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        典型MUNITANK污水處理工藝的控制邏輯簡析

        2018-11-09 07:06:24高彥生
        城市道橋與防洪 2018年10期
        關(guān)鍵詞:工藝故障系統(tǒng)

        高彥生,王 堅(jiān)

        (1.中原環(huán)保股份有限公司,河南 鄭州 450006;2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司,上海市 200092)

        0 引言

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,大量的污水被排放到人們賴以生存的環(huán)境中。為了避免給城市造成污染,各地都在積極建設(shè)污水處理廠,以實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。在這個(gè)過程中,先進(jìn)的污水自動(dòng)化處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要。

        1 MUNITANK工藝簡介

        MUNITANK工藝經(jīng)UNITANK改良而成,最早UNITANK工藝是由比利時(shí)史格斯清水公司開發(fā)的,采用連續(xù)進(jìn)水(AAO工藝)、周期交替出水(SBR工藝)相結(jié)合的運(yùn)行方式?;具\(yùn)行周期包括兩個(gè)對稱的運(yùn)行階段,即左側(cè)進(jìn)水右側(cè)出水和右側(cè)進(jìn)水左側(cè)出水兩個(gè)主周期。圖1為早期UNITANK系統(tǒng)示意圖。

        隨著對TN、TP處理要求的提高,其除磷脫氮的效果比不上傳統(tǒng)的AAO工藝。為了提高除磷脫氮的能力,UNITANK系統(tǒng)也進(jìn)行了升級換代。改良后的UNITANK系統(tǒng)(改良型交替式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)池,簡稱MUNITANK)的運(yùn)行過程如下:污水進(jìn)入左側(cè)的池子中進(jìn)行曝氣,經(jīng)過曝氣再生后,污泥恢復(fù)活性;水流入下一個(gè)反應(yīng)池,通過厭氧、缺氧、好氧過程的交替達(dá)到了對有機(jī)物、氮、磷的進(jìn)一步降解,再經(jīng)推流進(jìn)入右側(cè)沉淀池,由出水溢流堰溢出,剩余污泥由污泥管排出。一段時(shí)間后,經(jīng)過左右邊池的交替,開始了第二階段的運(yùn)行,邊池的曝氣/沉淀過程交換。這樣周而復(fù)始,周期運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了污水的凈化以及高效的脫氮除磷。

        簡單地說,SBR工藝是周期進(jìn)水,水在同一組池子中,按時(shí)序完成厭氧、缺氧、好氧的凈化流程后進(jìn)入深度處理。AAO工藝是連續(xù)進(jìn)水,水流不斷往前推進(jìn),經(jīng)厭氧段、缺氧段、好氧段曝氣沉淀后進(jìn)入深度處理。MUNITANK工藝則是結(jié)合了兩者的特點(diǎn),厭缺氧段連續(xù)進(jìn)水(AAO工藝),出水段周期交替出水(SBR工藝)。

        圖1 早期UNITANK系統(tǒng)示意圖

        2 一種典型的MUNITANK反應(yīng)池簡介

        典型的MUNITANK反應(yīng)池分為4格(見圖2)。污水通過反應(yīng)池厭缺氧段上方進(jìn)水堰門進(jìn)入反應(yīng)池,首先流經(jīng)厭缺氧段,再經(jīng)混合液回流泵提升至好氧段,最后流入左右兩格曝氣沉淀池。左右兩格曝氣沉淀池,參考SBR工藝,交替運(yùn)行,當(dāng)一組池曝氣靜沉?xí)r,另一組池排水。

        厭缺氧段的主要工藝設(shè)備有:進(jìn)水堰門、攪拌器、混合液回流泵。

        圖2 一種典型的MUNITANK反應(yīng)池示意圖

        曝氣沉淀池主要工藝設(shè)備有:出水空氣堰、曝氣管蝶閥、回流污泥閘門、剩余污泥泵。

        厭缺氧段由于連續(xù)進(jìn)水,工藝設(shè)備運(yùn)行均考慮連續(xù)運(yùn)行。

        曝氣沉淀池設(shè)備主要分為2個(gè)周期:第一周期,1#池曝氣靜沉、2#池排水;第二周期,1#池排水、2#池曝氣靜沉。其中每個(gè)周期又可以細(xì)分為曝氣、靜沉 2個(gè)子周期。

        3 MUNITANK反應(yīng)池正常時(shí)序運(yùn)行

        (1)第1.1周期(1#池曝氣、2#池排水)

        打開1#池曝氣管蝶閥(曝氣)→保持1#池回流污泥閘門打開(污泥回流)→保持1#出水空氣堰關(guān)閉(不排水)→1#剩余污泥泵停止→保持2#池曝氣管蝶閥關(guān)閉→保持2#回流污泥閘門關(guān)閉→保持2#出水空氣堰開啟(排水)→2#剩余污泥泵間歇啟動(dòng)。

        (2)第1.2周期(1#池靜沉、2#池排水)

        關(guān)閉1#池曝氣管蝶閥(靜沉)→關(guān)閉1#池回流污泥閘門(不回流)→保持1#出水空氣堰關(guān)閉(不排水)→1#剩余污泥泵停止→保持2#池曝氣管蝶閥關(guān)閉→打開2#回流污泥閘門(污泥回流)→保持2#出水空氣堰開啟(排水)→2#剩余污泥泵停止。

        (3)第2.1周期(2#池曝氣、1#池排水)

        打開2#池曝氣管蝶閥(曝氣)→保持2#池回流污泥閘門打開(污泥回流)→保持2#出水空氣堰關(guān)閉(不排水)→2#剩余污泥泵停止→保持1#池曝氣管蝶閥關(guān)閉→保持1#回流污泥閘門關(guān)閉→保持1#出水空氣堰開啟(排水)→1#剩余污泥泵間歇啟動(dòng)。

        (4)第2.2周期(2#池靜沉、1#池排水)

        關(guān)閉2#池曝氣管蝶閥(靜沉)→關(guān)閉2#池回流污泥閘門(不回流)→保持2#出水空氣堰關(guān)閉(不排水)→2#剩余污泥泵停止→保持1#池曝氣管蝶閥關(guān)閉→打開1#回流污泥閘門(污泥回流)→保持1#出水空氣堰開啟(排水)→1#剩余污泥泵停止。

        表1為運(yùn)行時(shí)序表。

        表1 運(yùn)行時(shí)序表

        4 MUNITANK反應(yīng)池工藝設(shè)備互鎖邏輯

        (1)對應(yīng)曝氣沉淀池曝氣階段(曝氣管蝶閥開啟)、出水空氣堰不得出水(目的防止SS濃度超標(biāo)排放)。

        (2)對應(yīng)曝氣沉淀池曝氣階段(曝氣管蝶閥開啟)、回流污泥閘門開啟狀態(tài)(目的保持厭缺氧池活性污泥濃度)。

        (3)一組邊池正式進(jìn)入排水階段前,另一組邊池不得停出水(目的保持單套系統(tǒng)出水連續(xù))。

        5 故障應(yīng)急預(yù)案

        5.1 厭缺氧池進(jìn)水堰門故障

        該堰門一般為保持常開或常閉狀態(tài),故障后一級報(bào)警,人工切換至現(xiàn)場手動(dòng)控制,手動(dòng)操作至需要的狀態(tài)即可,故障忽略,MUNITANK繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

        5.2 厭缺氧池?cái)嚢杵鞴收?/h3>

        單組MUNITANK池缺氧池?cái)嚢杵?臺(tái)、厭氧池?cái)嚢杵?臺(tái)。

        當(dāng)厭缺氧池2臺(tái)以內(nèi)(含2臺(tái))攪拌器故障停止運(yùn)行時(shí),一級故障報(bào)警,MUNITANK池繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

        當(dāng)厭缺氧池3臺(tái)及4臺(tái)攪拌器故障停止運(yùn)行時(shí),二級故障報(bào)警,MUNITANK池當(dāng)前時(shí)序進(jìn)行,下一周期禁止進(jìn)入,且系統(tǒng)提醒是否關(guān)閉進(jìn)水堰門、是否進(jìn)入下一周期運(yùn)行(3臺(tái)及4臺(tái)攪拌器故障時(shí),人工緊急處理設(shè)備故障)。

        5.3 厭缺氧池混合液回流泵故障

        單組MUNITANK池設(shè)3臺(tái)水平軸流泵,2用1備。

        當(dāng)1臺(tái)泵故障時(shí),一級報(bào)警,切換至備用設(shè)備運(yùn)行。

        當(dāng)2臺(tái)泵故障時(shí),二級報(bào)警,MUNITANK池當(dāng)前時(shí)序進(jìn)行,下一周期禁止進(jìn)入,且系統(tǒng)提醒是否關(guān)閉進(jìn)水堰門、是否進(jìn)入下一周期運(yùn)行(人工緊急處理設(shè)備故障)。

        當(dāng)3臺(tái)泵故障時(shí),三級報(bào)警,需暫停該組MUNITANK池的進(jìn)水,關(guān)閉進(jìn)水堰門,其余設(shè)備按自動(dòng)程序繼續(xù)運(yùn)行,視故障排除時(shí)間決定是否停止自動(dòng)運(yùn)行程序,建議4 h以上設(shè)備故障無法排除,即停止自動(dòng)運(yùn)行程序,停運(yùn)該組生反池(設(shè)備故障排除后恢復(fù)運(yùn)行)。

        因設(shè)備故障停運(yùn)生反池時(shí),注意提醒關(guān)閉或調(diào)小風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率。

        5.4 曝氣沉淀池曝氣蝶閥故障

        (1)當(dāng)開啟故障時(shí),一級報(bào)警,故障忽略,系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。及時(shí)去現(xiàn)場排查原因。

        (2)當(dāng)關(guān)閉故障時(shí),二級報(bào)警。及時(shí)去現(xiàn)場排查原因。

        如因信號傳輸故障,現(xiàn)場故障排除,繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

        如電動(dòng)頭執(zhí)行故障,該閥門手動(dòng)操作至關(guān)到位(不停產(chǎn)),系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行,閥門手動(dòng)操作,直至故障排除。

        如閥門抱死,無法手動(dòng)關(guān)閉,故障30 min后系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水堰門,系統(tǒng)其他設(shè)備保持當(dāng)前狀態(tài),系統(tǒng)切換至手動(dòng)控制狀態(tài),該組生反池手動(dòng)間歇進(jìn)水運(yùn)行(只運(yùn)行另一組邊池)。

        兩個(gè)曝氣支管蝶閥均關(guān)閉時(shí),調(diào)小風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率。

        5.5 曝氣沉淀池出水空氣堰

        出水空氣堰為MUNITANK反應(yīng)池關(guān)鍵設(shè)備,通過調(diào)節(jié)空氣壓力,從而達(dá)到出水口排水、憋氣的目的。出水空氣堰控制設(shè)備由加補(bǔ)氣電磁閥(電磁閥常閉)、排氣電動(dòng)閥、1套壓力變送器組成。根據(jù)運(yùn)行時(shí)序,結(jié)合壓力信號,上位機(jī)對電磁閥、排氣電動(dòng)閥啟閉控制?,F(xiàn)場分別設(shè)有手動(dòng)球閥作為電磁閥、排氣電動(dòng)閥的備用操作。

        當(dāng)電磁閥、排氣電動(dòng)閥設(shè)備開啟故障時(shí),手動(dòng)操作手動(dòng)球閥。直至故障排除。

        當(dāng)電磁閥關(guān)閉,排氣電動(dòng)閥設(shè)備關(guān)閉故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水堰門,系統(tǒng)其他設(shè)備保持當(dāng)前狀態(tài),系統(tǒng)切換至手動(dòng)控制狀態(tài),該組生反池手動(dòng)間歇進(jìn)水運(yùn)行(只運(yùn)行另一組邊池)。

        兩個(gè)曝氣支管蝶閥均關(guān)閉時(shí),調(diào)小風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率。

        5.6 曝氣沉淀池回流污泥閘門

        (1)當(dāng)開啟故障時(shí),二級報(bào)警。及時(shí)去現(xiàn)場排查原因。

        (2)當(dāng)關(guān)閉故障時(shí),二級報(bào)警。及時(shí)去現(xiàn)場排查原因。

        如因信號傳輸故障,現(xiàn)場故障排除,繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

        如電動(dòng)頭執(zhí)行故障,如下兩個(gè)模式可選:模式一,故障忽略,該閘門手動(dòng)操作至關(guān)到位(不停產(chǎn)),系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行,閘門手動(dòng)操作,直至故障排除;模式二,閘門抱死,無法手動(dòng)操作,閘門保持開狀態(tài),故障忽略,系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行,直至故障排除。關(guān)注出水SS濃度。

        5.7 剩余污泥泵

        設(shè)備故障時(shí),一級報(bào)警,故障忽略,系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。及時(shí)去現(xiàn)場排查原因,必要時(shí)更換庫備泵。

        5.8 儀表設(shè)置

        在厭缺氧池設(shè)置ORP測量儀,在好氧池、曝氣沉淀池設(shè)置DO、MLSS測量儀。在運(yùn)行階段,儀表讀數(shù)僅作提示,當(dāng)儀表讀數(shù)超標(biāo)時(shí),一級報(bào)警,操作人員及時(shí)去現(xiàn)場排查原因,但系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

        6 結(jié)語

        UNITANK工藝適用于各種規(guī)模的污水處理廠,其控制系統(tǒng)為全自動(dòng)化模式,采用適用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性為基本原則,充分考慮處理規(guī)模、工藝特點(diǎn)等綜合因素,對污水處理過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制,保證出水水質(zhì)、安全生產(chǎn)、降低運(yùn)行成本,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率和效益,讓生產(chǎn)管理更加精細(xì)和科學(xué),與其他信息化、智能化系統(tǒng)配合,可以最終實(shí)現(xiàn)智慧工廠,其發(fā)展前景非常廣闊。

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