污水處理廠運行問題診斷和降耗研究

余曉倩

上海市建工設(shè)計研究總院有限公司 上海 200000

1 導(dǎo)言

污水處理工作系統(tǒng)自身存在一定的復(fù)雜性，其故障問題也存在很大的不確定性和診斷信息多樣性，以及操作人員管理水平存在一定的限制等問題常只有部分積累多年操作實際經(jīng)驗的專業(yè)人士才可以解決該類運行問題，所以，目前部分污水廠對于污水處理體系診斷問題的成效很不理想[1]?；诖?，本文對目前污水處理廠實際運行中存在的問題診斷與降耗措施進(jìn)行了分析與研究，以供借鑒。

2 污水處理廠運行管理的主要內(nèi)容及必要性

當(dāng)前污水處理廠實際運行與其他企業(yè)內(nèi)部運行管控工作有所不同，其所涉及的內(nèi)容主要包括以下幾方面：首先，準(zhǔn)備工作。該環(huán)節(jié)主要包含人力、組織、物質(zhì)、資金和能源等方面的準(zhǔn)備工作。在運行管控前，污水處理廠應(yīng)對技術(shù)和操作等環(huán)節(jié)的人員進(jìn)行系統(tǒng)且專業(yè)化的培訓(xùn)。要準(zhǔn)備好各處理單元需要的各類化學(xué)藥劑，把控污水處理技術(shù)工作的準(zhǔn)備控制工作等。其次，計劃工作。該工作主要是指編制污水整個運行管控方案與階段性的執(zhí)行計劃，并為污水處理廠后續(xù)運行管理工作提供一定的參考與依據(jù)，以便滿足節(jié)能降耗的目的，并提高整體管理工作水平。再者，組織工作。其就是依照污水處理廠實際運行管控基本需求，并合理安排好操作各個崗位，制定好崗位操作流程與相關(guān)制度規(guī)范。最后，控制工作。該環(huán)節(jié)工作是整個污水處理廠系統(tǒng)運行管控計劃執(zhí)行過程，其主要內(nèi)容包含消耗過程的控制和成本控制，以及實施進(jìn)度控制等。

此外，污水處理廠的運行是整個污水處理控制系統(tǒng)中的主要工作內(nèi)容，其還能節(jié)約水資源，并緩解我國當(dāng)前水資源危機(jī)的重要舉措。當(dāng)前雖然我國在水環(huán)境方面的保護(hù)工作取得了良好的成效，但是與全球先進(jìn)技術(shù)水平相比較，還存在很大差距?，F(xiàn)階段，我國政府有關(guān)部門已經(jīng)逐漸增加了對于城市污水方面的處理力度，并建設(shè)了很多污水處理廠，而部分污水處理廠確未能真正發(fā)揮其自身的作用，其其主要原因體現(xiàn)為污水處理廠沒有做好其運行管理相關(guān)工作，導(dǎo)致部分區(qū)域污水未能及時得到處理[2]。所以，強化污水處理廠實際運行管控力度，并培養(yǎng)出專業(yè)和高素質(zhì)的人員，并積極引進(jìn)新型工藝技術(shù)，才可以更好的運行各個污水處理廠，從而提高污水處理工作效果。

3 污水處理廠運行問題診斷

都江堰某污水處理廠主要采取了分期建設(shè)方式，一期所設(shè)計的規(guī)模為3萬m3/d，而部分土建所規(guī)定的規(guī)模則為6萬m3/d，其原主體的實際工藝DE氧化溝+D型濾池工藝，而出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)，并通過改造之后，將一期的運行減量至2.3萬m3/d，同時，擴(kuò)建二期處理規(guī)模為3.7萬m3/d，總體規(guī)?？蛇_(dá)6萬m3/d，主體生物處理區(qū)轉(zhuǎn)而采用A2/O處理工藝，增加深度處理區(qū)：反硝化濾池+高效沉淀池+V型濾池，出水執(zhí)行《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB51/2311-2016）中的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放濃度限值。

首先，檢查和校核各類設(shè)計參數(shù)是不是符合有關(guān)規(guī)范。檢查整個污水處理系統(tǒng)設(shè)計是不是合理，其施工能否達(dá)到實際設(shè)計要求，在確定好最佳的運行工作條件，同時應(yīng)確定能更好各項工藝的參數(shù)，主要包含反應(yīng)池污泥負(fù)荷最佳和污泥齡，以及污水和污泥的回流比等。部分毒物產(chǎn)生的毒性和濃度，以及作用時間等因素有關(guān)，其濃度越大，且作用的時間就會越長，造成的后果也會更加嚴(yán)重[3]。要加大其排泥量，并將其調(diào)至到適宜的污泥濃度，依照食微比（F/M）對污泥濃度進(jìn)行計算。而厭氧池與缺氧池DO也需要分別調(diào)整至為0.2mg/L與0.5mg/L以下。最后針對其他時候進(jìn)水時，其BOD的濃度要小于100mg/L偏低的基本情況，需要考慮泵站運行中生活污水是否有雨水混入，再對管網(wǎng)進(jìn)行排查，對后期服務(wù)的基本范圍之內(nèi)的管線也需要進(jìn)行雨污分流。

其次，在調(diào)試運行過程中，要勤于觀察和思考，還應(yīng)做好總結(jié)，針對問題采取合理的調(diào)試工作；拓展思路和齊心協(xié)力，盡全力解決各類問題。在進(jìn)水量方面，要調(diào)整好進(jìn)水分配閘門，對一期和二期工程要依照進(jìn)水量的設(shè)計范圍進(jìn)水，其出水的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到IV類。污水處理廠運行系統(tǒng)問題的處理方向主要是要面向當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)在線遠(yuǎn)程分布故障的診斷。現(xiàn)階段，我國5G移動通信技術(shù)被廣泛運用，各類在線檢測方式均已實現(xiàn)，因此構(gòu)建遠(yuǎn)程在線分布故障的診斷是計算機(jī)技術(shù)和故障診斷技術(shù)有效結(jié)合的一類新型問題診斷方式。

4 污水處理廠運行降耗措施分析

4.1 明確并強化在處理污水時存在的安全問題

節(jié)能環(huán)保的基本要求就是要對污水處理安全的保證，并以此來實現(xiàn)城市污水處理工作的穩(wěn)定和安全運行要求，加之通過以上內(nèi)容的分析不難看出，污水處理廠實際運行中，存在影響通暢的主要體現(xiàn)就是運行工作的規(guī)范性和常規(guī)性，以及合理性。一般狀況下，對于污水處理時，所運用的設(shè)備種類眾多，還存在電器元件，所以，在污水處理中存在諸多問題，對于設(shè)備整體運行也會造成很大影響，嚴(yán)重的話還會造成不可挽回的損害。另外，污水中含有一定的有毒物質(zhì)，其具有嚴(yán)重的破壞性，對整個生態(tài)環(huán)境也會造成一定危害?；诖耍鬯幚韽S需要制定完善且科學(xué)合理的應(yīng)急方案，對于污水處理廠未來的發(fā)展具有很深遠(yuǎn)的意義及作用。此外，不但需要確保污水處理整個過程的安全和穩(wěn)定性，還要提高整個污水處理系統(tǒng)的科學(xué)性管理，從而實現(xiàn)和推動我國污水出廠實現(xiàn)和滿足節(jié)能環(huán)保的基本需求。

4.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗措施

污水處理廠系統(tǒng)中具備一項消耗能源比較多的設(shè)備，也就是指污水提升泵，此設(shè)備字舍能源消耗較大，對于該設(shè)備的改進(jìn)設(shè)計，有助于確保水質(zhì)狀況下降低污水提高泵能源消耗。同時由于其能源消耗較多，其原因是因為電機(jī)整體工作效率低，其實際運行效果不佳，而設(shè)計操作能力也需要消耗一定的能源。所以在減少泵消耗能源時，需要注意以下幾個方面：要將污水處理廠內(nèi)所有污水提升泵換成變頻泵，提高其整體性能。如，某污水處理廠內(nèi)全部應(yīng)用變頻泵，其總體節(jié)省能源可達(dá)12%；而將工頻泵轉(zhuǎn)為變頻泵，最終改造為調(diào)速泵，在依照實際狀況開展運行；應(yīng)用多級動態(tài)液位類的控制技術(shù)，在實際運行中應(yīng)用轉(zhuǎn)速加臺數(shù)的基本方式，使得定速泵利用平均流量開展運行。一旦發(fā)生水流波動過大時，可適當(dāng)進(jìn)行增減運轉(zhuǎn)泵的臺數(shù)，在改變其速度；強化泵日常維護(hù)管理，減少泵體摩擦和電能方面的消耗。一旦泵實現(xiàn)了降耗節(jié)能的目的，應(yīng)全方更為提升水泵的運行工作效率，要對水泵操作進(jìn)行合理的規(guī)范，不但應(yīng)強化日常維護(hù)管理工作力度，還應(yīng)強化水泵參數(shù)的合理設(shè)置，依照污水處理廠的實際運行狀況進(jìn)行完善，歸納和總結(jié)整個運行工作條件，選取最好的運行工作環(huán)境，提升水泵總體運行工作效率。

4.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

污泥處理在污水處理廠運行環(huán)節(jié)尤為重要。污泥處理工作步驟繁多，因為污泥中其污染物較多，當(dāng)前處理方式不夠理想。所以在污泥處理進(jìn)行過程中，要尋找一項合理的方式，將污泥中包含的資源回收再利用，滿足污泥節(jié)能降耗處理的核心目標(biāo)。在污泥處理進(jìn)行中主要分為污泥脫水和穩(wěn)定，以及濃縮三部分。首先，在進(jìn)行污泥脫水過程中可以利用機(jī)械脫水方式和自然式脫水方式。而最常用的方式就是機(jī)械脫水，該方式是將所消耗的各項能源轉(zhuǎn)換為電能，離心脫水方式的應(yīng)用電能消耗較少，但很難滿足更高要求的污泥處理效果，極易造成機(jī)械出現(xiàn)磨損的狀況。所以，應(yīng)找到最佳的脫水方式，在確保污泥處理工作效果的狀況下，可以降低能源方面的消耗。其次，污泥穩(wěn)定也分為厭氧和好氧，以及堆肥三個部分。部分污水處理廠運行中未對污泥開展穩(wěn)定性處理，而是直接進(jìn)行脫水。通常情況相愛，厭氧階段產(chǎn)生的沼氣為在穩(wěn)定運行中應(yīng)用的能量提供一定的補充。最后，污泥濃縮環(huán)節(jié)中通常采取單純的氣浮工藝技術(shù)，在運用生物類氣浮工藝技術(shù)進(jìn)行替補，有助于提升濃縮工作效率，還能達(dá)到能源降耗的工作目的。

4.4 對污水處理過程中應(yīng)用到的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新

當(dāng)前，最為常見的污水處理技術(shù)包含臨界水氧化和電催化氧化，以及超導(dǎo)磁分離，其在整個污水處理過程中有著良好的處理效果，不但能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保工作全貌的提高，還能夠?qū)⑵浼夹g(shù)和現(xiàn)代化生物處理技術(shù)工藝結(jié)合，實現(xiàn)我國污水最大化處理質(zhì)量的提高，滿足節(jié)能環(huán)保的目的，從而實現(xiàn)我國污水處理廠健康穩(wěn)定發(fā)展。一般情況下，污水處理工藝還可以分為三種，其包含物理性處理和生物性處理，以及深度化處理，有關(guān)人員要以污水排放保準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，科學(xué)有效的選取和應(yīng)用污水處理技術(shù)工藝。此外，在選擇污水處理設(shè)備時，有關(guān)人員要以國家對相關(guān)設(shè)備所出臺的各項文件中提到的標(biāo)準(zhǔn)要求作為基礎(chǔ)，確保節(jié)能環(huán)保工作的有效落實，只有這樣才能實現(xiàn)設(shè)備最大程度滿足當(dāng)前污水處理工作標(biāo)準(zhǔn)和我國污水處理廠持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，從而促進(jìn)我國當(dāng)代污水處理廠整體節(jié)能和環(huán)保工作方面的提高。

5 結(jié)束語

總而言之，對于城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用水質(zhì)量來說，污水處理廠具有很重要的意義與作用。但由于污水處理過程中能源消耗比較大，存在嚴(yán)重的運行問題，所以，污水處理廠采取當(dāng)代污泥和污水處理技術(shù)措施，并合理診斷整個運行中的問題，滿足節(jié)能降耗的目標(biāo)[4]。而當(dāng)前污水處理技術(shù)有限，需要人們進(jìn)行不斷探索與研究，從而降低我國污水處理廠運行能源的消耗。