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信远科普:污水厂工艺运行的细节改进

发布时间:2022-02-24 发布人:信远环保

 

导读:细节的管理改进在很多污水厂都进行了大量的实施和改良,通过细节上的改进,使污水厂的运行管理人员工作量下降,工艺流程更为合理,更加充分发挥工艺运行构筑物的处理优势,这些细节上的改进成为很多污水厂的优化运行的前提。


   污水厂的每一个单体在设计中都会依据设计规范来进行参数的选定和计算,得出建设所用的图纸,进行实际施工后,就成为污水厂中的各个处理流程中的构筑物了。但是由于在设计期间,污水水质水量大部分是以预测为主,运行中会出现预测和实际不匹配的情况,在这种情况下,就需要做一些改进,但是运营方往往又缺少足够的资金和技术力量对整体进行修改,因此在污水厂中,运营人员对工艺细节的改进基本是从进水开始,一直不断的修正和持续到升级改造的。污水厂的细节改进工作应该是作为污水厂日常管理中的一项长期进行下去的内容。


  
污水厂在实际运行过程中会有各种环境工况的改变,使污水厂的运行管理和原有的构筑物的运行模式出现不同,很多污水厂在实际运行中会针对这些细节上的变化,进行不断地改进和提升,促进污水厂的运行管理更为合理。这种对细节的管理改进在很多污水厂都进行了大量的实施和改良,通过细节上的改进,是污水厂的运行管理人员工作量下降,工艺流程更为合理,更加充分发挥工艺运行构筑物的处理优势,这些细节上的改进成为很多污水厂的优化运行的前提。
   
一、滤池反冲洗工艺

 

  污水厂的深度处理采用加药混凝沉淀过滤的方式较多,最终的过滤方式采用的形式各不相同,一些污水厂采用的D型滤池和V型滤池进行过滤,去除水中残留的化学絮凝体和SS等,当滤池滤床拦截了大量的固体杂质之后,滤池的过滤水头就会下降,滤床发生堵塞,会出现滤池溢流的现象,这时就需要进行反冲洗去除滤床中拦截的固体杂质,来恢复过滤性能。
 
  常规的滤池反冲洗是通过布置在滤料下方的反冲洗配气配水廊道内送入压缩空气和清水池的滤后水来进行的,以采用彗星滤料的
D型滤池来说,一般的流程是:1、切换反冲洗模式。2、气洗流程。3、气水洗流程。4、水洗加横扫流程。5、切换过滤模式。详细的操作流程见下图。


信远科普:污水厂工艺运行的细节改进(图1)

 

污水厂一般会根据这样的流程进行PLC程序设计,设置一定的液位进行控制启动反冲洗流程,然后根据运行经验设定反冲洗中各流程的时间进行反冲洗,直至反冲洗结束恢复过滤模式。在这种常规模式下,运行人员会发现,在经过一段时间后,每组滤池的两格过滤会出现过滤水头不均匀,在运行中,会出现一格过滤已经严重堵塞,另一组仍能正常过滤,而且在这种情况下越进行反洗越会出现不平衡的现象。
 
  要解释出现这种现象的原因就要从滤池的结构来看,滤池上部是滤料拦截板、彗星纤维填料层部分,填料层下是鹅卵石层、长管曝气头,反冲洗配气配水系统。要注意底部的配气配水系统是一根主管进去,然后在底部进行统一的自然分配,进入到滤池的两格滤料进行反冲洗的,这种分配方式在理想工况下是能够保持均衡分配的。但在实际运行中,会发现随着运行时间加长,滤料的堵塞程度一定会有差异性,这种不同程度的堵塞会造成在气洗流程的统一分配过程中,根据阻力的大小反冲洗气体会优先向堵塞程度小的滤料格供给,这样堵塞越小的滤格会被气洗的更彻底,下一步的气水联合清洗也随着更彻底,这样经过多轮的正常反冲洗流程之后,就会发现同一组滤池的两格会越来越不均衡,最终导致的结果一格滤料完全堵塞,只能是打开滤料拦截板,彻底清掏滤料进行离线浸泡酸洗或者更换。
 
  这种情况在浸没式的滤池过滤系统中不易出现,浸没式过滤一组滤池的两格滤料的过滤水头基本一致,但是在过流式滤床上出现的较为频繁。通过结构的改变和设计安装时为每组每格滤床都增加反冲洗进气、进水管路会减少这种自然配气配水造成的不均衡现象,但是需要改造和设计变更,对于一个已经运行的污水厂需要的费用较高,改动位置大,不太适合改造。那就需要在反冲洗过程中采用改进的方式来避免这种情况的发生。
 
  改进后的流程如下:


信远科普:污水厂工艺运行的细节改进(图2) 


改进流程中主要在气洗过程后增加了一个反冲洗注水的过程,这个过程的引入主要为了平衡一组滤池的两格滤床,当注入的清水开始从上部溢流出来的时,两格的水头对于从滤料底部的自然布气的反冲洗管路来说是平衡的,而且经过一段时间气反冲后,两个滤料已经内部吹通,滤料堵塞产生的阻力已经下降,注水后的水头又远远大于滤料本身的阻力,这样增加了注水流程后,气洗两格的压力平衡,两侧都能正常通气、通水。在多个污水厂的现场实践中,也发现经过这样的改进后,和不改进流程的滤池做对比,同一组的两格滤床维持了较好的平衡。
 
  这个细节是在滤池反冲洗中对通过运行中合理的改进,不需要进行复杂的技术改造,就可以减少两格不平衡的问题,污水厂需要通过更多的挖掘运行中的技术问题,通过合理的改变,实现污水厂的优质管理。


二、二沉池工艺

 

在污水厂中,二沉池起到非常重要的泥水分离作用,二沉池的稳定运行也是污水水质达标的前提和保障,但是在日常运行中,二沉池也存在很多容易诱发故障的问题的运行细节,为了避免这些细节问题,在实际的运行中也需要进行一些小的细节上的改造,使二沉池更加稳定的运行。
 
  首先是二沉池的行走轮的轨道部分,在北方污水厂,冬季下雪造成轨道部分有积雪,一般的运行人员会提前撒盐等进行融雪,保证轨道不积雪成冰,避免刮吸泥机行走打滑,但是工业盐对硅酸盐水泥的侵蚀作用很明显,在一些不平坦的位置大量工业盐积存,逐步会将轨道上的水泥腐蚀成一个个浅坑,二沉池的刮泥机每日不停的运行,刮吸泥机的不断碾压轨道,最终会使这些浅坑变深变大,导致二沉池刮泥机的行走轮深陷进去,深陷后的刮泥机在某一个区域不能推动底部的污泥进入集泥坑内,或者不能全面的将底部的淤泥吸取,造成外回流无法及时回到生物池内,导致生物处理能力下降。除了这种后期人为的轨道侵蚀问题之外,还有建设期间的土建施工质量差,导致二沉池轨道表面不平坦,造成刮泥机行走受力不均衡,继而产生碾压磨损造成刮泥机行走轨道出现异常等。
 
  为了避免这种因轨道质量或人为造成的轨道损坏,一般可以考虑采用钢板焊制成池边轨道,钢板的硬度远远高于水泥抹面,同时也能很好的抵御工业盐的侵蚀作用,在日常碾压中不会造成钢板局部缺失造成行走轮深陷的情况发生。在一些污水厂改造后的使用情况看,对轨道部分的钢板改造可以避免轨道破损对二沉池刮泥机的行走影响。
 
  再者对二沉池的改造是出水堰槽内的藻类滋生问题,二沉池池面较大,周边出水槽内的水常年不断地流动,在从出水槽的内外三角堰跌落进出水槽内的时候,出水槽池壁的粗糙程度,常年的阳光照射,适宜的水温等环境因素合适的时候,会使二沉池出水槽内滋生藻类,严重时会将整个出水槽内覆盖上一层藻类的生物膜。从生物生长所需的营养来看,这部分藻类其实起到了进一步处理污水中氮磷的作用,但是大量滋生后,影响出水的感官,造成出水水质恶化的错觉,同时从出水槽内脱落的藻类又会造成后续出水水质的恶化。因此在很多污水厂都采取人工刷洗或者机械刷洗的方式对二沉池出水槽进行清理。
 
  人工和机械刷洗都存在一定的问题,人工刷洗,工作量大,存在一定的工作风险,机械刷洗要定期更换清洗转刷,也产生一定的费用。在一些污水厂采用了高压水冲洗的方式进行藻类的去除,通过安放在二沉池内的高压水泵,提升二沉池内上清液,将水加压后,喷射到二沉池出水槽内,可以将初期滋生的藻类清洗下来,保持出水槽的清洁。如果能在出水槽内贴瓷砖,保持出水槽表面的光滑,滋生的藻类会更容易被清理下来。
 
  二沉池和生化池共同构成生物处理阶段,这个阶段中大量的活性污泥起到污水处理的作用,这些大量的活性污泥需要进行合理的管理,保持应有的活性,同时也要保持适当的污泥龄,但是在很多污水厂对污泥龄的控制往往不能做到很好,有时需要为了抵消环境影响,必须进行过长污泥龄的控制,这个期间就会有污泥老化的情况出现,伴随的比较常见的就是污泥膨胀和污泥泡沫的问题,这些问题都是污水厂运行过程中长期存在的问题。这些问题中的污泥老化的泡沫,会对二沉池的运行造成很大的影响,就是在二沉池表面形成堆积泡沫,造成非常难看的二沉池表面。
 
  这种情况在很多污水厂都采取了各种不同的方式进行处理,有些在二沉池中心配水筒的位置增加大功率风机,对二沉池表面进行吹扫,避免老化污泥堆积连成片;还有的将二沉池出水槽内侧的浮渣挡板拆除,让这部分表面浮泥随水流入到下一个处理构筑物内进行处理;还有的对浮渣井进行改造,将浮渣井改造成低于二沉池出水液面,让表面浮泥随水从浮渣井回到进水口的泵房集水井内;在刮泥机的两臂上增加喷淋装置,将表面浮泥通过喷水方式击碎重新沉入水中等等。这些都很好的从现象上解决了二沉池表面的浮泥情况,但是对活性污泥更加精准的管控,控制合理的活性污泥的污泥龄,才是从根本上改善二沉池表面浮泥的方法。但是作为厂内的一些小型的技改项目,这些是可以进行的,也能从细节上改善二沉池表面的浮泥情况。
 
  二沉池在实际的运行中,还有很多污
水厂在不断地进行着细节方面的改进工作,比如周进周出二沉池进水槽内的刮泥装置,中心传动部位的集电环的保护装置,行走轮前端增加的清扫积雪的装置等等,这些细节改进,使二沉池的运行得到了一定的改进,保证了整体工艺运行的稳定性,稳定了出水达标。


三、污泥脱水工艺


  在污水厂中,污泥脱水越来越成为日常运行的难题之一,特别在四季分明的北方地区的污水厂,在冬季期间一方面要考虑指标的稳定达标,一方面要注意污泥龄过长造成的污泥膨胀和污泥泡沫的老大难问题。

   
  在这个期间,污泥脱水在整个系统里的重要性就凸显出来,但是在这个时间段,往往出现一个问题,当需要大量脱泥的时候,但是污泥本身的膨胀和泡沫,导致污泥脱水设备运行效率下降,达不到夏季的脱泥效果,就成了需要大量脱泥的时候,但是受到污泥本身性质的变化,脱泥后的含水率大幅度上升,虽然外运出去的泥饼数量并没有减少,但实际干污泥的产出率在下降。这样的运行会加剧污泥老化,导致污泥膨胀和泡沫现象不断地爆发。
 
  在这样的运行工况下,采取一些细节的改进措施是可以改变这种问题的,污水厂中一般会设置有污泥储池或者污泥浓缩池(现阶段较少使用浓缩池),污泥储池在活性污泥出现膨胀期间,会有大量的没有澄清的污泥混合液从上清液口溢流出去,重新回到系统内。
 
  为了改变这种情况,可以在污泥储池内投加少量絮凝剂,利用絮凝剂的污泥絮凝效果,改善污泥的沉降性能,这种改进是比较容易实现的,从脱泥车间的加药管线引出旁路进入到污泥储池内,最好能加到污泥储池的进泥口的位置,便于其更好的混合,加药量的调控可以根据上清液流出是否为清水为标准。这样在污泥进入到脱水机前已经在污泥储池进行了一次预浓缩,可以提升进入到脱水机内的固体物的含量,从而提高脱水机的运行的工作效率,提升污泥干物质产出量,从而在有限的设备能力下实现更大更有效地污泥产出,为系统的污泥龄控制提供可靠的运行保障。
 
  污泥车间还有一项比较重要的内容就是在运行中产出的污泥无法及时外运到指定的处置场所,特别在一些地区冬季下雪,夏季暴雨、夜间生产等工况下,导致污泥落地堆积,严重的会制约污泥车间的生产运行,这种情况下,污水厂往往采用车间停产等调整,等待污泥外运渠道畅通以后进行,这样会造成系统的污泥不可控的因素增加,导致系统出现各种因污泥未能及时排除造成的运行问题。
 
  通过在厂内建造一个污泥储仓可以有效的改善这一问题,储仓可以以2~3天的污泥产量为储仓容积,储仓可以做成漏斗形,在储仓底部设置污泥出口,使用无轴螺旋进行污泥推进到污泥出口。
 
  日常生产的污泥首先进入到污泥仓内,然后再通过污泥储仓进入到外运车辆中。这种储仓设计可以保证污泥车间的日常的稳定运行,从而保证系统内污泥龄能得到合理的控制,也能对异常气候条件具备充分的应对措施。
 
  污泥车间的投加PAM,一般的污水厂都会采用自动加药装置,有药剂干粉投加箱,在药剂箱底部的投配口处有震动和加热装置,使药粉能顺利稳定持续的投加到配药箱内。
 
  自动培养装置的药箱内的药剂投加一般采用人工一次性添加。很多自动加药装置的高度都在1~1.5米,大型的污水厂有时还会根据脱泥设备的加药点不同,进行不同位置放置加药机。这给运行人员带来比较困扰的问题就是需要将药剂包装袋提升到一定高度才能够投加,这样增加了药剂投加的困难程度,同时也容易造成药剂漏撒。在这里可以做一些小的改进,比如购置一台工业用真空吸尘器,通过真空吸尘将药剂从地面添加到培养箱内,减少运行工的劳动强度,减少安全事故的发生。
 
  污泥投配泵在运行中经常由于各种原因出现不同的问题,比如污泥中含固率较高,长时间停用,污泥投配泵选型不合理等等情况,这些问题的解决可以通过在污泥投配泵的管道上增加回流管、清洗管路等方式进行调整,以保证污泥投配泵的稳定运行;在污泥药液管路上增加污泥、药剂的流量计可以更好的通过流量调整来实现污泥脱水的精准控制;针对不同的脱水机都有不同的一些细节改造,在运行中运行技术人员可以挖掘设备运行细节,进行合理的改进工作。
 
  污泥脱水车间作为污水厂污泥集中处理的场所,车间内的设备众多,由于设备不可能只采购一家的设备,因此各台套设备之间的衔接和配合往往会出现这样那样的问题,这些问题的改进是需要运行人员在实际运行中不断地发现运行的细节故障,结合工艺运行、厂内设施设备情况、外运情况等进行合理化的细节改进,从而达到生产稳定改进的作用。也希望大家更多的参与污水厂的细节改进探讨中来,为污水厂的稳定运行提供更多更好的经验。





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