污水處理廠提標(biāo)改造工藝及供配電系統(tǒng)設(shè)計

石曉敏

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 山西 太原　030001)

本項(xiàng)目污水處理廠為焦化工業(yè)園區(qū)的污水處理廠，污水來源主要包括焦化污水和生活污水等。焦化廠的污水水質(zhì)成分復(fù)雜，含有的污染物種類很多，含有含酚、BOD5、氰化物、NH3-N、COD、硫化物等。因此污水處理難度較大，項(xiàng)目現(xiàn)在運(yùn)行的污水處理工藝為：好氧生化污水處理工藝。這種處理工藝也是目前焦化廠主要采用的污水處理工藝。但是這種工藝經(jīng)常出現(xiàn)出水水質(zhì)COD不達(dá)標(biāo)，NH3-N無法處理的情況。目前為解決我國水體富營養(yǎng)化問題和更為嚴(yán)苛的環(huán)保要求，對污水處理廠出水水質(zhì)提出了更高的要求，目前的工藝無法滿足NH3-N排放限量的要求。為了解決這一問題，一些焦化企業(yè)開始對污水處理廠進(jìn)行改造，并試驗(yàn)各種污水處理方法。本項(xiàng)目采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)工藝對污水處理廠進(jìn)行改造，項(xiàng)目原處理水量為70m3/h，本次改造提高到80m3/h。

1　污水及出水水質(zhì)

項(xiàng)目原處理水量為70m3/h，污水水質(zhì)見表1。

表1　污水水質(zhì)

為了節(jié)約用水，本項(xiàng)目污水處理達(dá)標(biāo)后，水全部回用。這樣既提高了水的重復(fù)利用率，又保護(hù)了環(huán)境。本次設(shè)計出水水質(zhì)按照《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T19923-2005)執(zhí)行，具體水質(zhì)要求見表2。

表2　出水水質(zhì) 　 單位： mg/L

2　污水處理工藝敘述

依據(jù)焦化生產(chǎn)污水的水質(zhì)和對污水處理廠出水水質(zhì)的要求和本項(xiàng)目的實(shí)際情況，在制定污水處理廠處理工藝時，應(yīng)當(dāng)充分考慮的主要因素有：

(1)本項(xiàng)目污水處理后基本不外排，全部回用到熄焦和洗煤工段，即使如此，在設(shè)計時仍然要考慮如果出現(xiàn)無法回用、水量不平衡、焦化設(shè)備檢修污水無法回用，需要外排時，出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)標(biāo)，滿足標(biāo)準(zhǔn)對于排放水質(zhì)的要求。

(2)目前焦化廠使用的的傳統(tǒng)好氧生化污水處理工藝經(jīng)常出現(xiàn)出水水質(zhì)COD不達(dá)標(biāo)，并存在NH3-N無法處理的情況。因此在進(jìn)行污水處理工藝方案確定時，不能采用傳統(tǒng)的好氧生化污水處理工藝。

(3)A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝基礎(chǔ)投資以及運(yùn)行費(fèi)用和傳統(tǒng)好氧生化法相比，要高一些，但是鑒于本項(xiàng)目需要對各種有機(jī)物和NH3-N脫除率要求很高的情況下，選用此工藝能夠滿足出水外排標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且這種污水處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定?？紤]到以上因素，本項(xiàng)目污水處理采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝。為了提高污水處理的效果，本項(xiàng)目在污水預(yù)處理階段增加氣浮池，并采取臭氧催化氧化工藝和超濾反滲透的工藝，使出水水質(zhì)滿足回用和外排的要求。

綜上，本項(xiàng)目污水處理方案為：除油-氣浮-A2/O-臭氧催化氧化-超濾反滲透。污水處理流程方框見圖1。

圖1　污水處理流程圖

80m3/h的廢水進(jìn)水首先進(jìn)入除油池和氣浮池，去掉廢水中的未溶解的漂浮油類和有機(jī)物進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，滿足污水的生化處理需求后，廢水進(jìn)行A2/O得生化反應(yīng)，來去掉廢水中的絕大多數(shù)有機(jī)物和各種雜志；然后進(jìn)入二沉池、混合反應(yīng)池、混凝沉淀池去掉廢水中的絕大部分懸浮物質(zhì)和一部分的溶解性雜質(zhì)，之后進(jìn)入中間池、機(jī)械過濾器進(jìn)行進(jìn)一步的過濾和凈化，過濾后的廢水進(jìn)入中間池，之后進(jìn)入臭氧催化氧化塔中進(jìn)行反應(yīng)，利用臭氧的氫氧化性把廢水中的大部分有機(jī)物氧化分解，然后進(jìn)入中間池、機(jī)械過濾器，之后進(jìn)入超濾裝置，去除大分子物質(zhì)，然后進(jìn)入反滲透裝置，去除廢水中的小分子物質(zhì)，然后上層清水進(jìn)入清水池以備回用。清水池中的再生水是滿足回用水的要求，并滿足外排放的要求。

3　項(xiàng)目原供配電情況

3.1　電源狀況

焦化項(xiàng)目廠區(qū)目前現(xiàn)在設(shè)置了 110kV 總降壓的變電站，變電站的總?cè)萘繛?147500kW，內(nèi)設(shè) 2臺50MVA的變壓器，其電壓等級為110/6kV，電站的 110kV電源由臨近的變電站引入。

3.2　項(xiàng)目用電量、總裝機(jī)量

本項(xiàng)目目前設(shè)置了一座6kV的開閉所，開閉所的2回路6kV電源均來自廠區(qū)原有的變電站，變電站可以提供的容量為5000kVA。廢水處理站裝機(jī)容量 1488.15kW，運(yùn)行容量539.88kW。

4　改造方案簡述和改造內(nèi)容

項(xiàng)目各生產(chǎn)裝置均為連續(xù)生產(chǎn)，根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，將火災(zāi)報警系統(tǒng)、載氣壓縮機(jī)油泵，厭氧池潛水?dāng)嚢铏C(jī)、缺氧池潛水?dāng)嚢铏C(jī)、加藥機(jī)、反應(yīng)攪拌機(jī)、應(yīng)急燈具等劃為一級負(fù)荷；將生產(chǎn)裝置區(qū)其余動力和照明負(fù)荷劃分為二級負(fù)荷。

4.1　供電方案

4.1.1供配電電壓選擇

根據(jù)項(xiàng)目污水處理工藝的電負(fù)荷統(tǒng)計，同時根據(jù)供電要求、當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)部門的條件和及國家提出的關(guān)于電能輸送負(fù)荷和距離的規(guī)定，本項(xiàng)目選擇的供電電壓等級主要為：

低壓動力設(shè)備：380V，50Hz，三相四線。

照明燈具：220V，50Hz，單相三線。

檢修設(shè)備：220/380V，50Hz，三相五線。

4.1.2電氣主接線

建設(shè)項(xiàng)目低壓供配電裝置0.4kV 低壓配電系統(tǒng)為污水處理系統(tǒng)提供動力以及照明等電源。

4.1.3無功功率補(bǔ)償

本項(xiàng)目用電負(fù)荷的自然功率因數(shù)為 0.80，為達(dá)到正常運(yùn)行時的功率因數(shù)，0.4kV 側(cè)的功率因素不應(yīng)低于0.95。

4.1.4二次系統(tǒng)

本項(xiàng)目的低壓供配電裝置主要采用常規(guī)控制方式，也就是就地和現(xiàn)場兩種控制。對于工藝中有聯(lián)鎖要求的和較為重要的工藝用電設(shè)備除了就地和現(xiàn)場兩種控制方式外，還要增加遠(yuǎn)方 PLC控制方式。對于工藝流程中有需要調(diào)節(jié)功率的電機(jī)應(yīng)當(dāng)采用變頻調(diào)節(jié)控制方式。對于容量較大或者起動時電壓不能滿足要求的電動機(jī)應(yīng)當(dāng)采用軟起動裝置進(jìn)行啟動。11kW及其以上的電機(jī)應(yīng)當(dāng)設(shè)置電流表。55kW 及其以上的電機(jī)應(yīng)當(dāng)設(shè)置有功計量設(shè)備。

4.1.5配電線路

本項(xiàng)目污水處理界區(qū)內(nèi)線路設(shè)計時均考慮采用阻燃電纜線路或者采用阻燃導(dǎo)線穿線管的線路。配電線路的供配電方式為：放射式。

界區(qū)內(nèi)電纜敷設(shè)按條件采用電纜橋架、直埋(直埋電纜均須帶鎧裝)、穿管及構(gòu)架等方式。爆炸危險區(qū)域電線主要采用穿金屬管敷設(shè)。電纜線路均應(yīng)考慮必要的分隔及阻燃封堵等措施。

4.1.6照明

本項(xiàng)目工作場所照明采用集中控制，設(shè)置工作照明的配電箱，型式采用防爆式；并應(yīng)盡可能安裝在非爆炸危險區(qū)域；項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)采取防爆應(yīng)急照明燈具(應(yīng)急時間大于45min)，照明燈具應(yīng)當(dāng)滿足防爆要求。

表3　列舉主要用電設(shè)備

表3(續(xù))

4.2　主要電氣設(shè)備選型

在安全、可靠的前提下，按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、工藝先進(jìn)、無油化、無電網(wǎng)公害、阻燃防火、節(jié)約等的原則來進(jìn)行選擇，應(yīng)特別注意對于安全性的要求。應(yīng)當(dāng)根據(jù)所處環(huán)境條件確定電氣設(shè)備相應(yīng)的防爆、防護(hù)和防腐等級, 主要用電設(shè)備見表3。

5　結(jié)論及建議

(1)考慮項(xiàng)目的實(shí)際情況本改造項(xiàng)目采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝。

(2)污水處理方案為：除油-氣浮-A2/O-臭氧催化氧化-超濾反滲透。

(3)廢水處理站裝機(jī)容量 1488.15kW，運(yùn)行容量539.88kW。