周章華，王增偉，何 晴

（上海友聯(lián)竹園第一污水處理投資發(fā)展有限公司，上海 200137）

1 基本情況

上海市竹園第一污水處理廠（以下簡(jiǎn)稱竹園一廠）提標(biāo)改造后執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，處理規(guī)模為110萬(wàn)m3/d，主體工藝為“AAO+沉淀池+反硝化深床濾池+消毒池”。

反硝化深床濾池采用Leopold elimi-NITE?深床濾池[1]，系統(tǒng)由2座，每座32格濾池組成。每座濾池配套兩套反沖洗系統(tǒng)，單座濾池采用雙排對(duì)稱布置。單格池寬4.50 m，池長(zhǎng)24.40 m，濾料厚度為1 830 mm（不含承托層），濾料有效粒徑為1.7～3.35 mm，平均濾速為6.52 m/h，峰值濾速為9.78 m/ h。濾池配有卓越的反沖洗配水配氣系統(tǒng)[2]，反沖洗周期為24～48 h，反沖洗過(guò)程為：氣洗2 min——?dú)馑?lián)合沖洗12 min——水漂洗5 min。反沖洗氣洗強(qiáng)度為90 m3/（m2h），反沖洗水洗強(qiáng)度為15 m3/（m2h）。反硝化深床濾池需要定時(shí)進(jìn)行氮?dú)忉尫牛尫胖芷跒?～4 h，每次大約2 min。工藝流程如圖 1所示。

圖1 反硝化深床濾池工藝流程

2 遇到的問(wèn)題及原因

2.1 遇到的問(wèn)題

由于竹園一廠是合流制城鎮(zhèn)生活污水處理廠，水量波動(dòng)波動(dòng)頻繁，易發(fā)生短時(shí)沖擊。汛期頻繁大水量沖擊或冬季污泥性質(zhì)較差時(shí)發(fā)生沖擊，會(huì)造成沉淀池泥層不穩(wěn)，從而導(dǎo)致進(jìn)入反硝化深床濾池的SS較高，引起系統(tǒng)癱瘓，需要加入大量人工干預(yù)，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，保障出水暢通。

2.2 原因分析

通過(guò)分析研究，造成該問(wèn)題的主要原因是反硝化濾池的控制邏輯沒(méi)有預(yù)留足夠的處理空間，按照較為理想的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其控制邏輯如圖2。

如圖2所示，反硝化濾池通過(guò)調(diào)節(jié)出水閥門的開(kāi)度來(lái)維持液位在恒定值，液位大于設(shè)定值時(shí)，開(kāi)出水閥，增加濾池過(guò)流量，降低液位；液位小于設(shè)定值時(shí)，關(guān)出水閥，減少濾池過(guò)流量，抬高液位。反沖洗為固定周期自動(dòng)運(yùn)行，在未到反沖洗周期時(shí)，出水閥開(kāi)度達(dá)到100%時(shí)，液位如果還是大于設(shè)定值，則自動(dòng)進(jìn)行氮?dú)忉尫拧?/p>

圖2 濾池恒液位控制邏輯圖

在這種控制邏輯下，如果遇到系統(tǒng)沖擊會(huì)遇到以下問(wèn)題：

（1）反應(yīng)時(shí)間較短。根據(jù)該控制邏輯，當(dāng)系統(tǒng)最終無(wú)法保持恒液位時(shí)，此時(shí)閥門開(kāi)度已達(dá)100%。此時(shí)發(fā)出報(bào)警，要求加入人工干預(yù)。但從該報(bào)警信號(hào)發(fā)出到對(duì)應(yīng)設(shè)施停止運(yùn)行僅有10 min，留給操作工人的響應(yīng)時(shí)間太短，容易造成無(wú)法及時(shí)處理導(dǎo)致設(shè)施停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）根據(jù)該自控邏輯，在達(dá)到反沖洗周期前，若濾池發(fā)生液位高的情況，都只能進(jìn)行氮?dú)忉尫?，但是氮?dú)忉尫判ЧЧ](méi)有反沖洗效果顯著，并且遇到單組濾池連續(xù)釋放氮?dú)獾那闆r，系統(tǒng)也不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為反沖洗或提醒人工干預(yù)進(jìn)行反沖洗，從而對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行造成不利影響。

3 采取的措施

通過(guò)分析，控制系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)出水閥開(kāi)度來(lái)維持濾池液位的，一旦液位達(dá)到報(bào)警值，而此時(shí)出水閥開(kāi)度已經(jīng)達(dá)到100%，無(wú)法繼續(xù)開(kāi)啟，則發(fā)出報(bào)警，并開(kāi)始進(jìn)行氮?dú)忉尫牛蛉斯じ深A(yù)進(jìn)行反沖洗。因此考慮使用閥門開(kāi)度作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的觸發(fā)器來(lái)進(jìn)行邏輯控制，優(yōu)化后的控制邏輯圖3。

圖3 濾池恒液位控制優(yōu)化邏輯圖

如圖3所示，反硝化濾池正常運(yùn)行時(shí)仍然是通過(guò)調(diào)節(jié)出水閥開(kāi)度來(lái)維持液位在恒定值，液位大于設(shè)定值時(shí)，開(kāi)出水閥，增加濾池過(guò)流量，降低液位；液位小于設(shè)定值時(shí)，關(guān)出水閥，減少濾池過(guò)流量，抬高液位。

但是針對(duì)氮?dú)忉尫藕头礇_洗，引入來(lái)新的觸發(fā)條件——閥門開(kāi)度。在運(yùn)行過(guò)程中，如果閥門開(kāi)度達(dá)到預(yù)設(shè)值，則立即進(jìn)行氮?dú)忉尫呕蛘叻礇_洗。廢水池液位高則進(jìn)行氮?dú)忉尫?，廢水池液位低則進(jìn)行反沖洗。

通過(guò)改變?yōu)V池控制邏輯，目前運(yùn)行后存在以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）提高了自控效能，釋放人力。由于采用的是恒液位運(yùn)行模式，隨著濾料的逐步堵塞，閥門開(kāi)度勢(shì)必不斷增大，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，則立即反沖洗或氮?dú)忉尫牛皇堑却y門開(kāi)到100%后液位無(wú)法維持恒定值時(shí)才進(jìn)行氮?dú)忉尫呕蚍礇_洗，系統(tǒng)可以持續(xù)保持高效運(yùn)行，不再需要人工干預(yù)。

（2）大大增加系統(tǒng)受沖擊能力。對(duì)于需要進(jìn)行氮?dú)忉尫呕蛘叻礇_洗的濾池，新的控制邏輯中，優(yōu)先選擇反沖洗。只有當(dāng)廢水池液位高，無(wú)法進(jìn)行反沖洗時(shí)才選擇氮?dú)忉尫?。在可控范圍?nèi)，盡量選擇效果更好的反沖洗來(lái)處理，保持濾池處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，大大增加了濾池的運(yùn)行效能和安全性能。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)竹園一廠的反硝化濾池運(yùn)行情況總結(jié)分析，找出了反硝化濾池運(yùn)行控制邏輯存在的問(wèn)題，并找出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，提高自控模式的安全可靠性，減少人力投入，保持濾池處在良好的運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)系統(tǒng)受沖擊能力，大大增加了濾池的運(yùn)行效能和安全性能。