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首先,我們來到了從屬福州市西區(qū)自來水廠的污泥干化廠。福州市西區(qū)自來水廠承擔(dān)著福州市西區(qū)的供水任務(wù),每天供水400萬噸。這家污泥干化廠的工作目的是處理自來水廠排出的污泥。在老師的講解下,我們了解到,在制定處理方案時(shí)要根據(jù)處理對(duì)象的性質(zhì)和處理目標(biāo)的不同來制定出不同的治理方案。在處理這些污泥時(shí),我們首先是要降低污泥的流動(dòng)性,也就是降低它的含水率,使之從流動(dòng)變?yōu)椴涣鲃?dòng),最后變?yōu)楣腆w,然后進(jìn)行填埋或進(jìn)行再次利用,比如作化肥。在處理污泥時(shí)主要的工作目標(biāo)是將泥水分離,其中水分為游離水、表面水和毛細(xì)水三種。未經(jīng)處理的污泥含水率為99%,一般情況下處理完的污泥含水量降為55%-60%,只有經(jīng)過焚燒后的污泥含水量才會(huì)降至10%,而剛開始的污泥所含的水分中,有10%是游離的,有20%-30%是表面水,其余大多數(shù)為毛細(xì)水??紤]到治理的目標(biāo)、成本和治理對(duì)象的性質(zhì),這里只要求祛除污泥中的游離水和表面水,使固廢不流動(dòng)就可以了。根據(jù)污泥的性質(zhì),這家干化廠制定了這樣的工藝流程:污泥從凈水廠產(chǎn)生并被運(yùn)輸?shù)礁苫瘡S后;首先,向污泥中投加混凝劑,這是一種混凝工藝,這是為了使表面水游離出來;然后污泥被運(yùn)送到高密度澄清池,在這里污泥的游離水被分離出來,澄清的水將被直接排放入閩江,這是因?yàn)檫@些澄清水是沒有被再次污染的,而被分離出來的沉淀污泥中,大部分是被運(yùn)送到干化床利用蒸發(fā)原理進(jìn)行干化,在干化后的污泥被外運(yùn)填埋處置,還有一小部分被分離出來的污泥則經(jīng)過污泥回流重新進(jìn)入高密度澄清池再進(jìn)行處理。在經(jīng)過這一系列的介紹后,我們開始了參觀認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。首先,我們來到了加藥間。在這里我們看到了一種叫聚丙烯酰胺(PAM)也叫絮凝劑,這種絮凝劑主要起架橋作用,是一種有機(jī)的絮凝劑,有機(jī)的絮凝劑根據(jù)分子量的不同所起的作用也不同,這些絮凝劑首先要進(jìn)入溶解溶藥器用攪拌器使之溶解,然后這些藥通過加藥泵進(jìn)入到高密度澄清池中,在此過程中,要應(yīng)用柱塞原理實(shí)現(xiàn)保持穩(wěn)定的流量,并采用循環(huán)方式進(jìn)行調(diào)節(jié),同時(shí),需要注意的是在溶解溶藥器周邊必須配有梯子和清洗池,這就是對(duì)環(huán)境工程的要求。從加藥間出來之后,我們進(jìn)入了另一間操作室,在這里有許多的閥門和泵,其中比較重要的就是提升泵了,它通過閥門的開關(guān)來控制污泥的提升和回流,同時(shí)污泥的濁度和PH值也由在線監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督和控制。接下來,我們來到了高密度澄清池,這里有一臺(tái)攪拌機(jī)是用來促進(jìn)泥藥接觸的,在這里還有斜管沉淀池,而懸浮的污泥層會(huì)形成過濾網(wǎng),它與污泥的回流保證了高密度澄清池的結(jié)構(gòu),這也是有考慮到經(jīng)濟(jì)問題的。最后,我們來到了干化床,這是污泥干化的地方,污泥從斜管沉淀池經(jīng)過排泥管的運(yùn)輸最后來到了干化床,干化床的設(shè)計(jì)與地區(qū)的氣候規(guī)律有關(guān),當(dāng)蒸發(fā)量大于當(dāng)?shù)氐慕邓坎⒂凶銐虻拿娣e時(shí),則可以不考慮降水因素,由于干化床也會(huì)產(chǎn)生澄清水,所以干化床的周圍設(shè)有起壁機(jī),通過起壁機(jī)來調(diào)節(jié)池中水面的高度,沙層過濾的澄清水也將被直接排放入閩江。
目前城市凈水廠污泥處理處置發(fā)展概況如下:在過去的城市凈水廠建設(shè)中,污泥處理一直被忽視的一個(gè)環(huán)節(jié),人們更多的關(guān)注于工業(yè)生產(chǎn)的排污治理,二十世紀(jì)七十年代以前,各國(guó)建設(shè)的凈水廠排泥水處理設(shè)施,多是沿用污水處理廠的污水和污泥處理方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用,主要采用污泥塘與干化場(chǎng)處理和污泥。隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展,六十年代開始,研究人員工著手認(rèn)真研究?jī)羲畯S排泥水處理和污泥處置工作,調(diào)查了凈水廠的排泥與凈水廠凈水工藝間的關(guān)系,探討了凈水廠排泥與污水廠排泥的異同,七十年代,美國(guó)聯(lián)邦政府頒布布《水污染控制法》,要求各州制定標(biāo)準(zhǔn),水廠污泥必須經(jīng)處理再行排放;并且擬定了一個(gè)污泥處理發(fā)展草案。其發(fā)展目標(biāo)是:到七十年代末,應(yīng)用可實(shí)行技術(shù)合理進(jìn)行污泥處理,并要求各類水廠排除污水的pH值及總懸浮物達(dá)標(biāo)。到八十年代初,必須考慮污泥處理工藝的經(jīng)濟(jì)性,要求對(duì)污泥處理后的析出液或?yàn)V液回用;到八十年代中期,在全國(guó)范圍內(nèi)消除污泥排放造成環(huán)境污染。日本于1975年也頒布布了《水質(zhì)污濁防止法》,規(guī)定沒有沉淀池和濾池的凈水廠,其排出水必須經(jīng)處理至符合水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來,美、俄、日、英、法等發(fā)達(dá)國(guó)家的各大、中城市新建的凈水廠中均設(shè)置了較為完善、自動(dòng)化程度高的污水和污泥的處理設(shè)施。離心脫水、加壓脫水等機(jī)械脫水方法應(yīng)用普遍。歐洲有些凈水廠,由于原水中的懸浮物含量低,濁度小,水廠排水中泥含量少,往往將排泥直接排入市政污水管理,輸送到就近的污水廠統(tǒng)一進(jìn)行污泥處理,據(jù)有關(guān)資料,歐洲許多國(guó)家凈水廠經(jīng)過濃縮和脫水處理的污泥量,占全部?jī)羲畯S污泥量的70%。污泥脫采用的具體技術(shù),因各國(guó)的自然條件和習(xí)慣,有明顯差異。然而近年來的總體趨勢(shì)是,干化聲和干化塘的使用減少,離心與壓濾脫水逐漸占統(tǒng)治地位。
我國(guó)的凈水廠污泥處理和處置工作起步較晚,由于凈水廠的排泥,在過去一般均認(rèn)為其組成與水體的原有固體組分相當(dāng),只增加了處理過程中的一些絮凝劑,對(duì)環(huán)境害影響甚微,因而,目前為止絕大數(shù)凈水廠的排泥還是直接排入水體,但隨著我國(guó)政府對(duì)水資源保護(hù)工作的日益重視,特別是城市規(guī)模的不斷的擴(kuò)大,凈水廠的排泥逐漸突出,據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),我國(guó)最大城市,上海市各凈水廠每年能過排泥進(jìn)入水體的懸浮就達(dá)30萬tds(噸干固體),有機(jī)物按10%含量,可達(dá)3萬tds以上。凈水廠的排泥正受到有關(guān)部門的密切關(guān)注,《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)水污染防治法》等一系列水資源保護(hù)法律法規(guī)的頒布實(shí)行,我國(guó)在八十年代凈水廠排泥被提上議事日程,對(duì)水廠污泥進(jìn)行無害化處理已成為目前國(guó)內(nèi)城市供水行業(yè)的重要任務(wù)。
凈水廠是水源污染的直接受害者,由于原水污染給凈水工藝在技術(shù)上帶來許多困難造成凈水成本的不斷上升,保護(hù)水源,走可持續(xù)發(fā)展的道路,凈水廠的排泥要首先做到達(dá)標(biāo)排放是責(zé)無旁代的。
離開了污泥處理廠,我們的下一站就是福州市豐泉環(huán)保集團(tuán)。
到了這里,我們第一步是先參觀固廢熱處理和尾氣處理裝置垃圾焚燒尾氣凈化裝置,在這里我們所參觀的是醫(yī)療垃圾熱解爐,它主要是對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行熱解焚燒。首先,垃圾先進(jìn)入熱解爐,在熱解爐里有1200攝氏度的高溫對(duì)垃圾進(jìn)行缺氧燃燒,這樣會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)氣體,其尾氣中主要含有HF、HCL、二厄英、和一些有機(jī)氣體。在此之后,這些氣體從熱解爐中進(jìn)入到二燃室和三燃室中,這些氣體進(jìn)入二燃室后會(huì)被加料助燃,然后再進(jìn)入三燃室進(jìn)行進(jìn)一步的燃燒,在這一系列的燃燒后,氣體中的有機(jī)成分就被徹底燃燒了,剩下的就是一些酸性氣體和二厄英。而后這些氣體將進(jìn)入急冷塔,在急冷塔中,這些氣體的溫度將急劇降低,從750攝氏度以上被冷卻至200攝氏度左右,其中有氣液兩向噴嘴可除去HCL并避免二厄英的再生成。接下來,從急冷塔出來的氣體將進(jìn)入半干法除酸塔,在這里,酸性氣體將被NaOH、Na2CO3或Ca(OH)2中和而被去除,而且在這個(gè)半干法除酸塔中的所有水分會(huì)被煙氣的溫度蒸發(fā),從而是進(jìn)入的液體只剩下固態(tài),這就避免了廢液的處理,在其中還設(shè)有旋轉(zhuǎn)噴霧裝置,轉(zhuǎn)速達(dá)到了16000轉(zhuǎn)/分,這又使得尾氣的處理更加完全。接下來尾氣進(jìn)入的是布袋除塵器,此時(shí)的尾氣的成分主要是粉塵、二厄英和少量有機(jī)氣體,在布袋除塵器中有活性炭噴粉裝置,它用活性炭層處理凈化氣體污染物和粉塵,這就使得尾氣中的有害物質(zhì)進(jìn)一步減少。從布袋除塵器中排出的尾氣,下一步就會(huì)進(jìn)入活性炭吸附房,在這個(gè)活性炭吸附房中有大量的活性炭纖維,它可以進(jìn)一步將沒有被處理轉(zhuǎn)化的有害氣體凈化吸收,以達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。在此之后,尾氣就可以進(jìn)入排放系統(tǒng),這個(gè)排放系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)尾氣的溫度、特性來設(shè)計(jì)排放裝置,并排入到外部環(huán)境之中。此外,在參觀的過程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn),氣體所經(jīng)的管道都是繞彎的,這是為了延長(zhǎng)氣體停留的時(shí)間,這就是工程設(shè)計(jì)過程中所要考慮的細(xì)節(jié)了。以上就是醫(yī)療垃圾熱解爐的工藝流程原理了,它的圖示如下:
熱解爐
二燃室
三燃室
急冷塔
半干法除酸塔
布袋除塵器
活性炭吸附房
排放系統(tǒng)
在這里我們還看到了另一套裝置,這是一套用于處理生活垃圾的這也是一個(gè)焚燒爐,它主要包括旋轉(zhuǎn)爐窯、旋風(fēng)除塵器、吸收塔,其中旋轉(zhuǎn)爐窯是用于燃燒垃圾,而旋風(fēng)除塵器則是用于除粉塵,最后的吸收塔是用于除酸的。這就是生活垃圾焚燒爐的大致工藝流程。從這里,我們看得出來,醫(yī)療垃圾的處理工藝相對(duì)于生活垃圾的處理工藝復(fù)雜一些,這是由于醫(yī)療垃圾的有害成分較多而且成分也較復(fù)雜。
參觀完了一系列的固廢熱處理和尾氣處理裝置,我們來到了下一個(gè)參觀對(duì)象——搪瓷拼裝罐式污水處理成套裝備的所在地。
關(guān)鍵詞:石臼漾水廠;污泥;生產(chǎn)廢水;工藝設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
嘉興石臼漾水廠始建于1992年,以新塍塘為界,水廠分南北2個(gè)廠區(qū),其中北岸廠區(qū)(一、二期工程)供水能力為17萬m3/d,南岸廠區(qū)(擴(kuò)容工程)供水能力為8萬m3/d,總供水能力為25萬m3/d。目前南北2個(gè)廠區(qū)的污泥及生產(chǎn)廢水均直接排入北岸廠區(qū)的2座現(xiàn)狀積泥池,水廠委托專業(yè)的污泥處置公司定期通過船舶清運(yùn)積泥池中的污泥,而積泥池中的生產(chǎn)廢水則直接溢流至新塍塘。水廠不完善的污泥及生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)既不滿足當(dāng)今環(huán)境保護(hù)的需求,同時(shí)因污泥尚未進(jìn)行濃縮脫水處理,污泥含水率較高,不便于運(yùn)輸與最終處置。為此,嘉興石臼漾水廠急需尋求一個(gè)既不影響正常生產(chǎn),又能完善水廠污泥及生產(chǎn)廢水處理的設(shè)計(jì)工藝。
1、石臼漾水廠凈水主處理工藝簡(jiǎn)介
(1)北岸廠區(qū)凈水主處理工藝
(2)南岸廠區(qū)凈水主處理工藝
2、水廠生產(chǎn)廢水及污泥量的確定
2.1 水廠污泥干量
(1)水廠原水水質(zhì)
根據(jù)水廠2010~2012年原水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)情況, 結(jié)合《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50013-2006)規(guī)定水廠排泥水處理系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)按滿足全年75%~95%日數(shù)的完全處理要求確定,得各年濁度保證率如下表2-1。
2010~2012年各年濁度保證率統(tǒng)計(jì)表 表2-1
通過上述原水濁度保證率分析,3年90%保證率的濁度值為42NTU,該值作為本工程原水設(shè)計(jì)濁度值,其接近2011年全年75%的保障率;本工程原水最大濁度值取55NTU,可涵蓋2010及2012年兩年的統(tǒng)計(jì)濁度,對(duì)照2011年,該值也接近當(dāng)年90%的保證率。同時(shí)對(duì)水廠常年原水水質(zhì)資料分析,為滿足處理要求,本工程原水設(shè)計(jì)色度取25度,最大色度取40度。
(2)水廠運(yùn)行藥劑投加量
通過對(duì)水廠日常運(yùn)行相關(guān)藥劑投加情況了解,各種藥劑投加量如下表2-2。
水廠相關(guān)藥劑投加量一覽表表2-2
(3)水廠污泥干量
依據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第3冊(cè)―城鎮(zhèn)給水污泥計(jì)算推薦公式:
TDS=K×Q×(T×E1+0.2C+1.53A+B)÷106
式中:TDS―總干泥量(t/d)K―廠區(qū)自用水系數(shù),設(shè)計(jì)取值1.05
Q―設(shè)計(jì)規(guī)模(m3/d) T―設(shè)計(jì)采用的原水濁度(NTU)
E1―濁度與SS的換算系數(shù),設(shè)計(jì)取值1.05
C―所去除的色度(Cu)A―鋁鹽的投加率(以AL2O3計(jì),mg/L)
B―其他添加劑(mg/L)
通過計(jì)算:TDS(設(shè)計(jì))=14.3 T/d、TDS(最大)=19.5 T/d
2.2 生產(chǎn)廢水量
(1)沉淀池排泥水量
通過對(duì)水廠沉淀池排泥情況調(diào)查,各期工程沉淀池的排泥水量如下表2-3。
沉淀池排泥水量統(tǒng)計(jì)一覽表 表2-3
(2)濾池反沖洗水量
通過對(duì)水廠濾池反沖洗情況調(diào)查,各期工程濾池的反沖洗水量如下表2-4。
濾池反沖洗水量統(tǒng)計(jì)一覽表 表2-4
(3)水廠生產(chǎn)廢水量
廠區(qū)生產(chǎn)廢水主要由兩部分組成,其中一部分來自于濾池反沖洗水,另一部分來自于沉淀池排泥水,則生產(chǎn)廢水總量為13406 m3/d。
3、處理工藝設(shè)計(jì)原則
(1)處理工藝要基本不影響水廠正常運(yùn)行。
(2)在基本維持原構(gòu)筑物不作大的改動(dòng)下,結(jié)合廠內(nèi)實(shí)際情況,采用成熟、穩(wěn)定、高效的處理技術(shù),對(duì)水廠生產(chǎn)廢水及污泥進(jìn)行減量規(guī)模的改造。
(3)充分利用廠區(qū)現(xiàn)有土地資源,新建構(gòu)筑物布置盡量緊湊,為水廠今后可能的發(fā)展盡量留出空間。
4、處理工藝選擇
4.1 污泥處理工藝
(1)污泥處理工藝選擇
水廠污泥處理的方法可分為自然干化和機(jī)械脫水兩種形式。其中污泥自然干化方案具有投資省、工藝簡(jiǎn)單,作為一種簡(jiǎn)易的臨時(shí)處理措施,特別適用于廠區(qū)預(yù)留用地較多且回填土方量較大的水廠,但其缺點(diǎn)是濃縮后排出污泥濃度較低,減量化效果不明顯,處置困難。機(jī)械脫水不受自然條件影響,脫水效率高,自動(dòng)化程度高,脫水污泥便于運(yùn)輸和最終處置,但與自然干化相比,投資費(fèi)用較高,日常運(yùn)行費(fèi)用也高。
雖然機(jī)械脫水造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用較高,但其不受自然條件影響,脫水效率高,占地小,運(yùn)行管理方便,自動(dòng)化程度高,對(duì)周圍環(huán)境影響小,故污泥處理選擇機(jī)械脫水工藝。
(2)污泥機(jī)械脫水設(shè)備選擇
目前在國(guó)內(nèi)外凈水廠污泥脫水機(jī)械設(shè)備采用較多的有帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、離心脫水機(jī),3種機(jī)械脫水設(shè)備相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如下表4-1。
污泥脫水機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較一覽表 表4-1
綜上比較,離心脫水機(jī)具有占地少、自動(dòng)化程度高、能連續(xù)運(yùn)行、管理方便、衛(wèi)生條件好及出泥含固率高等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外作為凈水廠污泥脫水設(shè)備也較為普遍。從工程建設(shè)和運(yùn)行管理角度考慮,本工程選用離心脫水機(jī)作為機(jī)械脫水設(shè)備更貼切水廠的實(shí)際情況。
(3)污泥處理工藝流程
目前水廠沉淀池的排泥水均排至北岸廠區(qū)的積泥池,根據(jù)各期工程沉淀池的排泥水量,結(jié)合廠區(qū)用地情況,若將整個(gè)水廠的沉淀池排泥水統(tǒng)一收集濃縮,則濃縮池的池體較大,其只能設(shè)置在南岸廠區(qū)預(yù)留地內(nèi),而北岸廠區(qū)擬廢棄的積泥池土地資源得不到有效利用。同時(shí)因擴(kuò)容工程的高效沉淀運(yùn)行過程中投加了PAM藥劑,統(tǒng)一濃縮的上清液不利用生產(chǎn)回用。因此本工程考慮將南、北兩岸廠區(qū)的排泥水分別濃縮,集中機(jī)械脫水處理。
為有利用生產(chǎn)廢水回用,充分利用廠區(qū)土地資源,結(jié)合各期沉淀池的排泥水量及廠區(qū)預(yù)留用地情況,參比目前國(guó)內(nèi)多數(shù)凈水廠的污泥脫水工藝,確定本工程污泥脫水工藝流程如下。
4.2 生產(chǎn)廢水處理工藝
廠區(qū)生產(chǎn)廢水主要由兩部分組成,一部分來自于濾池反沖洗水,另一部分來自于沉淀池排泥水,其中沉淀池排泥水做為生產(chǎn)廢水由濃縮池的上清液和脫水機(jī)的分離液組成。
(1)北岸廠區(qū)生產(chǎn)廢水系統(tǒng)處理工藝
為減少生產(chǎn)廢水排放量,降低生產(chǎn)廢水收集管線改造對(duì)水廠運(yùn)行的影響,本工程擬新建回用水調(diào)節(jié)池用于收集北岸廠區(qū)二期工程的砂濾池反沖洗水,將一期工程砂濾池反沖洗水排水管改造接至現(xiàn)狀排水池,新建濃縮池的上清液排至現(xiàn)狀排水池,通過改造現(xiàn)狀排水池的出水管路,將北岸廠區(qū)一期工程砂濾池、活性炭濾池的反沖洗水和濃縮池上清液提升至生物接觸池進(jìn)行回用;北岸廠區(qū)的污泥經(jīng)離心脫水機(jī)干化產(chǎn)生的分離液通過新建的污水泵房壓力輸送至現(xiàn)狀市政污水管網(wǎng)。
(2)南岸廠區(qū)生產(chǎn)廢水系統(tǒng)改造技術(shù)方案
目前南岸廠區(qū)擴(kuò)容工程濾池的反沖洗水排至現(xiàn)狀回收池,回收池可將反沖洗水回用至高效沉淀池,但為保障高效沉淀池處理效果,目前回收池將反沖洗水排至河道。
為減小對(duì)高效沉淀池的負(fù)荷沖擊,同時(shí)使得擴(kuò)容工程濾池反沖洗水得到有效處理,將南岸廠區(qū)回收池內(nèi)的濾池反沖洗水壓力輸送至北岸廠區(qū)的生物接觸池,實(shí)現(xiàn)回用。由于高效沉淀運(yùn)行過程中投加了PAM藥劑,其排泥水經(jīng)濃縮池分離后的上清液不適宜回用至凈水主處理工藝,故其濃縮池的上清液與污泥經(jīng)離心脫水機(jī)干化產(chǎn)生的分離液通過新建的污水泵房壓力輸送至現(xiàn)狀市政污水管網(wǎng)。
(3)生產(chǎn)廢水處理工藝流程
5、處理構(gòu)筑物布置
為盡量減小工程實(shí)施對(duì)水廠日常運(yùn)行的影響,充分利用廠區(qū)土地資源,根據(jù)處理工藝,結(jié)合廠區(qū)實(shí)際情況,擬將北岸廠區(qū)現(xiàn)狀的兩座積泥池填埋,排入積泥池的雨水管道順接至河道。一、二期工程的排泥水調(diào)節(jié)池與二期工程的回用水調(diào)節(jié)池?cái)M合建于北岸廠區(qū)二期積泥池的位置,一、二期工程的污泥濃縮池?cái)M建于北岸廠區(qū)一期積泥池的位置。同時(shí)為節(jié)約用地,將南岸廠區(qū)擴(kuò)容工程的污泥濃縮池、全廠的污泥平衡池、及污水泵房合建,該合建構(gòu)筑物與污泥脫水機(jī)房均擬建于南岸廠區(qū)預(yù)留地內(nèi)。
6、工程實(shí)施方案
石臼漾水廠是嘉興市城市供水系統(tǒng)的重要組成部分,其供水量占市區(qū)總需水量的60%以上,對(duì)當(dāng)?shù)厣詈徒?jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展都起到至關(guān)重要的作用。因此本工程施工期間,須保證水廠凈水工藝正常運(yùn)行。
為使得施工期間不停廠運(yùn)行,根據(jù)處理工藝,結(jié)合構(gòu)筑物布置方案,工程可先期實(shí)施對(duì)水廠運(yùn)行影響較小的南岸廠區(qū)處理構(gòu)筑物,待南岸廠區(qū)新建的南岸污泥濃縮池、污泥總平衡池、污水泵房及脫水機(jī)房實(shí)施完成后,將擴(kuò)容工程高效沉淀池的污泥進(jìn)行脫水處理,同時(shí)將擴(kuò)容工程回收池內(nèi)的炭砂濾池反沖洗水壓力輸送至北岸廠區(qū)的生物接觸池回用。
在南岸廠區(qū)工程實(shí)施期間,同步對(duì)北岸廠區(qū)的相關(guān)管線進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。待南岸廠區(qū)處理構(gòu)筑物建成運(yùn)行后,實(shí)施北岸廠區(qū)工程前期準(zhǔn)備工作。在北岸廠區(qū)東側(cè)圍墻外的河道內(nèi)構(gòu)筑面積約900m2的臨時(shí)積泥區(qū),敷設(shè)管道將一、二期工程沉淀池的排泥水、二期工程砂濾池的反沖洗排放水及排入二期積泥池的雨水管接入臨時(shí)積泥區(qū),施工期間每周定期清運(yùn)臨時(shí)積泥區(qū)內(nèi)的底泥。改造北岸廠區(qū)現(xiàn)狀排水池,將一期工程砂濾池反沖洗水及一、二期工程炭濾池反沖洗水壓力輸送至生物接觸池回用。同時(shí)現(xiàn)狀排水池預(yù)留北岸污泥濃縮池上清液接入口,將排入一期積泥池的雨水管改排至河道。待上述施工前期準(zhǔn)備工作完成,填埋現(xiàn)狀積泥池不影響水廠制水工藝運(yùn)行后,實(shí)施擬建的排泥水及回用水調(diào)節(jié)池合建構(gòu)筑物與北岸污泥濃縮池。待整個(gè)工程正常運(yùn)行后,拆除在河道內(nèi)臨時(shí)構(gòu)筑的積泥區(qū),恢復(fù)河道水系。
7、結(jié)語
嘉興石臼漾水廠污泥及生產(chǎn)廢水處理工程于2013年11月完成工程設(shè)計(jì),在工程設(shè)計(jì)過程中,工藝專業(yè)根據(jù)處理工藝要求,充分節(jié)約廠區(qū)土地資源,不斷優(yōu)化組合各處理構(gòu)筑物,采用了多種改良措施及創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本工程處理工藝既能完善水廠的污泥及生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng),又不影響水廠在工程建設(shè)過程中的正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭志明等.嘉興石臼漾水廠深度處理工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行[J],給水排水,2005.
【關(guān)鍵詞】污水廠;改造設(shè)計(jì);注意事項(xiàng)
中圖分類號(hào):U664文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
為適應(yīng)城市發(fā)展的需要,適應(yīng)城市發(fā)展帶來的更高的環(huán)境需求,現(xiàn)在污水廠需要不斷地進(jìn)行改造,提高效率,適應(yīng)新的污水處理標(biāo)準(zhǔn)集要求。
1 污水廠需要改造的原因
污水廠需要改造的原因很多,大體表現(xiàn)為:(1)污水廠服務(wù)范圍內(nèi)的人口的變化、產(chǎn)業(yè)性質(zhì)的調(diào)整,以及污水廠服務(wù)范圍增大等都會(huì)導(dǎo)致污水量的增加、污水的進(jìn)水水質(zhì)不同于設(shè)計(jì)水質(zhì),為適應(yīng)污水量的增長(zhǎng)及水質(zhì)的變化,污水廠必須及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)容、改造;(2)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升以及大眾保護(hù)環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),國(guó)家的污泥、污水、臭氣的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷地提高,這也使得污水廠必須要通過提標(biāo)改造來滿足新的標(biāo)準(zhǔn);(3)目前很多污水廠都運(yùn)行多年,其設(shè)備和技術(shù)都很陳舊,工作效率不高,這也是污水廠需要進(jìn)行改造的原因;(4)采用更為先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備在一定程度上能夠提高機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度以此來減少物力和人力。
2 污水廠改造的步驟以及注意事項(xiàng)
污水廠改造的首要原則是在目標(biāo)可達(dá)的前提下,通過對(duì)現(xiàn)有的污水廠的污水處理容量進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)估,最大程度的對(duì)污水廠現(xiàn)有的處理能力充分利用,在現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上,不做較大的土建改動(dòng)。其次優(yōu)選在不進(jìn)行較大土建大改動(dòng)的前提下,通過優(yōu)化污水廠原有的運(yùn)行方案、維護(hù)程序等進(jìn)行改造,從而實(shí)行提高污水處理效率的目的??傊?,改造方案的確定本著最經(jīng)濟(jì)、合理的原則。其改造的步驟一般包括:
2.1 對(duì)需要改造的污水廠進(jìn)行全面分析評(píng)估
對(duì)需要改造的污水廠進(jìn)行全面的分析和評(píng)估是改造設(shè)計(jì)的前提,目的是通過對(duì)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集,配合采用工藝計(jì)算、水力計(jì)算等方法對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,同時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并作出評(píng)價(jià)、了解操作規(guī)程并作出評(píng)價(jià)等等手段對(duì)污水廠的生產(chǎn)現(xiàn)狀及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià),以期對(duì)污水處理廠的現(xiàn)狀設(shè)施的挖掘潛力進(jìn)行評(píng)估,對(duì)污水廠的擴(kuò)建改造提供依據(jù)。具體的工作包括:分析歷史數(shù)據(jù),如污水的進(jìn)出水水質(zhì)、水量(平均流量、峰值流量等)、各單體的運(yùn)行參數(shù)(如生化池的污泥濃度、溶氧等等),初步提出污水廠運(yùn)行中存在的問題;對(duì)現(xiàn)有的污水廠設(shè)施,包括單體容積、配套的設(shè)備、連通的管渠等,進(jìn)行工藝復(fù)核,對(duì)照現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)校核原有工藝的實(shí)際處理能力,對(duì)現(xiàn)有工藝可能存在的瓶頸點(diǎn)進(jìn)行確定,如無法解決,則需要重新核算確定擴(kuò)建的規(guī)模。
2.2改造方案總體論證
在對(duì)污水廠全面分析評(píng)估的基礎(chǔ)上,首先要進(jìn)行總體方案論證,從而確定適合本工程的改造方案??傮w論證包括如下的幾方面內(nèi)容:
1、確定改造工程的原則,包括適用的排水體制等等。
2、對(duì)改造規(guī)模進(jìn)行論證。改造工程的規(guī)模論證和新建工程是有區(qū)別的,不同在于,要針對(duì)新確定的處理要求,對(duì)原有工程的處理能力進(jìn)行論證,不足的部分由新建的工程內(nèi)容解決。
3、分別對(duì)污水、污泥、臭氣的國(guó)內(nèi)外成熟的處理工藝進(jìn)行綜述,初步提出適用于本工程的兩到三種改擴(kuò)建方案,這里指的方案包括對(duì)原有設(shè)施進(jìn)行改造的方案,新建工程內(nèi)容采用的方案。對(duì)比選工藝列出流程圖及主要設(shè)計(jì)內(nèi)容,并從工藝的功能適應(yīng)性方面、施工的難易程度方面、社會(huì)環(huán)境影響等多方面進(jìn)行技術(shù)比較,并從總投資、運(yùn)行成本等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,最終通過綜合比較確定適合本工程特點(diǎn)的推薦方案。
有條件的情況下,可以完善:(1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試;(2)新技術(shù)的小試;(3)該中技術(shù)在其他污水廠的工藝計(jì)算以及運(yùn)行調(diào)研情況。將這三項(xiàng)的分析結(jié)果作為方案最終選擇的依據(jù)。
2.3 對(duì)推薦的改造比選方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)
詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)至少需要包括如下的內(nèi)容:
1、總圖的設(shè)計(jì)。改造工程的總圖設(shè)計(jì)是改造的重點(diǎn),因?yàn)楦脑旃こ桃话阆M麑?duì)現(xiàn)有設(shè)施的運(yùn)行降低到最小,希望在不停水或盡量短時(shí)間的停水的狀態(tài)下,完成改造工程,因此在總圖的布置上,要多方案比選優(yōu)化。
2、各專業(yè)設(shè)計(jì)要配套進(jìn)行。工藝、電氣、自控、建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、暖通等專業(yè)是相互關(guān)聯(lián)的,缺一不可。
2.4 實(shí)施改造工程
改造方案確定之后,需要建設(shè)新構(gòu)筑物以及安裝新的設(shè)備,運(yùn)行新的維護(hù)程序,同時(shí)要注意開展操作人員的培訓(xùn)工作。
3 污水廠改造過程中常用技術(shù)
3.1 水力改造
對(duì)污水廠的水力改造能夠改善或者解決流量分配不均、死水區(qū)、短流、密度流、污泥流失、射流等問題。
3.1.1 水力改造能夠均勻分配流量
一般老廠由于建設(shè)較早,分期相對(duì)比較多,流量分配不均的情況比較普遍,有條件時(shí),通過建設(shè)配水井,或者改造配水堰,通過建立多個(gè)堰配水,盡量使每個(gè)堰都能對(duì)應(yīng)一組處理單元,通過設(shè)置合適的堰寬,控制堰上水頭,使得處理單元流量與總流量的比例呈正比。如果采用孔口配水的方式,孔口的尺寸所對(duì)應(yīng)的水頭損失應(yīng)與其處理流量成正比,在此基礎(chǔ)上還可以在各處理單元前安裝控制閥和流量計(jì),保障流量的均勻分配。
3.1.2完善構(gòu)筑物內(nèi)導(dǎo)流設(shè)施
導(dǎo)流設(shè)施最有效的是擋板的設(shè)置。例如沉淀池內(nèi)進(jìn)水擋板能夠消能、均勻進(jìn)配水、防止斷流、解決污泥絮凝的問題,刮泥板設(shè)置的擋板能夠起到消能、減少密度流形成的作用;出水擋板能夠防止活性污泥系統(tǒng)因?yàn)槊芏攘鞫鴮?dǎo)致污泥隨出水而流失的問題。
導(dǎo)流設(shè)施還包括在導(dǎo)流墻的轉(zhuǎn)角設(shè)置倒角,在生化池的厭缺氧段需要進(jìn)行改善??紤]增設(shè)推流器進(jìn)行導(dǎo)流,并保證一定的底流速度,防止淤積。
3.2 設(shè)備的改造
由于各類新技術(shù)、新設(shè)備的推陳出新以及自動(dòng)化水平和控制技術(shù)不斷提高,污水廠的設(shè)備也是有一定的使用期限的,因此污水廠在處理過程中的要對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行維護(hù),不滿足使用功能的設(shè)備適時(shí)更換。設(shè)備更換要注意:(1)設(shè)備選擇要考慮在不改造或簡(jiǎn)單改造原有土建的前提下進(jìn)行;(2)要采用無堵塞、高效的潛水泵以及變頻設(shè)備,以此來提高污水廠的輸水能力;(3)要采用新型機(jī)械的細(xì)格柵以及新型的除砂設(shè)備,以來來提高污水廠的預(yù)處理能力;(4)要采用高效曝氣設(shè)備,以此來提高污水廠的供氧可靠性、充氧能力同時(shí)降低能耗;(5)增設(shè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自控設(shè)備來提高污水廠處理污水的能力;(6)采取先進(jìn)的控制方法,在保證供氧充足的基礎(chǔ)上,小幅度的降低供氧量,達(dá)到降低能耗的目的。
3.3 工藝改造
3.3.1增加水量水質(zhì)的調(diào)節(jié)設(shè)施
如果污水廠的總圖布置允許,可以考慮增設(shè)調(diào)節(jié)水池,用于適應(yīng)進(jìn)水的水量、水質(zhì)變化。
3.3.2 營(yíng)養(yǎng)物去除
營(yíng)養(yǎng)物去除是指對(duì)污水中氮磷的去除。采用在污水反應(yīng)池內(nèi)加入聚合物或者金屬鹽等化學(xué)藥劑的方式去除池內(nèi)有機(jī)物以及除磷的目的是可行的,但是成本較高,并對(duì)環(huán)境負(fù)面影響較大,建議作為生物除磷的輔助。污水中氮磷的去除還是立足于優(yōu)化工藝的流程,有限通過生物的方法去除。例如優(yōu)化生化池的流程,控制厭氧、缺氧、好氧的分區(qū),調(diào)整進(jìn)出水的配置等等各種方式,達(dá)到生物去除為主的目的。
3.3.3 對(duì)污泥膨脹的控制
在一般情況下污泥膨脹是由于大量的絲狀菌存在而引起的??刂莆勰嗯蛎浀姆椒楦淖兌脸氐倪\(yùn)行模式,以污泥在曝氣或者多點(diǎn)進(jìn)水的方法,降低二沉池內(nèi)的固體負(fù)荷量;可以輔助對(duì)活性污泥加氯處理,在回流污泥內(nèi)或者在反應(yīng)池的混合液內(nèi)直接加氯處理,以此來減少絲狀菌的數(shù)量。
3.3.4深度處理
一般通過(1)混凝、沉淀、過濾等等處理方法;(2)增設(shè)曝氣生物濾池;(3)膜技術(shù);(4)將膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)池相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器進(jìn)行深度處理。
3.3.5 污泥處理
污泥處理的目的是為了使污泥能夠減量、穩(wěn)定、無害。通常污泥處理的方法書通過儲(chǔ)存、濃縮、厭氧或好氧消化、堆肥、干化、濕式氧化、焚燒等方式進(jìn)行。
結(jié)束語:
隨著新工藝、新技術(shù)以及人們對(duì)環(huán)境的重視,污水廠的改造會(huì)受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。對(duì)污水廠的改造一般包括:(1)設(shè)備更新、(2)污泥污水處理的工藝改造;(3)檢測(cè)以及控制技術(shù)的應(yīng)用等。在改造的過程中要注意:(1)必須建立實(shí)時(shí)、完整的數(shù)據(jù)收集體系,盡可能的多收集實(shí)際數(shù)據(jù)以及對(duì)各類突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)記錄;(2)由專業(yè)的設(shè)計(jì)公司、咨詢公司對(duì)污水廠進(jìn)行整體全面的評(píng)價(jià)、分析,科學(xué)確定污水廠需要改造的重點(diǎn),制定出有效、經(jīng)濟(jì)的方案;(3)提高污水廠操作人員和管理人員的專業(yè)水平。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:污水處理廠;DE型氧化溝;脫氮除磷;
中圖分類號(hào):U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 工程概況
烏魯木齊河西地區(qū)將未經(jīng)處理的污水直接排入宣仁墩村和百園新村附近的露天砂坑,長(zhǎng)期以來對(duì)該區(qū)域的自然環(huán)境和地下水源造成了嚴(yán)重的污染。為了從根本解決河西片區(qū)污水污染問題,保證城市綠化及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等用水的需要,緩解城市水資源緊張的矛盾,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,改善當(dāng)?shù)鼐用裆钏剑陆ê游魑鬯幚韽S。烏魯木齊河西污水處理廠近期規(guī)模為10×104 m3/d,遠(yuǎn)期規(guī)模為20×104 m3/d,出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
2 工藝流程和主要建(構(gòu))筑物
該工程工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程圖
本工程預(yù)處理工藝為粗細(xì)格柵間、曝氣沉砂池、生物選擇池,生化處理采用了DE型氧化溝工藝;采用紫外消毒渠,污泥處理采用機(jī)械濃縮脫水工藝。
2.1 粗、細(xì)格柵間及曝氣沉砂池
粗、細(xì)格柵與曝氣沉砂池合建。粗、細(xì)格柵間前端建有進(jìn)水控制井,將進(jìn)入污水廠的污水引入處理系統(tǒng),并在污水廠出現(xiàn)事故時(shí)超越污水廠。進(jìn)水井安裝φ1200閘板兩套,設(shè)DN1200溢流管,配φ1200閘板一套,生產(chǎn)廢水接入控制井內(nèi),設(shè)DN400廢水管。粗格柵選用機(jī)械格柵除污機(jī),三條地下式渠道,各裝有格柵除污機(jī)一臺(tái),柵條間隙:20mm,根據(jù)柵前柵后水位差或設(shè)定時(shí)間間隔,機(jī)械自動(dòng)耙渣,也可人工控制耙渣。柵渣由從渠底撈至渣箱收集后運(yùn)往廠外填埋。每臺(tái)除污機(jī)前后加裝手動(dòng)方閘板。污水經(jīng)過粗格柵通過渠道進(jìn)入細(xì)格柵出水井。細(xì)格柵是四條渠道,每條渠道上各安裝一臺(tái)階梯式細(xì)格柵, 柵條間隙:5mm,每臺(tái)格柵前后加裝檢修渠道閘板,柵渣由螺旋輸送機(jī)輸送至渣箱收集后運(yùn)往廠外填埋。
曝氣沉砂池一座兩格,停留時(shí)間7min,有效容積652.8m3。設(shè)計(jì)水平流速為0.08m/s,每格有效水深2.4m,池深4.40m,橋式吸砂機(jī)跨度8.3m,流量22m3/h,總功率3.54Kw。
2.2 生物選擇池
生物選擇池兩組,每組配有4臺(tái)混合攪拌器,每臺(tái)混合攪拌器的功率為3.0Kw。設(shè)出水調(diào)節(jié)2臺(tái),單臺(tái)堰長(zhǎng)5.0m,功率0.55 Kw。生物選擇池的水力停留時(shí)間約為90分鐘。在進(jìn)入曝氣池之前污水及回流污泥在池中充分混合,在缺氧環(huán)境下使有利于生物處理的成絮狀細(xì)菌大量繁殖,而抑制導(dǎo)致終沉池污泥膨脹的絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng),有利于氧化溝和終沉池的運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)有一定的水解和去除COD的作用,使進(jìn)入氧化溝的BOD5/COD提高,增加污水的可生化性;另外細(xì)菌在厭氧環(huán)境下使磷從化合狀態(tài)下釋放出來。
2.3 DE型氧化溝
氧化溝共2組,每組有效容積31240m3,每組池寬44m,溝長(zhǎng)142m,有效水深5.0m,水力停留時(shí)間:15.0hr,污泥齡:22d。底部設(shè)有微孔曝氣器13440個(gè),直徑φ215mm,每組池設(shè)有低速潛水推進(jìn)器16臺(tái),可調(diào)出水堰板2套。污水在氧化溝中形成缺氧、好氧的環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解過程、硝化和反硝化過程,氧化溝呈周期性運(yùn)行,在一個(gè)周期內(nèi)交替進(jìn)出水,通過調(diào)節(jié)曝氣器運(yùn)行數(shù)量,使氧化溝交替處于好氧,缺氧狀態(tài)使污水中的有機(jī)物、氮得以有效去除。每座氧化溝兩格內(nèi)的曝氣器交替間歇運(yùn)轉(zhuǎn),在曝氣器停止曝氣期間開動(dòng)推進(jìn)器推動(dòng)氧化溝內(nèi)混合液流動(dòng),與選擇池對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)氧化溝的交替出水,氧化溝出水設(shè)調(diào)節(jié)堰,與選擇池對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)氧化溝的交替出水。
2.4終沉池
終沉池采用中心進(jìn)水周邊出水沉淀池。最大表面負(fù)荷: 0.98 m3/m2?hr,平均表面負(fù)荷:0.75m3/m2?hr,設(shè)計(jì)沉淀時(shí)間:2.0 hr,直徑42m鋼筋砼圓形沉淀池4座。設(shè)中心傳動(dòng)刮泥4臺(tái)。終沉池是生物處理過程中不可缺少的一個(gè)組成部分。其主要作用是進(jìn)行混合液的固液分離,與(氧化溝)生物反應(yīng)配合達(dá)到最終從污水中去除、分離有機(jī)物的目的。
2.5 紫外消毒渠
紫外線消毒渠1組,渠內(nèi)設(shè)有紫外線消毒設(shè)備1套,自動(dòng)水位控制器和緩流器1套。
2.6 回流及剩余污泥泵房
回流及剩余污泥泵房2座,每座對(duì)應(yīng)兩座終沉池。最大污泥回流比:100%,內(nèi)設(shè)回流污泥潛污泵2臺(tái),Q=1250m3/h,H=11m,N=55Kw,其中一臺(tái)變頻。剩余污泥潛水泵1臺(tái),Q=60m3/h,H=12m,N=4Kw。
2.7 污泥濃縮脫水機(jī)房
污泥脫水機(jī)房一座。脫水后泥餅含水率80%。污泥濃縮機(jī)、離心脫水機(jī)3臺(tái),各2用一備,螺旋輸送機(jī)2臺(tái)。全自動(dòng)投藥裝置1套,內(nèi)含計(jì)量泵等。Fe鹽投加裝置2套。
2.8 鼓風(fēng)機(jī)房
鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)總供氣量為26400m3/h,供氣壓力為6m。內(nèi)設(shè)5臺(tái)離心風(fēng)機(jī)(3用2備)連續(xù)運(yùn)行,單機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量為8800m3/h,風(fēng)壓為6m,單機(jī)功率為200KW。
3 運(yùn)行特點(diǎn)
本工程采用DE型氧化溝工藝。DE型氧化溝由雙溝組成,通過曝氣器交替間歇運(yùn)轉(zhuǎn),使雙溝分別交替處于好氧、缺氧狀態(tài),污水交替進(jìn)入其中的一條溝道。該溝前一階段均以好氧狀態(tài)運(yùn)行,產(chǎn)生了大量的硝酸鹽,進(jìn)水則提供了充足的碳源,進(jìn)水時(shí)該溝道約有75%的時(shí)間以缺氧狀態(tài)運(yùn)行,在此條件下,使得反硝化反應(yīng)進(jìn)行的很徹底。避免了其他工藝反硝化的硝酸鹽需要從好氧區(qū)回流,以及反硝化碳源不足的缺點(diǎn)。
該工藝單獨(dú)設(shè)置了前置生物選擇池有厭氧、生物選擇的功能,加之反硝化徹底,回流污泥中硝酸鹽濃度低,大大提高了聚磷菌在厭氧區(qū)磷的釋放,相應(yīng)提高了在好氧區(qū)的磷吸收率,除磷效果好。并以高BOD5負(fù)荷的環(huán)境抑制絲狀菌生長(zhǎng),避免了終沉池污泥膨脹現(xiàn)象,保證出水SS值低。該工藝因其水力停留時(shí)間和污泥泥齡較長(zhǎng),溝內(nèi)水流不斷循環(huán)特點(diǎn),對(duì)進(jìn)水水量水質(zhì)的變化有較大的適應(yīng)性,能承受沖擊負(fù)荷而不至影響性能。
4 運(yùn)行結(jié)果
該工程于2011年4月開始試運(yùn)行,因水量不足,只能實(shí)現(xiàn)單組運(yùn)行,由于進(jìn)水水質(zhì)TP
數(shù)值超出設(shè)計(jì)值較多,出水TP不達(dá)標(biāo),因此在氧化溝出水口中加入聚合硫酸鐵實(shí)施化學(xué)除磷。2011年10月開始,河西污水處理廠處理水質(zhì)效果較好,出水穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。(見表2)。
表 2 2012年全年實(shí)測(cè)進(jìn)、出水水質(zhì)
5 結(jié)論
烏魯木齊河西污水處理廠近期規(guī)模為10×104 m3/d。工藝處理采用DE型氧化溝工藝,運(yùn)行靈活,有較好的脫氮除磷效果及抗水量沖擊能力。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵字】:污水處理 電氣節(jié)能 措施
中圖分類號(hào):[TU992.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
目前國(guó)家已經(jīng)非常重視節(jié)約能源,這就對(duì)污水處理廠能源消耗提出了很高的要求。在保障污水處理量和尾水達(dá)標(biāo)排放的前提下,合理的選擇設(shè)備,優(yōu)化運(yùn)行管理方案,采取有效的節(jié)能措施,才能節(jié)約能源的使用,并有效降低投資成本及處理成本。本文以重慶某生活污水廠為例,通過對(duì)該污水處理廠能耗構(gòu)成的分析,著重對(duì)能耗構(gòu)成中電氣節(jié)能措施進(jìn)行分析和探討。
1污水處理廠能耗構(gòu)成分析
污水處理廠由于需要提升污水并需生化處理污水,需要大量的工藝用電設(shè)備(如提升泵及鼓風(fēng)機(jī)等),為之需配套大量的供電及配電設(shè)備,并需設(shè)置較大的車間及水池池體。因此,污水處理廠在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的設(shè)備電能消耗及電氣設(shè)備自身損耗,所以必須采取有效的節(jié)能措施。措施主要分為工藝節(jié)能、建筑節(jié)能和電氣節(jié)能三部分。
1.1工藝節(jié)能
本項(xiàng)目運(yùn)行中主要能耗是工藝設(shè)備用電、藥劑、電氣設(shè)備損耗等。而主要耗能設(shè)備是污水提升泵、污泥提升泵和鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備、送水泵等,用電量約占65%。污水處理廠污水提升泵、污泥提升泵采用高效率的潛水式污水泵。在確定水泵型號(hào)時(shí)力求水泵的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)位于水泵特性曲線的高效段,并且進(jìn)水泵及回流污泥泵裝有變頻調(diào)速及軟啟裝置,可根據(jù)水量情況由PLC自動(dòng)控制以達(dá)到節(jié)能目的。曝氣池采用低速潛水推進(jìn)器,其池形和推進(jìn)器布置合理,使其單位體積輸入功率最低。此外微孔曝氣器選用微孔橡膠膜管式曝氣器,提高了供氧量能力及轉(zhuǎn)移效率。鼓風(fēng)機(jī)選用高速離心風(fēng)機(jī)效率高,采用變頻控制供氣,根據(jù)生化池溶解氧DO值,控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍為50%~100%,降低能耗,節(jié)約電能。污水處理廠部分出水進(jìn)行深度處理后充分回用于廠區(qū)綠化、道路澆灑、沖洗水等,減少新鮮水用量,此外還可用作脫水機(jī)濾帶沖洗水。
此外本工程工藝流程盡量減少轉(zhuǎn)折和迂回,降低污水、污泥提升揚(yáng)程,節(jié)省電耗。并盡量采用渠道配水,使水頭損失降低到最低限度,以節(jié)約能源。
1.2 建筑節(jié)能
屋面采用膨脹珍珠巖作保溫、隔熱處理。單層建筑外墻采用240mm厚灰砂磚,外貼聚苯板做保溫。建筑門、窗采用鋁合金節(jié)能材質(zhì)。
1.3 電氣節(jié)能
除上述工藝節(jié)能措施以及建筑節(jié)能措施外,電氣系統(tǒng)的節(jié)能措施同樣至關(guān)重要。主要包含供配電系統(tǒng)節(jié)能、電氣線路節(jié)能、電氣設(shè)備節(jié)能、控制系統(tǒng)節(jié)能、照明系統(tǒng)節(jié)能等措施。下文著重分析探討各項(xiàng)電氣節(jié)能措施。
2污水處理廠電氣節(jié)能措施分析
2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施
2.1.1變配電間的合理布置
由于本項(xiàng)目主要用電設(shè)備是鼓風(fēng)機(jī),額定功率為132KW,故在貼鄰鼓風(fēng)機(jī)房側(cè)設(shè)置變配電間,滿足變配電間應(yīng)盡量布置在負(fù)荷中心的要求。本變配電間又在廠區(qū)中心位置,這樣可減少配電半徑、降低供電電纜的初始投資及線路損耗,而且對(duì)供電的穩(wěn)定性、安全性也有提升作用。
2.1.2 供配電級(jí)數(shù)應(yīng)減少
本污水處理廠總用電負(fù)荷為 1400kW,供電電源電壓采用 10kV,用電設(shè)備為 0.4kV,考慮盡量減少配電級(jí)數(shù),減少電源配電環(huán)節(jié)的損耗采用10 kV直變 0.4 kV 的變壓器,有效降低由于配電級(jí)數(shù)過多造成的電能損失。
2.1.3 合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)
合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù),可以使其運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)負(fù)載率附近,并且可以根據(jù)用電性質(zhì)合理調(diào)整變壓器的運(yùn)行臺(tái)數(shù),減少變壓器輕載導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。根據(jù)變壓器的有功功率損耗特性曲線可知,其最低損耗率一般發(fā)生在電力變壓器負(fù)載率為0.6~0.7之間。負(fù)載率太高或太低都會(huì)使變壓器有功損耗增加,因此考慮變壓器的合理運(yùn)行,一般根據(jù)污水廠負(fù)荷變化特性,使變壓器負(fù)載率控制在0.5~0.7 之間為宜。
根據(jù)上述原則,本項(xiàng)目采用2臺(tái)800KVA變壓器,2臺(tái)變壓器同時(shí)使用,使負(fù)載率為63%,達(dá)到了低損耗運(yùn)行范圍。同時(shí)由于本工程屬于二級(jí)負(fù)荷,兩臺(tái)變壓器又同時(shí)互為熱備,事故保障率可達(dá)80%,在單臺(tái)變壓器事故狀態(tài)下另一臺(tái)變壓器能保證全廠80%的負(fù)荷運(yùn)行。按此設(shè)置也降低了設(shè)置冷備變壓器的前期投資。
2.1.4優(yōu)化供電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償
對(duì)于污水處理廠來說,一般僅設(shè)置一座變配電間,廠區(qū)供電由敵他配電室內(nèi)低壓配電柜來實(shí)現(xiàn),一般采用低壓配電柜集中補(bǔ)償,在低壓配電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行集中補(bǔ)償。根據(jù)污水處理廠實(shí)際的負(fù)荷狀況進(jìn)行無功量的自動(dòng)調(diào)整,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗,同時(shí)降低變壓器額定容量。本工程要求污水廠設(shè)置無功補(bǔ)償裝置后使功率因素達(dá)到0.9以上。
另外由于污水廠非線性負(fù)載(如需變頻控制的水泵、風(fēng)機(jī))等較多,變頻器產(chǎn)生的諧波電流對(duì)供電質(zhì)量及供電外網(wǎng)都有一定損害,使變配電和用電設(shè)備效率降低,加速電纜絕緣老化而使其容易被擊穿。本工程在補(bǔ)償柜內(nèi)設(shè)置削峰扼流器及消諧阻抗器,能有效降低諧波對(duì)系統(tǒng)的危害,減少自身電能損耗。
2.2 電氣線路的節(jié)能措施
2.2.1合理分配電氣的負(fù)荷
在電氣負(fù)荷方面的分配上,要盡可能的使三相負(fù)荷能夠平衡,尤其是對(duì)于照明負(fù)荷供電、路燈負(fù)荷供電等供電設(shè)備的回路上,應(yīng)該要考慮其平衡以及合理性,這樣可以很好的規(guī)避由于單相負(fù)荷太大所造成的線路損耗。本工程建筑物內(nèi)照明配電箱內(nèi)配電回路單路按L1、L2、L3順序依次分配三相負(fù)荷,并使各單相的容量總和接近相等。路燈配電箱內(nèi)配電回路單路按三相負(fù)荷分配,路燈電纜為三相五線制,路燈按相序L1、L2、L3分別接線,達(dá)到三相負(fù)荷平衡。
2.2.2正確對(duì)電纜以及導(dǎo)線截面進(jìn)行選擇
在進(jìn)行電纜的選擇時(shí),要根據(jù)導(dǎo)線及電纜的經(jīng)濟(jì)電流截面進(jìn)行。在進(jìn)行導(dǎo)線以及電纜的選擇時(shí),還要考慮工作電流以及短路電流,根據(jù)電纜的投資以及使用壽命進(jìn)行合理經(jīng)濟(jì)的選擇。線路阻抗以及電流是配電線路出現(xiàn)電能損耗的重要原因,根據(jù)公式 P損耗= I2R 可知,線路損耗與線路的阻抗成正比、與電流的平方成正比,再由公式 R = ρL/S截面可知,線路的阻抗與導(dǎo)線的導(dǎo)電率和長(zhǎng)度成正比,與導(dǎo)線的截面積成反比。所以,在進(jìn)行配電線的選擇時(shí),要盡量選擇具有高導(dǎo)電率的導(dǎo)體,同時(shí)還要適當(dāng)增大導(dǎo)線以及電纜的截面,這樣方可降低線路的電能損耗。本工程所有電力電纜及控制電纜均選用銅芯電纜,選用原則:電纜載流量>=斷路器額定電流值>=設(shè)備額定運(yùn)行電流值。同時(shí)考慮線路電壓降,保證壓降控制在5%以內(nèi)。
2.2.3縮短線路的長(zhǎng)度
線路應(yīng)該盡可能的走直線,將導(dǎo)線以及電纜的長(zhǎng)度降低。進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí) ,應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置電纜走向,將污水處理廠的變配電房安放在鼓風(fēng)機(jī)房附近,而將回流污泥泵房等負(fù)荷集中、距離較遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)處設(shè)置分配電房,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的二次分配。這樣就可以有效的降低電能損耗,同時(shí)還可以很好的提高用電的可靠性以及安全性。
2.3 電氣設(shè)備的節(jié)能措施
2.3.1選擇和使用節(jié)能型變壓器
型號(hào)不同的變壓器,因?yàn)槠洳牧弦约肮に囋淼炔煌谶M(jìn)行電能傳遞時(shí)的效率就不同。在進(jìn)行變壓器的使用和選擇時(shí),應(yīng)該盡可能的使用節(jié)能型變壓器。根據(jù)不同變壓器節(jié)能和價(jià)格差的回收年限計(jì)算,絕大部分低損耗節(jié)能型變壓器資金( 比普通變壓器投資高出部分) 的回收年限為2~5 年,因此應(yīng)優(yōu)先選用高效、低損耗、節(jié)能型變壓器。本工程選用SCB10真空澆鑄干式變壓器,該產(chǎn)品具有過載性能強(qiáng)、絕緣性能好等特點(diǎn)。同時(shí)總損耗比同容量油浸變壓器少20%~30%,具有節(jié)約能源的特點(diǎn)。
2.3.2選擇和使用高效能電動(dòng)機(jī)
在配合工藝專業(yè)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇和使用時(shí),應(yīng)該盡可能的采用高效能的電動(dòng)機(jī)。由于污水處理廠對(duì)于電動(dòng)機(jī)的能耗具有特別的要求,因此在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇時(shí)一定要注重節(jié)能型和高效性兩方面因素。對(duì)于污水廠來說,節(jié)能型高效電動(dòng)機(jī)尤為重要,尤其是一些大容量潛水設(shè)備,在設(shè)備選擇時(shí)一定要剔除不合格產(chǎn)品,電機(jī)達(dá)不到節(jié)能要求的必須禁用。在本項(xiàng)目上要求電動(dòng)機(jī)效率必須大于90%,盡量減小電機(jī)功率,減少電動(dòng)機(jī)的自身損耗和電能消耗。
2.4 控制系統(tǒng)的節(jié)能措施
2.4.1正確的對(duì)變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)備進(jìn)行選擇
在污水處理廠中,風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的負(fù)荷數(shù)量及容量均比較高,在進(jìn)行設(shè)備的選擇時(shí),通常是按照污水處理廠的最大需量來進(jìn)行選擇。但實(shí)際上,這些設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)載比設(shè)計(jì)的時(shí)候要小很多,勢(shì)必造成能源的利用率偏低,造成能源的浪費(fèi)。因此,一定要選擇合理的變頻調(diào)速機(jī)。污水處理廠的電機(jī)一直處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中,電機(jī)的磨損較為厲害,相應(yīng)的電機(jī)的維護(hù)成本就較高。根據(jù)流體學(xué)相似定律可以知道,水的流量同轉(zhuǎn)速是正比關(guān)系,因?yàn)楣β释D(zhuǎn)速的三次方是成比例的,同時(shí),因水泵是采用調(diào)速控制的,當(dāng)流量減少的時(shí)候,轉(zhuǎn)速所需要的功率就近似的按照流量的三次方進(jìn)行下降。通過使用較為新型的節(jié)能設(shè)備,通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,對(duì)設(shè)備的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤,并在此過程中對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量以及水泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié),不僅能夠節(jié)約電耗,控制效果還比較明顯。本工程變頻器選用針對(duì)水泵和風(fēng)機(jī)的西門子MM430系列,該產(chǎn)品采用最新 IGBT 技術(shù)、具有數(shù)字微處理器控制、線性v/f特性及平方v/f特性等特點(diǎn),完全滿足使用要求。
2.4.2加強(qiáng)對(duì)控制系統(tǒng)的選擇力度
由于污水處理廠的設(shè)備較多,同時(shí)污水處理的工藝比較復(fù)雜,所以選擇設(shè)置智能化的精確控制系統(tǒng)。本工程采用先進(jìn)的中型PLC控制系統(tǒng),根據(jù)廠區(qū)構(gòu)筑物及設(shè)備分布,設(shè)置3套PLC分站,分別對(duì)分站控制范圍內(nèi)儀表及設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集及智能化控制。同時(shí)在中控室設(shè)置一套SCADA系統(tǒng),作為人機(jī)界面,工人能直觀的了解污水廠設(shè)備及工藝運(yùn)行情況。該系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),結(jié)合上位機(jī)內(nèi)設(shè)置的專家系統(tǒng),保證污水處理廠的供電設(shè)備的開停以及運(yùn)行的時(shí)間更加的合理,同時(shí)還能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。如本工程進(jìn)水泵池一期設(shè)四臺(tái)潛水泵三用一備,一臺(tái)水泵帶有變頻調(diào)節(jié)裝置,泵池設(shè)液位計(jì)一臺(tái)。泵的運(yùn)行采用水位控制,即將泵池的液位控制在給定值要求范圍內(nèi)。PLC根據(jù)泵池水位通過變頻自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù),根據(jù)每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間,自動(dòng)輪轉(zhuǎn)同級(jí)別水泵使運(yùn)行時(shí)間相等。盡量保持泵池高水位運(yùn)行,這樣可降低泵的工作揚(yáng)程,在保證抽升量的前提下,降低電耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。水泵的開停次數(shù)不可過于頻繁,保證每臺(tái)水泵的投運(yùn)次數(shù)及運(yùn)行時(shí)間基本均等,降低設(shè)備損耗。
2.5照明系統(tǒng)的節(jié)能措施
2.5.1 最大限度的使用高效的光源
由于污水處理廠的大型車間及大型池體比較多,應(yīng)當(dāng)盡可能的采用金屬鹵化物燈或大功率細(xì)管徑熒光燈等高效節(jié)能型光源。對(duì)于污水處理廠的辦公室、值班室、控制室這些場(chǎng)所使用三基色細(xì)管徑熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化物燈等,不采用白熾燈。在滿足照度的前提下,盡可能采用高光通量產(chǎn)品,降低單位面積功率值,這樣有利于電氣的節(jié)能降耗。
2.5.2對(duì)節(jié)能型光源的用電附件進(jìn)行正確的選擇
氣體放電燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量參差不齊,應(yīng)淘汰普通電感型鎮(zhèn)流器,使用低損耗的鎮(zhèn)流器,如電子鎮(zhèn)流器及低損耗電感鎮(zhèn)流器等。電子鎮(zhèn)流器的PFC電路提高了線路的功率因數(shù),減少線路電流,再者電子鎮(zhèn)流器沒有電感鎮(zhèn)流器的渦流損耗,可減小線路損失,提高供電質(zhì)量。選用的氣體放電燈應(yīng)在燈具內(nèi)設(shè)就地補(bǔ)償電容,可提高功率因數(shù),降低額定電流,從而降低線路損耗。
2.5.3對(duì)燈具的控制方式進(jìn)行調(diào)整
污水處理廠的辦公室、值班室內(nèi)的燈具一般采用一燈一控的方式,對(duì)于污水處理廠的大型車間一般采用多區(qū)域的控制,不僅實(shí)現(xiàn)了電氣節(jié)能,同時(shí)還能夠很好的滿足照明的需要。對(duì)于污水處理廠的公共通道可以采用聲控開關(guān),對(duì)于污水處理廠的道路照明選擇光控和根據(jù)季節(jié)設(shè)置時(shí)間控制相結(jié)合的方式,避免一些人工誤操作,盡量減少道路燈具開啟時(shí)間,有利于電氣節(jié)能。
3結(jié)束語
本文通過理論結(jié)合實(shí)際案例,對(duì)污水處理廠進(jìn)行全面能耗分析,采取有效的電氣節(jié)能措施,降低生產(chǎn)過程中的電能消耗,節(jié)約能源,滿足國(guó)家對(duì)污水廠提出的節(jié)能建設(shè)要求,并使污水處理廠整體經(jīng)濟(jì)效益有所提高。
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