TP會逐步升高；這使得我廠除磷藥劑需要增大投加量，并且在半周期出水的后期出水TP仍有超標的危險[2]。
　　在原有除磷投藥點的基礎上，我們將單個投藥點改造成兩個對稱的投藥點，同時在邊池配水井處增設一個投藥點，通過出水時段控制PAFC藥劑的投加，在出水TP穩定達標排放的前提下，投藥比從55mg/L下降至40mg/L，降低27%。
　　（2）絮凝劑（PAM）：
　　a、比選確定最佳的PAM
　　絮凝劑投加效果的優劣，不僅取決于其本身的化學特性，更與其處理對象、水質條件有關；此外，不同廠家生產絮凝劑的效果也存在很大的差異。因此，我們通過對多家絮凝劑廠商的藥劑進行橫向和縱向的燒杯小試，最后確定使其中一種陽離子絮凝劑作為污泥脫水藥劑。
　　b、不斷優化脫水機運行狀況
　　根據剩余污泥濃度的變化和污泥性質的變化，同步改變PAM配比濃度，根據前期試驗，PAM配比濃度在1.2‰～2.5‰之間為最理想狀態[3]。
　　上機試驗后，在保持泥餅含水率穩定達標且PAM投加量最少的情況下，PAM配比濃度隨剩余污泥濃度變化的曲線如下圖3（縱坐標為PAM配比濃度，單位：‰，橫坐標為剩余污泥濃度，單位：g/L）：
　　
　　圖2：PAM配比濃度曲線圖
　　經過實驗改良之后，PAM投藥比從之前的2.33kg/tDS下降至1.67kg/tDS，下降28%。
　　三、改造后的運營情況分析
　　通過對污水處理廠中運用UNITANK工藝，并根據工程實際進行改造設計，不僅能夠達到污水處理的要求，而且對污水處理廠節能降耗具有重要作用，對提高為污水處理廠經濟效益具有重要的作用。其改造后污水處理廠的運行情況具體如下：
　　（1）BOD¬5、COD去除效果
　　在污水處理廠中應用UNITAK工藝對BOD¬5、COD去除效果非常顯著，在污水處理廠中采用UNITANK工藝，由于UNITANK工藝的A、C池具有沉淀池和曝氣池的作用，如果作為沉淀池使用時，通過積累大量經過再生并且具有高活性和高吸附的污泥，有機物能夠得到很好地降解，然后經過曝氣池，從而能夠使污水中有機物再次得到降解，這樣污水中COD的濃度就會大大減少，從而能夠達到去除的效果，并且UNITANK具有耐沖擊負荷的特點。
　　如下圖所示：
　　去除率出水COD，進水COD
　　
　　圖3：UNITANK工藝對COD的去除效果
　　（2）TP的去除效果
　　對于污水中有害物質磷的去除主要通過聚磷菌的厭氧釋磷和好氧超量吸磷將污泥的排出系統實現的。在缺氧或者厭氧的情況下聚磷菌生長受到抑制，釋放出來細胞中的聚磷酸鹽，然后采用這個過程中產生的能量進行攝取污水中脂肪酸，從而進行合成聚—β—羥基丁酸鹽顆粒存在體內。在好氧條件下，聚磷菌分解體內的聚—β—羥基丁酸鹽和外源基質，產生質子驅動力，將體外的磷酸鹽輸送到體內合成ATP和核酸，將過剩的磷酸鹽聚合成細胞貯存物：多聚磷酸鹽。
　　化學法除磷是向水中投加化學藥劑，產生不溶性的磷酸鹽，然后再利用沉淀等方法將磷從污水中除去。用于化學除磷的常用藥劑有石灰、鋁鹽和鐵鹽等三大類。由于該廠進水碳源不足，故需投加除磷藥劑輔助除磷。該廠采用的是聚合氯化鋁鐵，該藥劑的優點一方面減輕了鐵離子顏色影響出水色度和殺菌效果，同時也避免了鋁離子對污泥活性的抑制作用。TP進出水情況見下圖：
　　
　　圖4、UNITANK工藝對TP的去除效果
　　四、總結
　　在污水處理廠中采用UNITANK工藝，并根據污水處理廠的實際情況進行改造設計，不僅能夠滿足污水處理廠的要求，而且對污水處理廠節省電耗，節約除磷藥物的投資以及絮凝劑，節省大量的水資源、減少環境的污染等具有重要的作用，并且該系統具有自動化程度高、經濟經濟效益好、污水處理能力強等特點。總之，在污水處理廠中采用UNITANK工藝能夠發揮巨大的節能效果，降低能耗，從而實現污水和污泥的資源化利用，實現更大的經濟效益和社會效益。
　　參考文獻：
　　[1]趙慶良,王廣智,郭一令等.小城鎮污水處理廠節能降耗新工藝[J]．研究建設科技；2011(21)：28—32.
　　[2]徐靜,權景建.UNITANK工藝在中、小型污水處理站的應用[J]．貴州環保科技；2006,12(4)：31—34．
　　[3]龐波.Unitank工藝在贛州市污水處理廠工程中的應用[J]．城市道橋與防洪；2007(8)：175—178．