⑴ 城市污水處理廠的系統調試與設計
城市污水處理廠的系統調試與設計是非常重要的,設計的每個細節都會影響最後的使用,每個環節的處理都很關鍵。中達咨詢就城市污水處理廠的系統調試與設計和大家說明一下。
目前我國已經建設了大量的城鎮污水處理廠,其中較多城鎮污水處理廠採用A2/O工藝,通過對豹澥污水處理廠的設計、施工以及調試全過程參與,提出合理化建議和改進措施,為設計、施工監管、調試提供一些經驗,也為城鎮污水處理廠的良好運營創造條件。對設計、施工、調試及運營提供四位一體的思路具有較重要的參考價值和啟示意義。
1 工程概況
豹澥污水處理廠一期工程建設規模為7×104m3/d,遠期規模為22×104m3/d。污水處理廠廠址位於光谷七路與高新三路交匯處東北側,總控制用地面積為18ha(270畝),其中一期工程用地5.9公頃(88.5畝)。污水處理廠出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)一級A標准,並經專用尾水出江管道排往長江。
2 設計進出水水質及工藝流程
2.1設計進出水水質
該污水處理廠服務區域的規劃定位為高新技術產業開發區,主要入駐企業以光電子信息產業、生物工程與新醫葯為主。污水處理廠出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB 18918--2002)中的一級A標准。
2.2工藝流程
該污水處理廠採用設置選擇段的多點進水A2/O-微絮凝過濾工藝,工藝流程如圖所示
進水
3 各環節的銜接
3.1前處理部分
粗格柵及細格柵在來水渣量較小時,根據格柵前後的液位差啟停周期較長,但在格柵前面聚集有較多浮渣,因此在單機調試時,調整為根據時間間隔自動運行,時間間隔根據渣量情況進行調整。同時取消格柵前後的超聲波液位差計,可減少維護量和降低投資。
在初期污水量較小時,按照等水量配備提升泵。即使僅啟動一台提升泵,且將頻率調到低限,提升泵也僅能運行10分鍾左右就會降到低液位,造成頻繁啟停水泵,運行管理非常麻煩。對於初期水量較小的污水處理廠,設計盡量考慮大小泵進行匹配,必要時同時考慮進行變頻調節。從調試時發現,水量較小時,在集水井內非常易於沉積泥砂,且污水處理廠的集水井的泥砂非常難以清理。設計時應考慮在提升泵出口設置沖洗旁路和引用曝氣沉砂池風機的風管到集水井,對集水井定期進行沖洗,將泥砂提升到沉砂池進行處理。同時沉砂池至少為兩系列,在事故時,也易於在不停機的條件下進行檢修清砂。
根據《城鎮給水排水技術規范》要求,進水應進行水質監測。水質監測的自動取樣儀的取樣口設於細格柵之前,隨著運行時間的延長,取樣管的吸口經常會被大的雜質堵塞,影響自動取樣儀正常運行。經細格柵攔截後的污水中大顆渣大大減少,因此,在設計時,應考慮將自動取樣儀取樣點設於細格柵之後。
在調試曝氣沉砂池設備時,主要檢查除砂機的運行平穩性。在設備沿軌道運行過程中,會出現軌道跳培卜躍的現象,經過分析認為,每條軌道一般由幾段組成,兩條軌道的幾段不易平行,造成除砂機行進時跑偏,軌道輪在自行調整情況下,出現抖動現象。在《城市污水處理廠工程質量驗收規范》對兩軌中心距、兩軌頂面高差、軌道接頭錯位進行了安裝誤差要求,但對每一根軌道配鎮穗的直線特性沒有規定,因此應在設計的安裝圖中增加相關部分的安裝誤差要求。在發現該現象後,可以通過調整每條軌道的直線特性而得以解決。如果設計採用將軌道與埋件直接連接的方式,則無法進行下一步的處理;因此建議設計應要求設備軌道採用壓板的連接方式,方便設備調試進行調整。
在調試過程中,粗、細格柵的柵渣都非常易於掉落到輸送設備之外,通過現場調整,發現格柵落渣區域大於輸送設備的寬度,無論如何調整,都不能保證將柵渣完全收集。增加一條柔性收集板,將格柵出渣口下沿與輸送設備銜接。但設備一般並不配帶該柔性收集板,因此建議設計時就要充分考慮。
在安裝和調試閘門及堰門類設備時,施工及調試人員易產生閘門、堰門不用檢查、調試的想法,經常忽略閘門及堰門的安裝和調試。造成閘門軌道旅運安裝的精度不能滿足要求,甚至左右兩條軌道偏差巨大,隨著閘門的提升,閘板甚至跳出軌道;或者在閘板啟閉過程中,閘板隨著軌道逐步傾斜,造成閘板卡在軌道內,增加開啟難度。閘門軌道槽在閘門安裝完畢後,導軌旁的密封不到位,漏水嚴重,影響閘門使用功能。而設計要求採用二次灌漿方式密封,因預留導軌兩側的空間偏小,無法良好處理。建議設計應在導軌兩側留足100~150mm的空間進行二次灌漿。
3.2生化處理部分
該工程採用多點配水改良A2/O生化處理工藝。生化池選擇區、厭氧段、缺氧段採用立式渦流攪拌機進行攪拌,好氧區採用無終端循環流池型,內設管式微孔曝氣器進行曝氣。分別在選擇區、厭氧段、缺氧段設置不銹鋼堰門,通過調節各區域堰門開度調整各處理單元進水量。
該工程的調節堰門長度有3.5m、2.5m、1.5m三種規格,材質均為SS304,採用手動啟閉機啟閉。安裝過程中,發現堰長3.5m的堰門,與池壁不能很好吻合。調查分析發現,與調節堰接觸的3.5m長的牆面存在不平整現象;預埋埋件時,該組埋件表面平整度未控制;同時供貨設備因長度較長,在生產及運輸過程中易產生邊形。以上幾方面原因造成安裝完成後,進行清水聯調時,幾台堰門根本無法形成有效的密封,進水量較小的情況下,進水都從堰門旁滲入生化池內。通過調整堰門的橡膠密封高度,重新對門框與埋件之間的空隙進行二次灌漿。處理後,堰門的滲漏大大減小,但仍不能滿足最大正向工作水頭時泄漏量≤1.25L/min·m,對運行控製造成影響。工藝設計對結構專業應有相關平整度、垂直度要求,則能很好的實現專業銜接。在實際操作過程中發現,寬度超過2m的堰門不易控制閘門的垂直度,垂直度調整好以後,啟閉幾次垂直度就會改變,造成閘板傾斜,啟閉不順暢。從現場運行情況看,在調整各堰門開度時,一般根據操作人員的經驗進行調整,實際控制誤較大。設計應在堰門板旁用醒目的標識漆標上精度為cm的水位刻度,可為操作人員帶來便利。同時在設計過程中應充分利用堰門500mm的可調高度,將進水堰門的寬度減小,減小利用水位刻度計算出水量誤差。採取該措施後,可降低由於堰門太長造成的設備變形的風險以及減小結構施工誤差對設備安裝的影響。
3.3二沉池
該污水處理廠採用周進周出的輻流式二沉池,在調試過程中極易出現出水不均勻現象,運行過程中出現厭氧污泥漂浮現象。除了在運行過程加強排泥措施外,施工和單機調試過程同樣要對下面進行關注。
(1)輻流式二沉池的圓度要密切關注,控制在規范要求的范圍內,否則太大的誤差,造成吸泥管與池周的間距變化太大,甚至需要切除部分排泥管。
(2)輻流式二沉池全池底面的水平誤差控制在5cm以內,基本能夠通過刮泥機調節到位,但超過該數值,達到10cm時,必然影響排泥管的坡度,造成排你不暢,最終造成運行時,產生厭氧現象。
(3)出水不均勻,主要是由於出水堰安裝精度不滿足要求。在現場調試式,採用先初調水平度,在滿水實驗時,將水位調控到出水水位,進行二次精調,現場調試表明,全池水平度精度可以控制在1mm以內,遠遠高於規范要求。
3.4結論
污水處理工程的成功運行,與設計、施工、調試及運行管理都有關系,只有在各個環節都要進行精細的工作,才能讓最終的運行管理更加方便。
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⑵ 某污水廠運行管理中存在的問題及改進措施
1、概述
某污水處理廠於1992年10月正式投產,二級生化處理,傳統活性污泥法工藝,鼓風曝氣。在14年的運行過程中,該廠始終致力於加強工藝調控,確保出水達標排放,為水污染治理工作做出了應有的貢獻。同時在運行中也發現了一系列問題,在實踐過程中,通過技術人員的努力,進行了相應的改進,確保老廠能夠發揮應有的作用。
2、存在問題及對策
2.1 格柵除污機存在的問題及解決措施格柵是預處理過程中一道關鍵工藝,它的作用是攔截去除大的固體物質,同時對後續工藝中的污水泵起保護作用,減少一沉池漂浮物,防止工藝管路堵塞。該廠原設計只有一道格柵,格柵間隙為25mm,屬中粗格柵類型。存在4點不足:
(1)服務區排水設施為雨污合流系統,雨季柵渣量較多,再加上水量大,水中布條及軟塑料製品等雜物被沖過柵條而進入後續構築物,對水泵特別是潛水泵有較大影響。
(2)該廠無細格柵,一沉池中漂浮物形成的浮渣量很大,去除這些浮渣操作人員的勞動量很大,加上長時間的撇浮渣操作使大量污水又回到格柵井必須二次提升,增加了污水泵的能耗。
(3)只有一道格柵屬設計缺陷,格柵出故障,必須停止進水。因此要求格柵除污泥性能可靠。該廠原格柵除污機為高鏈式格柵除污機,由於扒齒臂材質問題易變形,影響扒齒入槽准確度,除渣效果差,影響生產。
(4)該廠曾在沉砂池出口處安裝一台柵距為6mm的細格柵,但由於場地限制,無法加裝事故跨越裝置,經常跑水,影響生產,被迫拆除。因此,無法增加細格柵。
為解決上述問題,該廠更新了原高鏈式格柵除污機,安裝使用了清源環保機械廠生產的型號為XGS1702-4800、柵距為10mm的回轉式格柵除污機,使去除柵渣量大增,給潛水泵的運轉創造了良好的條件,確保了生產要求,解決了該廠無細格柵問題和一沉池漂浮物過多的問題。而且該機的電器控制系統較好,可以自動連續清污、定時間隙清污及手動清污多種運行模式,在不同的季節可以改變運轉方式,起到節能的效果。
通過實際運行發現,新格柵除污機也有一定缺陷:(1)該機齒扒鏈為尼龍材質,由於是室外環境,冬夏溫度變化大,加上日光照射,齒扒鏈易老化斷裂。更換時十分麻煩。筆者認為,由於室外環境運行,無備用格柵,設備可靠性十分重要。因此,齒扒材料使用不銹鋼更為可靠。(2)該機由於連續運轉時間長,其作用是撈柵渣,而且重量變化大,齒扒鏈用力的變化大,兩側起固定作用的止回墊容易脫落,但該零件為非標產品,備件困難。(3)由於受場地限制及資金問題,柵渣自動傳送及壓榨運輸設備沒有配套,工人勞動強度大,且柵渣無法做到不落地。以上缺陷在老廠改造時,需加以解決。
2.2 脫水機存在問題及解決措施該廠原有脫水機兩台,型號為DY2000型帶式壓濾機,設備為市環保機械廠第一代機型。在運行中表現出很多問題:(1)濾帶沖洗裝置達不到實際要求,濾帶沖洗效果差。濾帶清洗是帶式壓濾機最關鍵工序,效果不好,無法恢復濾帶過水能力,脫水過程無法連續進行。(2)絮凝反應器設計需要改進,泥葯混合液入口在反應器上方,內部採用階梯下落式混合,反應劇烈,而絮凝劑PAM與污泥的調質反應迅速而且易碎,不可逆轉,因此反應絮塊易被摔碎,在重力脫水段絮塊尺寸不夠,易跑料。因此對絮凝劑分子量要求太高,而分子量高的PAM價格較貴,另一方面,因跑料造成泥餅產量低。(3)因當時濾網的織造的技術問題,該機濾帶介面為金屬螺旋銷環介面,運轉時造成刮泥板磨損嚴重,泥餅剝落不凈,增加濾帶清洗難度,而且使用壽命短。(4)原機設計真空輥孔徑小,剪切脫水濾水速度慢,效果不好,易跑料,而且輥內濾液排除不凈而沉積,使真空輥失去作用,影響泥餅產量。
為了解決運行中的實際問題,在新設備選型上注意了克服老設備的缺陷。更新後的脫水機為DYQ2000型脫水機,該機的特點為:(1)在濾帶清洗方面,清洗水箱內噴頭為新產品,自然形成的壓力比老式噴頭壓力大,拆解方便。在設備安裝時,增加了1台管道增壓泵,型號為ISG50-200A,流量11.7m3/h,揚程為0.45MPa.沖洗用水由原來的6m3/h提高到9m3/h,沖洗壓力由原機的0.4Mpa提高到0.7MPa,沖洗效果良好,泥餅產量明顯提高。(2)壓榨段中空輥由一個變兩個,且第一個輥直徑加大,由原來的ф40cm 提高到ф80cm,而且過水孔徑加大,容易實現預壓榨過程,使污泥絮體中大量表面游離水快速擠過濾帶,而使壓榨段的污泥含水率降低,減少擠壓過程中的跑料,污泥泥餅產量明顯提高。(3)絮凝反應器的結構更加合理,泥葯混合液由反應器底部進入,內設絮凝攪拌裝置,生成的絮體由反應器上口溢出進入重力脫水段,整個反應過程的劇烈度下降,絮體不易打碎,實際運行表明,絮體生成情況良好,與老脫水機相比,對絮凝劑PAM分子量的要求稍有下降。(4)該機的濾帶為無介面型,使用壽命長。
經過一段時間的使用,該機基本上克服了老脫水機的不足之處,但仍存在一定問題:(1)進泥管設計直徑較小,易發生堵塞。(2)附屬設備溶解罐及儲葯罐管路極易堵塞,加葯泵造型上葯量偏小。以上問題要與廠家一起逐步改造完善。
2.3 設備節能措施
該廠1992年投入使用後,在實際運行過程中存在設備老化,能耗高的問題。在14年的運行管理中,該廠始終將節能降耗作為管理及設備改造的重要課題,污水泵及曝氣系統節能改造是工作的重點。
2.3.1 污水泵存在問題及解決措施和效果該廠污水泵原設計為4台250WDL立式水泵,每台功率70kw,上水量為1290m3/h(實測),存在問題有:(1)該泵廠家已停止生產,無法備件。(2)水泵填料易磨損,漏水嚴重,污水四濺,泵房衛生備件差,更換盤根勞動強度大,更換頻繁,維修量大。(3)能耗高,效率低。
為解決上述問題,該廠於1999年將4#污水泵更換為飛力泵CP3300LT620型,44kw潛水泵,實測上水量為1330m3/h,能夠滿足實際要求,運行效果良好。對水泵節能情況進行了實際測量,測得的平均結果為:飛力泵每天耗電760度/d,而老式泵為每天耗電1400度/d,每天可節電640度/d.按現階段電費0.53元/度計算,一台泵每天可節電339.2元,一年可節約12.43萬元,節能降耗效果明顯,而且設備維護保養簡單,故障率低,還可節約大量維修費用。目前該廠1#污水泵及2台迴流泵的更新工作已經完成,運行效果都很好。
2.3.2 曝氣系統節能問題及措施效果該廠曝氣池原設計使用穿孔管曝氣裝置,由於使用時間長,銹蝕嚴重,存在堵塞嚴重,曝氣效率低下的問題。而曝氣池能耗占整個污水廠能耗的比例很大,是節能降耗的重點。該廠於2002年10月將二組曝氣池中西邊三個廊道的穿孔管改造為硅橡膠管式曝氣管,並於2002年11月1日-30日進行對比實驗,在實驗條件相同的情況下,同樣的鼓風機,同樣的進風管,只是曝氣器不同,東邊是穿孔管,西邊是改造後的曝氣器,使用攜帶型溶解氧監測儀測量,西邊的溶解氧平均高出東邊溶解氧一倍,證明氧利用率比改造前高出一倍,效果良好。
該廠同時對鼓風機進行了實際效果測定,結果表明現在使用的鼓風機產生同樣體積的空氣耗電量高於現在環保設備市場上同類風機。在不久將要進行的老廠改造中,該廠將選用能耗較低的調頻式磁懸浮離心風機,來達到節能效果。
2.4 泡沫問題該廠曝氣池冬季時常出現大量泡沫,特別是冬季陰天氣壓低時更為突出。泡沫飄浮在池面上,溢滿過道,有時被風一吹,到處飄飛,影響衛生,有時甚至無法取樣化驗,嚴重時帶起活性污泥顆粒影響正常運行。
經過對泡沫問題進行專題研究,共找出產生泡沫問題的5個原因,並有針對性的採取措施,使冬季泡沫問題得到控制。(1)氣溫方面的原因。由於氣溫低,曝氣池中產生的氣泡不易破碎,容易堆積,這時應對工藝進行調整,適當降低溶解氧等,破壞泡沫堆積條件。(2)進水中表面活性劑物質含量高時,通過鼓風吹脫,易產生大量泡沫,再加上氣溫條件,極易出現泡沫堆積,因此應查明污染源,採取措施使進水中無發泡物質,泡沫會自然消失。(3)由於該廠東西兩組曝氣池中使用的曝氣器不同,分屬中氣泡型和微氣泡型,西邊溶解氧長期比東邊高,由於微孔曝氣產生的氣泡小,不易破碎,易堆積,因此該廠曝氣池泡沫西側比較嚴重。該廠採取措施將東邊穿孔管徹底進行疏通,提高了穿孔管的供氣效率,從而使東邊曝氣池與西側曝氣池的溶解氧趨近,再適當調控,泡沫得到控制。(4)在不久將要進行的老廠改造中,將改造東側曝氣池的曝氣器,使東、西兩組曝氣池一樣,都使用管式曝氣器,便於溶解氧的調整,提高氧的利用率。(5)當曝氣池MLSS過低時,比較容易產生泡沫,因此,在冬季嚴格控制MLSS在1.5g/l以上,控制泡沫堆積效果明顯。
3、結語
以上是筆者對該廠運行管理中遇到的幾個問題及解決措施進行了簡單剖析,是技改工作的一點體會,不足之處希望大家指正。由於該廠大部分構築物及設備都嚴重老化,進入更新改造期,今後將繼續以節能降耗為前提,在技改和運行管理中,深挖節能潛力,堅決落實唐山市排水公司核定的經濟運行指標,通過技改逐步解決實際運行中的問題和設計缺陷,使老廠煥發青春。