优化工艺管理实现升标一级A排放.docx
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优化工艺管理实现升标一级A排放
优化工艺管理实现升标一级A排放
一、沙营污水处理厂优化工艺管理,实现升标一级A排放项目提出的背景
沙营污水处理厂设计规模为12万m3/d,现实际处理水量平均为11万m3/d左右,雨季时最大处理量为14万m3/d。
主要处理工艺:
除油沉砂+水解沉淀+曝气生物滤池;核心工艺:
曝气生物滤池。
设计处理出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B排放标准。
我厂是东营地区规模最大的污水处理厂,尽管工艺设计是一级B排放标准,但根据东营市环保局的要求,从2013年开始对我厂出水水质施行一级A考核。
对外排污水水质的高压监管体现了政府对环境的负责任,但因污水处理厂在规划搬迁中,工艺升级的巨额工程投资显然不可能,在基本没有相应的工程投资对处理工艺进行升级改造的情况下,能否通过提高工艺管理水平实现一级A达标排放就成为摆在我们面前的一个重要课题。
(本文中所提的一级A、一级B指的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002 中的规定,而 一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求)
2012年底,我们提出了在基本没有工程技术改造投资的前提下,“沙营污水处理厂通过对老工艺进行优化管理,实现出水水质升标一级A排放”课题,经过研究,确定了工艺优化管理思路,从收水到水处理各工段进行全局、全过程的精细化运行管理,经过1年多的运行,实现了一级A达标排放。
二、沙营污水处理厂优化工艺管理,实现升标一级A排放项目的内涵及特点
污水处理厂优化工艺管理主要是从管理入手,把水质控制点提前,从来水的水质水量开始,贯穿于预处理工段、核心处理工段,进行全过程的精细化控制。
图1污水优化工艺管理图
利用现有的“收水系统→预处理→核心工艺”全流程格局,以实现升标一级A排放为核心目标,实现现有工艺的全面优化管理:
建立水质变化预防机制(从收水系统、预处理系统提前入手预防水质超标);协调运行机制(两组并行工艺、16格水解池、32格滤池协调控制、优化运行);工艺运行创新机制(根据问题创新性的调整运行参数、进行工艺改造);水质变化应急机制(水质问题尽快的消灭在萌芽状态)。
实现了污水厂生产管理效益的优化提高,工艺运行平稳、出厂水质逐步提高、能耗不断下降,达到了节能、减排的目标。
三、沙营污水处理厂优化工艺管理,实现升标一级A排放的主要做法
(一)收水系统水量协调
东营市东营区东、西城方向四个泵站的污水在进水交汇井汇合后,首先在“格栅和除油沉砂池”进行预处理,沉砂池出水进入东、西两个并行工艺。
几个泵站都是雨污合流泵站,功能相同,水量高峰、低谷时段也几乎完全相同,导致污水厂进厂水流量极不均匀,呈现明显的高峰和低谷,日高峰水量超过7000m3/h,最低低于2000m3/h。
对水厂处理工艺冲击很大。
通过观察确认了各泵站的溢流水位和安全水位,在此基础上充分利用上游污水管网的调储能力,在保证前端不溢流的前提下,采取高水位相互协调运行。
运行经验证明,两泵站合开四台泵基本能满足排污要求。
由于W22泵站水量大于W08泵站,故以W22泵站为主,W22泵站的最高运行水位保持在溢流水位以下0.5m;当W08泵站加泵时通知W22泵站减泵,俩泵站协调保持最多开四台泵,这样既能避免同时多开泵时管压升高浪费能耗,又实现了平稳输水。
(二)进厂水量的不均匀分配
水厂设计进水在格栅后分流进入东、西两套“除油沉砂池→提升泵房→水解池→滤池”并联流程。
由于西滤池缺少厌氧反硝化单元,脱氮效果差于东工艺,切处理能力低于设计能力。
东滤池设计较西工艺合理,满负荷运行水质平稳,且耐冲击效果好,可以短时间超负荷运行。
针对沙营污水厂东、西工艺设计单元及处理效果的差异,将东、西沉砂池出水渠间的连通闸打开,使东西提升连通后,通过东西提升液位设定来控制开停泵的台数,将进厂水量进行不均匀分配。
一般进厂水量保持在4500~5000m3/h,东、西工艺按5:
3分配。
即东工艺处理水量在2750~3000m3/h,西工艺处理水量在1650~2000m3/h。
如此,保持了东工艺100%满负荷运行但同时保证了100%平稳,同时减轻了西工艺处理负荷,提高了西滤池出水效果。
(三)水解池运行管理
1、水解池的泥位监测
水解沉淀池发生翻泥或沉淀效果差时,将直接造成滤池堵塞、出水超标,原来的人工检测方法检测16格水解池非常耗时耗力,造成工艺调整滞后。
2013年二月,为加强对中间环节——水解酸化池水质控制,开展了水解池泥位和出水水质的便捷监测课题,成功研制并安装泥位虹吸观测管。
可每天很便捷的观察水解池出水水质和泥位,根据变化随时调整药剂成分、投量和排泥周期及排泥量,提高了中间环节出水水质。
2、水解池排泥管理
在2012年上半年,水解池排泥周期为24小时,排泥时间为10s。
排泥后期经常会出现含固率过低现象,并且不时出现污泥上浮现象。
分析认为,后期含固率过低说明排泥已过量,不利于悬浮泥渣层的形成,但在排泥过量的情况下仍然有污泥上浮现象说明泥龄过长已厌氧。
经过反复摸索,在2012年底将水解池排泥周期缩短为18小时,但排泥时间降至5s。
排泥参数调整后,排泥含固率提高到2%,且水解池出水清澈,消除了污泥上浮现象。
(四)絮凝剂投加管理
从2013年2月份水质变化初期就开始药剂选型实验。
实验选择铝盐、铁盐、复合等三个系列25种药剂,用一个月的时间做了认真细致的对比试验,最终选择出性价比最高的PAC-XG种作为日常用药,选出效果最好的HPAC高效药剂一种作为应急用药。
在3月份,进厂水水质波动较大时,将烧杯实验优选药剂PAC-XG进行工程试药。
每日监测总出厂水指标,COD、氨氮、SS等主要指标均达到了一级A标准。
为了保证水质的稳定和混凝剂的最佳投加效果,每月做一次混凝实验,优选药剂,确定最佳投药量。
(五)生物滤池的运行管理
1、溶解氧的控制
在实际运行中发现,曝气池溶解氧保持在6mg/L时,出水效果较好,当溶解氧低于4mg/L时滤池出水氨氮明显升高。
东、西工艺CN池通过串气阀调整滤池曝气量,使溶解氧保持在6mg/L左右。
2.反冲洗参数的设定
随着季节的不同,进厂水质变化较大,所以反冲参数也得随之调整。
冬春季节水质较差,西工艺滤池反冲周期24~48h,反冲时间气洗5min、水气联洗6min、水洗5min;东工艺DN池反冲周期24,反冲时间气洗6min、水气联洗7min、水洗6min;东工艺CN池反冲周期48~72h,反冲时间气洗6min、水气联洗7min、水洗6min。
夏秋季节水质较好,西工艺滤池反冲周期48~72h,反冲时间气洗3min、水气联洗6min、水洗5min;东工艺DN池反冲周期48h,反冲时间气洗6min、水气联洗7min、水洗6min;东工艺CN池反冲周期72h~96h,反冲时间气洗6min、水气联洗7min、水洗6min。
3.红线虫的防控
春、秋两季,是滤池红线虫的高发期,红线虫过多会蚕食生物滤膜,导致滤池生物膜量减少,生物滤池的处理效果下降。
控制措施是:
在春、秋季节采用单池停运,厌氧闷虫,人工捕捞的方法除虫。
这种方法历时较长,但是对滤池生物膜伤害最轻,也是最经济,最有效的防控方法。
(六)加快水质异常处置速度,降低水质异常率
正常运行状态下生物滤池处理效果很好,出水感官清澈、主要污染物控制指标大大优于设计值,但污水厂要实现全年水质稳定达标,仍面临相当大的困难,问题就在于运行异常状态——如水力冲击、水解池污泥上浮、停电、设备故障、电气自控故障等出现的频次很高,对水质影响非常大。
1、加快滤池非正常停运的应急处理速度,提高应急处理方案合理性
滤池非正常停运是出厂水超标的主要原因,在分析试运行期间非正常情况的处理过程后,发现有一些可改进之处。
(1)管廊内设备、电气、管线繁多,鼓风机运行时噪音超过《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)规定的100分贝(工作2小时计)。
为考虑安全和劳动保护,每次管廊内作业时都暂时把鼓风机关停断电,导致滤池水质恶化。
(2)水厂自控系统发生故障后由浙江、安徽的厂家负责保修,“发回故障件→维修→修复回厂”整个过程最快也要一周,期间滤池无法运行。
(3)西工艺N级下向流滤池气水异向,经常出现水滤速不够,导致滤池水位持续上升的问题,发生问题时暂时关闭曝气可解决,但影响了水质,并经常在12到24小时内再次出现。
(4)滤池故障或人为停运、曝气风机故障或人为停运,恢复运行采用直接大流量进水的方式,对滤池造成冲击出水SS升高,8小时左右才能恢复正常。
针对问题采取了如下措施:
表1滤池异常情况处置措施
序号
因素
对策
实施办法
1
人为关停风机
减少人为关停风机次数
1.规定管廊内作业,除了受影响的风机必须关停外,其他曝气风机禁止关停。
2.管廊内作业必须穿戴好护耳罩等劳保用品,必须有人监护。
3.要求运行、维修班认真执行。
2
自控维修
周期长
自控系统维修期间采取临时措施保障运行
1.认真研究阀门、设备控制原理图,自控系统维修期间实现手动强制运行。
2.利用闲停自控元件暂时替换,申请购置备用PLC模块和元器件。
3
西工艺N池水位经常超高
控制西N滤池水位
1.更改程序降低西N滤池恒水位设定值。
2.将西N滤池反冲周期由两到三天缩短至一到两天。
4
水质恢复流程不完善
制定合理的水质恢复流程
1.滤池暂时停运期间间歇闷曝,保持微生物活性。
2.停运的滤池恢复运行时首先小流量间歇进水闷曝,直到生物膜厚度、活性恢复正常后满负荷进水。
2、建立水质异常应急处理机制
将各种水质异常情况根据严重情况分为两级,分别制定处理措施。
表2二级(一般)水质异常事件
序号
说明
处理
1
在线监测数据仅一次超标,
且未超过20%
工艺主管马上通知污水队队长注意观察,并连续观测下两个时段的在线监测数据,同时与当日人工数据比对,同时超标的升级为一级(严重)水质异常事件
2
在线监测数据连续两次超标,或8小时均值超标,但日均值不超标,并且人工检测数据不超标
工艺主管马上通知龙发公司和生产办主任,根据情况增加人工取样频次。
龙发公司未处理完毕导致12小时均值超标的升级为一级(严重)水质异常事件
3
水解出水、一级二级滤池出水、巴氏槽等工艺关键点出水感官指标明显变差,但在线、人工监测都不超标
污水处理队长组织查找分析原因,根据情况可申请增加化验取样点和频次,东西工艺任一边人工检测超标的升级为一级(严重)水质异常事件
表3一级(严重)水质异常事件
序号
说明
处理
1
人工检测数据超标
生产办主任半小时内组织讨论分析原因并采取措施,根据需要可增加取样点和取样频次,一小时内向分管领导汇报
2
在线监测数据12小时均值超标,但人工检测数据不超标
化验室负责人马上通知龙发公司,同时书面通知环保局监控中心
“污水处理厂水质异常情况应急处置办法”附件1。
3、电气防腐和软启动器改造,降低故障率
污水厂电气设备受腐蚀影响故障率高,是影响水质稳定的关键因素之一。
水厂职工通过调研和试验,采取了若干防腐措施,降低了电气设备故障率:
将处在恶劣环境中的提升泵电控柜移出;无法移位的就地控制室密封、安装轴流风机引新风,保证柜内微正压;再无处引新风的电路板喷涂保护漆防腐;31台软启动器旁路继电器接触不良经常跳闸,将软启动器内部输出继电器更换并修改参数设为全压输出,并联使用。
4、滤池自控程序改进
滤池PLC系统,原设计在停电后回到“停止运行、就地控制”状态,在送电或故障后需职工到现场逐个恢复,增加停电或故障恢复运行时间达30分钟左右,期间污水可能超标外排。
水厂职工自学PLC编程知识,在确认安全的前提下更改程序,实现送电后回到“远程控制”状态,在中控室即可快速恢复运行,节省恢复时间25分钟。
四、沙营污水处理厂水质程优化控制管理实施效果评价
自2012底到2014年初,通过实施污水处理厂全面优化工艺管理,对生产流程进行优化,取得了显著的效益。
(一)社会效益突出
从2012年底到2013年底,出厂水质逐步升高,以设计出水水质指标(CODCr60mg/L,氨氮8mg/L)为基数,2013年全年减排当量增加1310225,比2012年增加减排当量385160。
减排量增加值(kg)=污水排放量×(该污染物设计排放浓度-实际排放浓度),减排当量根据“国务院令2003年第369号《排污费征收使用管理条例》”中规定的公式计算:
某污染物的污染当量数(无单位)=该污染物的排放量(kg)÷该污染物的污染当量值(kg)
表42013年比2012年污水处理厂COD减排当量增加值
年度
处理水量
(m3)
出水COD
(mg/L)
减排量增加
(kg)
COD污染当量值(kg)
减排当量增加
2012
35890000
42.0
646020
1
646020
2013
39945892
35.0
998647
1
998647
增加值
352627
352627
表62013年比2012年污水处理厂氨氮减排当量增加值
年度
处理水量
(m3)
出水氨氮
(mg/L)
减排量增加
(kg)
氨氮污染当量值(kg)
减排当量增加
2012
35890000
1.78
223236
0.8
279045
2013
39945892
1.76
249262
0.8
311578
增加值
26026
32533
2012年减排当量总增加值∑Pa2012=PCOD2012+P氨氮2012=925065
2013年减排当量总增加值∑Pa2013=PCOD2013+P氨氮2013=1310225
2013年比2012年减排当量总增加值∑Pa=∑Pa2013-∑Pa2012=385160
(二)经济效益
1、2013比2012年累计节约生产成本77.48万元,其中节约电费74.16万元,药剂费3.32万元。
表42013年比2012年节约用电量
年度
处理水量(m3)
耗电量(kWh)
单耗(kWh/m3)
节电(kWh)
2012
35890000
7140440
0.1990
--
2013
39945892
6859426
0.1717
1090522
表42013年比2012年节约聚丙烯酰胺消耗量
年度
出泥量(m3)
聚丙烯酰胺消耗量(kg)
单耗(kg/m3)
节药(kg)
2012
13602
11100
0.82
--
2013
16173
11976
0.74
1294
2、按排污当量计算节约排污费91.7万元:
参考《排污费征收使用管理条例》条例中规定:
“污水排污费按污染当量计征,每一污染当量征收标准为0.7元。
”2013年减排当量增加1310225,计算节约排污费91.7万元。
3、节省了一般水厂升标所需的工程改造投资费用。
一般污水处理厂排放标准由一级B升标一级A通常需要较大的投资进行工程改造,这种投资动辄是千万元级甚至是数以亿计的,但沙营污水厂在客观面临的迁建规划和政府的强制升标要求两难困境面前,通过全面优化工艺管理,达到了政府主要考核项目的一级A排放标准。
附件1水质异常情况应急处置办法
附件1:
污水处理厂水质异常情况应急处置办法
一、污水处理厂进水水质异常应急处置措施
1、水厂负责每天对出厂水质进行人工检验分析,定期对进厂水质进行分析,及时根据出水水质分析异常原因。
2、水厂负责进水水质在线监测数据的对比、查阅和保存。
3、发现进水水质超标,水厂应立即组织进行人工采样分析,确认超标区域和泵站,1小时内书面汇报生产办和分公司领导。
4、生产办负责1小时内将进水水质超标情况汇报提交市环保局、公司安全科,同时向超标泵站下达整改通知书,要求2小时内进行整改。
对超过规定期限仍然水质超标的泵站,生产办应立即组织人员,采取强制措施,制止超标污水进入水厂管网,并将情况及时向公司领导、市环保局、管理局安环处汇报。
对经过整改,确认进水水质达标的泵站,经过水厂领导同意,有生产办组织恢复进水,并协调处理队组织好工艺运行。
5、水厂应根据进水水质超标情况,进行必要的工艺调整,尽最大能力保证出厂水水质。
二、出厂水质异常的应急处置措施
1、出厂在线监测数据由污水处理厂负责每两小时观察记录一次,发现超标10分钟内报告污水处理厂长、生产办主任、分管副经理,必须确认通知到人。
2、出厂水人工检测数据由水厂负责,当日数据如有超标应在16点前(包括节假日)报告给生产办主任、污水厂厂长、分管副经理,必须确认通知到人。
3、异常处置:
人工监测COD、氨氮超标的列为一级(严重)水质异常事件。
在线监测超标的按照下表情况分为两级,其中二级(一般)水质异常事件由污水处理厂处理,处理情况两小时内向生产办主任报告;一级(严重)水质异常事件由生产办主任组织水厂共同处理,一小时内向分管副经理汇报。
所有处理过程污水处理厂书面记录。
以下情况列为二级(一般)水质异常事件:
序号
说明
处理
1
在线监测数据仅一次超标,且未超过20%
注意观察,并连续观测下两个时段的在线监测数据,同时与当日人工数据比对,同时超标的升级为一级(严重)水质异常事件
2
在线监测数据连续两次超标,或8小时均值超标,但日均值不超标,并且人工检测数据不超标
水厂马上通知龙发公司和生产办主任,根据情况增加人工取样频次。
龙发公司未处理完毕导致12小时均值超标的升级为一级(严重)水质异常事件
3
水解出水、一级二级滤池出水、巴氏槽等工艺关键点出水感官指标明显变差,但在线、人工监测都不超标
水厂组织查找分析原因,根据情况可申请增加化验取样点和频次,东西工艺任一边人工检测超标的升级为一级(严重)水质异常事件
以下情况列为一级(严重)水质异常事件:
序号
说明
处理
1
人工检测数据超标
生产办主任半小时内组织讨论分析原因并采取措施,根据需要可增加取样点和取样频次,一小时内向分管领导汇报
2
在线监测数据12小时均值超标,但人工检测数据不超标
化验室负责人马上通知龙发公司,同时生产办书面通知环保局监控中心
工艺环节控制:
序号
工艺环节
指标
标准
控制措施
1
进水
水量
≥5000m3/h
汇报调度,协调泵站降低水量
COD
≥400mg/L
汇报队长;排查超标原因
BOD
≥180mg/L
汇报队长;排查超标原因
TP
≥4mg/L
汇报队长;排查超标原因
NH3-N
≥40mg/L
汇报队长;排查超标原因
2
水解酸化池
出水pH值
6.5-7.5
出水SS
≥80mg/L
汇报队长;参照作业指导书检查水解酸化池运行状况
东工艺出水COD
≥70mg/L
汇报队长;参照作业指导书检查进水水质、水解酸化池运行状况
西工艺出水COD
≥150mg/L
汇报队长;参照作业指导书检查进水水质、水解酸化池运行状况
东工艺出水NH3-N
≥30mg/L
汇报队长;参照作业指导书检查进水水质、水解酸化池运行状况
西工艺出水NH3-N
≥50mg/L
汇报队长;参照作业指导书检查进水水质、水解酸化池运行状况
3
BAF
SS
≥8mg/L
启动水质异常应急预案
≥10mg/L
汇报队长,参照作业指导书调整滤池运行
COD
≥45mg/L
启动水质异常应急预案,调整滤池运行
≥50mg/L
汇报队长
NH3-N
≥4.5(7)mg/L
启动水质异常应急预案
≥5mg/L
汇报队长,参照作业指导书
DO
≥5mg/L
降低曝气强度
<2mg/L
提高曝气量
4
出水
SS
≥8mg/L
启动水质异常应急预案
≥10mg/L
汇报队长,参照作业指导书检查工艺运行状况
COD
≥45mg/L
启动水质异常应急预案
≥50mg/L
汇报队长,参照作业指导书检查工艺运行状况
NH3-N
≥4.5(7)mg/L
启动水质异常应急预案
≥5mg/L
汇报队长,参照作业指导书检查工艺运行状况
TP
≥1mg/L
汇报队长;参照作业指导书调控提高加药量
三、工艺调整
工艺调整的理论依据为《作业指导书》、《水解沉淀池、曝气生物滤池调试手册》、《曝气生物滤池设计和运行》。
二级(一般)水质异常事件由污水处理队组织讨论工艺调整并在两小时内报告生产办,一级(严重)水质异常事件由生产办组织讨论工艺调整并在一小时内上报分管厂长。
因为水质异常的原因各异、情况各异,无法在该办法中规定详细的应急处理方法,需要根据实际情况,现场讨论制定方案。
四、水质异常的考核
按照公司水质考核办法执行。
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- 优化 工艺 管理 实现 一级 排放