解江嵐

(山西省中小企業(yè)監(jiān)測鑒定中心，山西 太原 030045)

環(huán)境保護(hù)

改進(jìn)污水處理工藝 水質(zhì)監(jiān)測達(dá)標(biāo)排放

解江嵐

(山西省中小企業(yè)監(jiān)測鑒定中心，山西 太原 030045)

針對生產(chǎn)企業(yè)污水處理設(shè)備在實際使用中存在的設(shè)備老化、工況參數(shù)配置不合理、無法自動化操作運行、處理的污水未能有效再次利用等實際問題，提出在設(shè)備合理配置、完善工藝流程、運行自動控制、遠(yuǎn)端電腦操作、工況實時監(jiān)控等方面的技術(shù)改進(jìn)措施，達(dá)到設(shè)備操作簡便、工況穩(wěn)定、自動運行、電腦實時監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)實用的效果，有效地保證污水各項指標(biāo)合格排放，滿足生產(chǎn)企業(yè)的需求。

污水設(shè)備；工藝改進(jìn)；自動控制；達(dá)標(biāo)排放

引 言

隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展變化和企業(yè)生產(chǎn)布局的逐步調(diào)整，對現(xiàn)有污水設(shè)備設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，滿足生產(chǎn)需求，成為污水處理研究的新課題。

污水設(shè)備主要對企業(yè)日常產(chǎn)生的生產(chǎn)、生活污水進(jìn)行集中回收并處理排放。由于原有污水設(shè)備在使用中已不能滿足現(xiàn)有污水處理及達(dá)標(biāo)排放的需求，設(shè)備逐年老化、污水處理能力不斷下降、參數(shù)配置不合理、操作不便等問題日益突出，所以，需要合理改進(jìn)，才能有效保證污水處理設(shè)備工況良好運行[1-3]。

1 污水處理工藝基本情況

1.1 污水處理設(shè)備的基本參數(shù)

生產(chǎn)和生活污水總排放污水量Q總=450 m3/d，日常污水處理能力為Q=40 m3/h。

1.2 污水處理工藝流程(見圖1)

日常產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活污水經(jīng)過各處排水支管路自然匯入污水處理站的沉泥池(8.5 m×1.5 m×4.5 m，第1級沉淀)→污水自然流入→污泥井(3.5 m×2 m×4.8 m，第2級沉淀)→第1級提升泵→沉淀除油池(15.8 m×9 m×3.5 m，第3級沉淀，池內(nèi)配有浮油吸收機及焦炭隔油過濾層)→污水自然流入→集水池(6.5 m×4.5 m×3.5 m，第4級沉淀)→第2級提升泵→污水處理氣浮設(shè)備(主要包括氣浮機、加藥裝置、溶氣裝置、刮渣機、管路系統(tǒng))→符合排放指標(biāo)的污水流入市政指定專用排水口→不符合排放指標(biāo)的污水及雜質(zhì)流入污泥干化池(8 m×8 m×1 m)→進(jìn)一步沉淀滲濾→污水自然流回→第1級沉淀的沉泥池→再次進(jìn)行循環(huán)處理，直至達(dá)到合格排放。

圖1 污水處理工藝流程示意圖

2 存在的問題

2.1 沉泥池積沉雜物使用中不便清理

由于污水不間斷地產(chǎn)生并流入沉泥池中，造成沉泥池內(nèi)的沉淀污泥不易及時徹底清理。

2.2 提升水泵參數(shù)設(shè)置不合理

從設(shè)備處理污水能力的原始設(shè)計參數(shù)(Q=40 m3/h)可以看出，第1級污水提升泵流量100 m3/h和第2級提升泵流量50 m3/h明顯與設(shè)計參數(shù)不相符。

2.3 浮油吸收設(shè)備設(shè)施吸油率不良

設(shè)置在沉淀隔油池內(nèi)的原浮油吸收機浮在污水表面，吸油效果差，處理效率低，不能根據(jù)水中油量調(diào)整運行速度，油含水率高，不便于廢油回收利用及日常檢修。

2.4 加藥裝置不合理

氣浮機配套使用的加藥箱采用人工攪拌藥物及根據(jù)自身經(jīng)驗投藥，由人工控制藥水用量及時間長短，造成加藥不均勻，進(jìn)藥不能達(dá)到合理均衡狀態(tài)。

2.5 溶氣設(shè)備效果不佳

氣浮機配套使用的溶氣設(shè)備為立式罐體(Ф0.8 m×3)，溶氣水效果差，造成氣浮效果不均勻，需經(jīng)常調(diào)試；內(nèi)部設(shè)置的隔離板孔需定期清理。

2.6 操作控制不便

從第1級沉淀的沉泥池到市政指定專用排水口距離近幾十米，控制柜設(shè)置在氣浮機旁邊，職工需逐個手動開啟或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備電控按鈕，再到各處檢查設(shè)備運行情況，給操作控制帶來不便。

3 改進(jìn)措施

針對存在的問題，結(jié)合生產(chǎn)實際和現(xiàn)場狀況予以改進(jìn)，解決以往存在的缺陷，達(dá)到污水處理設(shè)備良好運行。

3.1 設(shè)置控制閘板

沉泥池內(nèi)沿著水流方向，即從污水進(jìn)口到污水出口，中間增設(shè)一堵隔墻，將池內(nèi)的污水一分為二，并在隔墻處兩端分別安裝2塊控制閘板，共四塊控制閘板，日常全部開啟狀態(tài)。需要清理污泥時，先將一側(cè)的2塊控制閘板關(guān)閉，形成一個獨立的封閉空間，先清理此處的污泥，污水從另一側(cè)流動。反之，清理另一側(cè)的污泥。

3.2 合理配置提升水泵

參照污水氣浮機處理水量(Q=40 m3/h)的基本參數(shù)，選用2臺WQ40-16-3的提升泵(自重25 kg，2臺提升泵為一用一備)，當(dāng)一臺泵出現(xiàn)故障時自動切換另一臺泵，使得工況參數(shù)相匹配，并在地面上制作了槽鋼支架，配有移動的小型電浮球直接懸掛在其上，方便職工起吊設(shè)備。在污水泵的四周增設(shè)了格柵網(wǎng)，攔截污水中較大的懸浮物，達(dá)到保護(hù)水泵及后續(xù)相關(guān)排水管路不被輕易堵塞的目的。第2級氣浮提升泵同樣選用2臺WQ40-16-3的提升泵(自重25 kg、2臺氣浮提升泵為一用一備)，當(dāng)一臺泵出現(xiàn)故障時自動切換另一臺泵。因污水已經(jīng)經(jīng)過前3級沉淀及過濾，水質(zhì)基本無雜質(zhì)，所以，污泥泵的四周不再安設(shè)格柵網(wǎng)。

3.3 改進(jìn)浮油機

原先污水廢油是經(jīng)漂浮在污水表面的漩渦浮油吸收機回收，現(xiàn)選用立式不銹鋼環(huán)帶除油機，其主要設(shè)備均在地面上，只有不銹鋼環(huán)帶沉入污水中，不斷環(huán)形滾動循環(huán)，利用油水之間不同重力和表面張力等特性將污水中的浮油吸附在不銹鋼的表面，并提升至地面以上，集中回收處理。調(diào)速電機通過定制滑輪帶動運轉(zhuǎn)不銹鋼環(huán)帶，并根據(jù)污水中帶上來的廢油薄厚調(diào)整運轉(zhuǎn)速度。此外，污水通過焦炭的方式原為平流直通式，即污水與焦炭接觸的行程為1 m(焦炭層的寬度)，兩者接觸的時間較短，不能較好地達(dá)到所需效果。通過現(xiàn)場測算及實地測量，采取了增設(shè)隔墻的辦法，使污水從焦炭的底部進(jìn)入再從焦炭頂部流出后進(jìn)入集水池，污水與焦炭接觸的行程達(dá)到2.5 m(焦炭層的高度)，提高了焦炭利用率及廢油的吸收率。

3.4 自動投入配藥

加藥設(shè)備采用上、下兩級儲藥箱，儲藥箱內(nèi)襯玻璃鋼，上面的儲藥箱經(jīng)機械電動攪拌使藥物與水充分融合后通過手動閥門控制流進(jìn)下面的儲藥箱，經(jīng)由可根據(jù)污水水質(zhì)計量控制的計量泵自動打入氣浮機中。同時，上面的儲藥箱可繼續(xù)配藥，作為備用藥液，有效地保證了提供或補充藥液的用量。為了方便職工掌握投藥量，將藥箱容積定做為0.6 m3(1 m×1 m×0.6 m)，此容積的水量正好可以配比一定標(biāo)準(zhǔn)的藥量。當(dāng)下面的儲藥箱液位降到低位時，如果沒有及時補充藥，設(shè)備就會發(fā)出報警聲音，提醒操作人員投藥。若未及時放入藥液，計量泵繼續(xù)運行，液位降到設(shè)置的最低位時，計量泵就會自動停止運行。等儲藥箱藥液補充至高液位時，計量泵自動恢復(fù)運行。

3.5 溶氣設(shè)備的改進(jìn)

溶氣設(shè)備效果的好壞直接關(guān)系到污水處理的效果。利用氣液混合泵和YX-125自動氣液分離罐代替空氣壓縮機、加壓泵、射流器、高壓溶氣罐等設(shè)備及配屬復(fù)雜裝置，除具有設(shè)備小型化、特殊吸氣功能的特點外，溶氣系統(tǒng)只需初期簡單調(diào)試一次，設(shè)備使用期間無需再作調(diào)試，且運行工況穩(wěn)定，避免了原先設(shè)備需要經(jīng)常調(diào)試及檢修的弊端。

3.6 設(shè)備操作方式

結(jié)合現(xiàn)場實際，確定了設(shè)置2處控制操作。一處在氣浮機旁邊設(shè)置電器控制柜，配置手動和電動2種操作方式，采用PLC程序控制，設(shè)有遠(yuǎn)傳接口與電腦連接；另一處采用遠(yuǎn)端電腦控制，同樣配置手動和電動2種操作方式。在電腦屏幕上能隨時查看各處設(shè)備實際運行的工況，實時顯示污水液位高低，而且能隨時查看各處設(shè)備是處于手動還是自動運行，及時起動或停止設(shè)備運行的狀態(tài)，達(dá)到實時監(jiān)控設(shè)備運行狀況和污水處理情況的目的，極大地方便了職工日常操作。

3.6.1 手動控制操作

手動控制操作是指控制柜受電后，打開總電源開關(guān)，把控制柜上的總控制選擇按鈕打到手動控制位置，然后將各處設(shè)備控制按鈕逐一打到手動位置，按照污水的流程逐一手動按鈕啟停設(shè)備，便于單獨啟停設(shè)備或調(diào)試設(shè)備。

當(dāng)污水水位降到設(shè)定的低液位時，泵無法手動運行，直到污水水位達(dá)到正常范圍內(nèi)，才可操作。如需要，可拆除連鎖控制線路，人為隨時手動操作設(shè)備。

3.6.2 自動控制操作

自動控制操作是指控制柜受電后，當(dāng)班人員先將各處設(shè)備控制按鈕逐一打到自動位置，再將總控制按鈕打到自動控制位置，設(shè)備按照設(shè)定的程序運作。

1) 當(dāng)?shù)?級沉淀的污泥井中積存的污水水位達(dá)到設(shè)定的高液位時，第1級提升污泥泵開始自動投入運行；當(dāng)水位降到設(shè)定的低液位時，該泵自動停止運行。下次污水提升泵開始運行，要等到積存的污水水位再次達(dá)到設(shè)定的高液位時。由此循環(huán)不斷運行。

如果水位超過設(shè)定的高液位而水泵未開始工作或水位降到低液位而該泵沒有停止運行，就會有報警聲音，提醒職工及時對設(shè)備工況進(jìn)行檢查處理。

第2級提升泵動作工作原理及方式與第1級污水提升泵相同。

2) 污水提升泵運行后，緊接著不銹鋼環(huán)帶除油機啟動運行。污泥泵運行停止后，不銹鋼環(huán)帶除油機隨后停止運行。除油機產(chǎn)生的廢油通過一根短管流入回收廢油池中，以便集中處理。也可根據(jù)實踐經(jīng)驗和水質(zhì)狀況，手動操作，啟停該設(shè)備。

3) 加藥裝置的PAC(聚合氯化鋁)、PAM(聚丙烯酰胺)加藥計量泵與第2級提升泵同步投入運行，當(dāng)?shù)?級提升泵任何一臺開始運行時，加藥計量泵都能自動運行，通過管路開始向氣浮機的進(jìn)水口加藥。當(dāng)?shù)?級提升泵停止運行時，加藥計量泵也停止工作。

4) 當(dāng)?shù)?級提升泵任何一臺開始運行時，氣液混合泵同時自動運行，通過管路及閥門開始向氣浮機內(nèi)輸送溶氣水。當(dāng)?shù)?級提升泵停止運行時，因污水處理工藝的需要，再運行120 s后氣液混合泵停止運行。

總體來看，設(shè)備整體自動或停止運行是根據(jù)污泥井和集水井中生產(chǎn)需要預(yù)先設(shè)定好的污水液位高低并通過浮球液位控制器傳輸信號來實現(xiàn)的，現(xiàn)場處理污水水量是一致的。因此，自動控制部分又是一個整體。

4 監(jiān)測污水水質(zhì)各項指標(biāo)

污水處理設(shè)施改進(jìn)后的運行初期，連續(xù)3 d定時污水監(jiān)測分析生產(chǎn)、生活污水入口污染物如下：SS質(zhì)量濃度為508、515、497 mg/L、pH值為7.29、7.25、7.22，石油類質(zhì)量濃度52.0、51.2、50.3 mg/L，COD值1 560、1 220、1 190 mg/L；污水外排口分析如下：SS質(zhì)量濃度為20、15、13 mg/L、pH值7.26、7.23、7.18，石油類質(zhì)量濃度1.2、2.1、2.3 mg/L，COD值72.4、65.2、57.1 mg/L。經(jīng)過污水外排口的污染物濃度均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 9878-1996要求，并達(dá)標(biāo)排放[4]。結(jié)果見第109頁表1。

監(jiān)測期間，生產(chǎn)、生活污水經(jīng)過改進(jìn)處理系統(tǒng)后對SS、石油類、COD的去除率分別為96.84%、95.10%、96.33%。

5 改進(jìn)效果

1) 污水處理設(shè)備改造后，工藝簡單實用，現(xiàn)場運行效果得到了專業(yè)部門和專項檢查組的認(rèn)可和肯定。

2) 近端電器控制柜直接操作，遠(yuǎn)端電腦控制操作，并能夠通過電腦屏幕實時監(jiān)控設(shè)備狀況，二者均設(shè)有手動、自動2種操作方式。自動化程度的提高，增強了操作人員對設(shè)備的可操作性，減輕了勞動強度，有效地保證了設(shè)備的可靠安全使用。

3) 沉泥池內(nèi)污水被一分為二，結(jié)構(gòu)設(shè)置簡單，清理污泥與污水排放互不影響。

4) 第1級和第2級提升泵配置參數(shù)合理，使得整套設(shè)備工況一致。選用型號相同的提升泵，方便了配件的互換，減少了維修成本。

表1 污水檢測結(jié)果一覽表 mg/L(pH除外)

5) 立式不銹鋼環(huán)帶除油機設(shè)備特點是，低耗電，使用中不需要任何耗材，吸油性強，能夠有效地去除水中各種浮油，并能依據(jù)廢油薄厚自動調(diào)整運行轉(zhuǎn)數(shù)，達(dá)到最佳除油的效果。并且，污水與焦炭接觸延長了1.5 m的行程，進(jìn)一步增強了焦炭對污水中剩余廢油脂的吸附，更好地阻擋了污水中的懸浮物，使進(jìn)入集水池內(nèi)的污水基本上無雜物及廢油脂，為下一步氣浮設(shè)備處理污水提供了良好的先期條件。

6) 攪拌加藥系統(tǒng)簡便合理，定量配藥，機械攪拌藥液充分溶解，計量自動投用藥劑，可節(jié)省藥劑用量20%～30%，有效地降低了運行成本，節(jié)約能源，提高了污水處理效果。

7) 溶氣設(shè)備快速高效，溶氣水?dāng)U散效果達(dá)90%以上，滿足了污水處理需求。

6 結(jié)束語

環(huán)境保護(hù)被人們越來越重視的今天，污水達(dá)標(biāo)排放成為環(huán)保項目的重要內(nèi)容之一。水質(zhì)污染不僅影響到工業(yè)生產(chǎn)、空氣質(zhì)量、產(chǎn)品安全，而且影響到人們的日常生活質(zhì)量。而污水處理設(shè)備正常運行是污水合格排放的基本保證和必要條件。因此，不斷改進(jìn)工藝，采用先進(jìn)技術(shù)，合理配置高效設(shè)備，對污水處理具有現(xiàn)實意義。

[1] 張臣.污水處理廠改擴(kuò)建設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 張翼飛.污水處理設(shè)備自動化運行設(shè)計與應(yīng)用[D].天津：天津大學(xué)，2011.

[3] 顧夏聲.水處理廠工程[D].北京：清華大學(xué)，2010.

[4] 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：GB 8978-1996[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.

Improvement on water quality monitoring emissions standards in sewage treatment process

XIE Jianglan

(Shanxi Monitoring and Appraisal Center of Small and Medium Enterprises, Taiyuan Shanxi 030045, China)

In view of the practical defects existing in the actual use of sewage treatment equipment in manufacturing enterprises, such as aging equipment, unreasonal parameters configuration, non-automation operation, and non-recycling of treated water, this paper puts forward technical improvement on rational allocation of equipment, perfect technological process, automatic control, remote computer operation, real time monitoring of working state and so on to realize simple operation, stable working condition, automatic operation, computer real-time monitoring, and economical and practical effect of equipment operation, effectively guarantee the qualified discharge of indicators in wastewater, and meet the needs of production enterprises.

sewage equipment; process improvement; automatic control; discharge standards

2016-08-20

解江嵐，女，1970年出生，2017年畢業(yè)于中北大學(xué)，本科，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)分析、水泥產(chǎn)品質(zhì)量檢驗工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.36

X703；X832

A

1004-7050(2017)01-0106-05