閥門在污水處理廠應用

                         閥門在污水處理廠應用

                      上海申弘閥門有限公司


摘要:在分析某污水處理廠原有工藝設計參數(shù)和實際運行情況的基礎上,通過升級改造,將原有一級B標出水改造為一級A標出水,系統(tǒng)能耗卻下降了80kwh/千噸水,詳細介紹了改造的技術方案、內(nèi)容和效果,可為當前SBR工藝污水處理廠升級改造提供參考。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。

關鍵詞:污水處理廠,升級改造,脫氮除磷,轉(zhuǎn)盤過濾器

1、工程概況
某污水處理廠為滿足?城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準?（GB18918-2002）的一級A 標，對已建成的5 萬m3/d 的一級B 標出水的二級污水處理廠進行脫氮除磷升級改造工程。
1．1、工藝流程
污水處理廠設計運行現(xiàn)狀：5 萬m3/d 的污水處理廠分兩期建設，一期工程建設規(guī)模2 萬m3/d，采用厭氧水解+SBR 工藝；二期工程建設規(guī)模3 萬m3/d，采用厭氧水解+P-SBR 工藝。二期工藝流程分別見圖1、圖2：
一期工程工藝流程：




二期工程工藝流程：




1．2、目前，污水處理廠出水可以達到一級B 標，根據(jù)一級A 標相關水質(zhì)指標，按污水處理廠目前的運行狀況需要調(diào)整的地方有：
1．2．1、根據(jù)現(xiàn)狀進水水質(zhì)，BOD5/TKN 較低，碳源不足，系統(tǒng)的反硝化能力難以提高，TN 的去除率較低；
1．2．2、按脫氮除磷工程的設計進出水水質(zhì)，一期供氣量偏低；
1．2．3、根據(jù)現(xiàn)狀進水水質(zhì)，PH 值較低，反硝化所需堿度不足；
1．2．4、原二期設計中P-SBR 池缺氧反硝化池容難以滿足脫總氮要求，反硝化液回流存在短路現(xiàn)象。
2、原有工藝流程的升級改造：
根據(jù)以上情況，確定生物段采用強化二級生物脫氮除磷處理工藝，核心是強化生物脫氮。污水深度處理工藝采用微過濾技術，設計采用盤片式微過濾器，過濾精度達到10 微米，從而保證了出水懸浮物處理效果。
一期2 萬噸/天，工藝考慮在CAST 池的反應周期中增設缺氧攪拌段，缺氧攪拌段時長0.5h,采用浮筒式攪拌機，同時為提高N 的去除率，增設碳源投加裝置一套，確保TN 去除所需碳源；為提高硝化反應能力，增設石灰投加裝置一套；把原有10％溶氧率旋混式曝氣頭更換成35％高溶氧率膜片式曝氣頭。同時由于原一期DN300 風管管徑偏小，設計考慮增設兩路DN300 的風管,以減小風管阻力，增大風機使用效率。二期3 萬噸/天，P－-SBR 反應池采用新增4 臺硝化液回泵，缺氧區(qū)增設4 臺浮筒式攪拌機，增設碳源、石灰投加系統(tǒng)各一套，強化硝化、反硝化效果，從而保證達到一級A 生物處理效果。
3、工程實施情況
3．1、一期4 個鋼結構SBR 反應池，池容17371m3,更換曝氣頭采用輪流更換方式，只對其中一個SBR 反應池停水放空，先拆除原有旋混式曝氣頭，再進行鋼結構池體防腐，后更換新的膜片式曝氣頭，一個鋼結構池體施工周期一個月左右，施工期間其余3 個SBR 池繼續(xù)運行，4 個SBR 池體輪流施工作業(yè)，避免了一期2 萬噸/天污水處理廠全部停產(chǎn)，影響整個服務區(qū)域正常排水。
3．2、原有4 個SBR 池運行周期為6 小時，分別由兩臺79.8m3/min 羅茨鼓風機2 路架空DN300 的風管間歇供氣，每個SBR 池曝氣時間3 小時，經(jīng)核算供氣管道管徑偏小，造成風管噪音比較大，設計考慮另增設兩路DN300 的風管,池內(nèi)曝氣主管也分兩路分別與2 路DN300的曝氣主管對接。整個曝氣管路改造完工實際運行后，風管噪音明顯下降，降低了風管阻力，提高了風機使用效率。
3．3、為提高一期CAST 池缺氧脫氮能力，初步設計考慮CAST 池增設進水缺氧攪拌段，缺氧攪拌時間0.5h,采用污水混流泵干式安裝對進水進行水力攪拌,需在鋼結構池體上兩邊各開DN400 孔2 個,修正設計為采用諸暨菲達宏宇的立式環(huán)流攪拌機,每個池內(nèi)放置3 個3KW的立式環(huán)流攪拌機,既節(jié)約了安裝時間,又減少了運行費用,避免了鋼結構池體開孔。同時為保持CAST 池運行周期6h 不變，將沉淀時間由原來1.5h 縮短為1h。
3．4、根據(jù)進出水核算，二期工程P-SBR 池總池容及供氣量均能滿足一級A 標出水，只是缺氧區(qū)容積稍缺，為此在不改變池容的基礎上，將原來厭氧區(qū)改為缺氧區(qū)，即將原來P－SBR 池的A2/O 方式變更為A/O 的運行方式；同時為有效減少P-SBR 池內(nèi)回流“短流"現(xiàn)象，將硝化液回流泵由原來主曝氣區(qū)回流改裝到SBR 區(qū)隔墻回流到缺氧區(qū)，考慮拆改費用，實際施工采用了新增4 臺硝化液回流泵，來自主曝氣區(qū)、SBR 區(qū)硝化液和進水100％～200％混合液回流均進入缺氧段，使得缺氧段污泥濃度較好氧段高出50％，從而增加了處理能力，反硝化速率明顯提高，提高了出水總氮去除率。
3．5、根據(jù)進水水質(zhì)及實際運行情況分析得知：原水B/C 比＝0.367，污水的可生化性較好,但是進水TKN=41.9mg/l, BOD5/TKN=2.92<4,(規(guī)范要求>4)。原水碳源不充足,較難滿足反硝化要求,為此增設碳源投加裝置一套,分別向一、二期生化反應池投加碳源,通過在進水泵房處增設COD 及TKN 在線檢測儀來控制碳源投加量。初步設計碳源采用淀粉，考慮易降解性后改用醋酸鈉，設計用量1.2T/天，但實際運行中需根據(jù)階段性水質(zhì)變化情況調(diào)整用量，一般控制BOD5/TKN>4，一期4 個SBR 池分別于進水曝氣時投加，二期2 座P-SBR 池分別投加于進水缺氧區(qū)，連續(xù)投加。
3．6、由于硝化反應對進水堿度要求比較高，經(jīng)核算總堿度應大于250（以CaCO3 計）換算成PH>7，通過對厭氧水解出水平均分析得知為6.77,為提高系統(tǒng)硝化反應能力,增設石灰投加裝置一套,投加熟石灰用量為1.5T/D,控制出水堿度應不小于50mg/l, 一期進水曝氣階段間歇投加于SBR 池中,二期連續(xù)投加于2 個P-SBR 池的主曝氣硝化反應區(qū)。實際運行中由于二期P-SBR 工藝硝化反應能力比較強,只對一期CAST 池進行了堿度的加藥調(diào)整。
3．7、盤片式微過濾池為本工程三級處理系統(tǒng)核心單元，設計處理能力5 萬噸/天，KZ=1.38,反沖洗水直接排入廠區(qū)污水管，平面尺寸：18.7*6.5,采用德國琥珀公司產(chǎn)品轉(zhuǎn)盤過濾器,設備數(shù)量4 套,設計進水SS 濃度<25mg/l,出水SS<5~10mg/l,濾網(wǎng)孔徑10um,水頭損失<0.15m,運轉(zhuǎn)方式:壓差形成時,間歇運轉(zhuǎn)(水沖1 分鐘,6 次/小時)。
四、試運行效果
本工程2008 年元月開始建設,2008 年8 月30 日完工,2008 年9 月3 日開始進入工程試運行階段，2008 年12 月30 日通過區(qū)環(huán)保局竣工驗收。試運行期間加藥裝置連續(xù)運行了2周左右，二期反硝化液回流泵沒有運行，轉(zhuǎn)盤過濾器11 月份開始運行，其余設備均正常運行。試運行以來進出水水質(zhì)見表1、表2。具體

）循環(huán)灰溶解罐、儲存罐、循環(huán)灰漿液輸送至頂罐

按照下表將選型填寫在后一列，價格可增加一列填寫，不要合并項，后增加一行價格小計。

序號	設備名稱	管道尺寸	數(shù)量	介質(zhì)	用途	投標方選型
1	閘閥（手動）	DN150  PN10	1個	10~40%石灰漿液，0~70℃	循環(huán)灰溶解罐的放空閥門
2	閘閥（手動）	DN150  PN10	1個	10~40%石灰漿液，0~70℃	循環(huán)灰漿儲存的放空閥門
3	閘閥（手動）	DN100  PN10	2個	10~40%石灰漿液，0~70℃	循環(huán)灰漿泵的進口閥門
4	閘閥（手動）	DN65   PN16	2個	10~40%石灰漿液，0~70℃	循環(huán)灰漿泵的出口閥門
5	止回閥（手動）	DN65   PN16	2個	10~40%石灰漿液，0~70℃	循環(huán)灰漿泵的出口閥門	立式安裝
6	閘閥（手動）	DN65   PN16	1個	10~40%石灰漿液，0~70℃	密度計的安裝閥門
7	閘閥（手動）	DN40   PN16	4個	10~40%石灰漿液，0~70℃	密度計的安裝閥門
8	閘閥（手動）	DN65   PN10	1個	10~40%石灰漿液，0~70℃	漿泵進頂罐的管道閥門
9	球閥（手動）	DN25  PN10	4個	廠區(qū)自來水，反沖洗水	漿泵的進、出口管道沖洗
10	止回閥	DN25  PN10	1個	廠區(qū)自來水，反沖洗水	石灰泵的進口管道沖洗	水平安裝
11	閘閥（手動）	DN65  PN10	1個	消化用水，0~50℃自來水	來自制漿供水泵的管道
12	球閥（氣動、調(diào)節(jié)）	DN65  PN10	1個	消化用水，0~50℃自來水	來自制漿供水泵的管道	V型或O型
13	閘閥（手動）	DN25  PN16	1個	除霧用水，0~50℃自來水	來自塔頂供水泵的管道
14	減壓閥	DN25  PN16	1個	自來水	來自塔頂供水泵的管道	6~7公斤減至1.5~2.5公斤
15	球閥（氣動、開關）	DN25  PN10	1個	除霧用水，0~50℃自來水	來自塔頂供水泵的管道	2s快速關閉、常閉，V型或O型
16	針型閥	DN15  PN10	2個	除霧用水，0~50℃自來水	來自塔頂供水泵的管道	銅
17	球閥	DN15  PN10	1個	沖洗、檢修用水	來自廠區(qū)總供水管道	9.5米平臺

試運行至今整個升級改造工程已初見成效，具體體現(xiàn)以下幾個方面：
4．1、一期采用浮筒式攪拌機，從試運行至今，運行狀態(tài)良好，明顯提高了一期系統(tǒng)總的氮效果。一期總氮合格率8 月份為 70％，9 月份為80％，9 月28 日浮筒式攪拌器正式投入運行后，10 月份一期出水總氮指標合格率達到了100％。系統(tǒng)總氮去除率從10 月份的58％提高至11 月份的65％。
4．2、轉(zhuǎn)盤過濾器經(jīng)過設備單機調(diào)試、中控聯(lián)動試運行至今，出水水質(zhì)得到了明顯改善，經(jīng)過化驗室連續(xù)檢測轉(zhuǎn)盤過濾器進出水水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明：轉(zhuǎn)盤過濾器出水SS<4mg/l,達到了化驗室無法檢測出其含量的程度，由于去除了SS，相應降低了其它指標，11 月份轉(zhuǎn)盤過濾器COD 平均去除率達到：32％，總氮去除率達到：11％，總磷去除率達到56％，氨氮去除率達到：17％。
4．3、原一期生化反應池采用旋混式曝氣頭，更換成膜片式曝氣頭后，平均溶解氧上升3mg/l 左右，節(jié)能80kwh/噸水，每年可節(jié)省150 萬元運行電費及維修費用，同時節(jié)約變電所、風機房建設費用近200 萬元。
4．4、由于原有一期兩路DN300 風管管徑偏小，導致整個污水處理廠廠區(qū)噪音很大，新增兩路DN300 的風管，經(jīng)過新增空氣管上電動閥聯(lián)動調(diào)試運行后，風管噪音明顯降低，風管阻力下降，風機效率增加，節(jié)能效果明顯。
5、存在問題及改進措施
由升級改造工程試運行情況來看，主要有以下問題：
5．1、石灰、淀粉加藥裝置比較容易堵塞，原設計石灰、淀粉加藥裝置時已考慮了管道堵塞問題，采用以下多方面措施來控制管道堵塞：
5．1．1、一期、二期共計六個加藥點分別采用6 臺計量泵來計量投加和控制加藥，并設置一臺計量泵作為冷備用泵，避免管道、閥門切換等帶來堵塞問題；
5．1．2、加藥設備設置增設停泵自動反洗程序，即停止加藥時，反沖洗電磁閥自動打開，計量泵延時5min 繼續(xù)用自來水沖洗加藥管道和計量泵，以保證管道內(nèi)不積存石灰、淀粉等藥液，避免管道堵塞；
5．1．3、加藥溶解罐、儲存罐程序確保一定的攪拌強度，以免罐內(nèi)石灰、淀粉等存積，同時加藥罐、儲存罐增設檢修人孔、放空管等，考慮定期清理、檢修。
5．1．4、2 套加藥裝置共有12 根加藥管道，采用拉管施工方法，沿程拐彎處共設置了5 個加藥管道檢修口，在每個檢修口都分別每根管道都增設了放空檢修閥。即使采取了以上措施，在實際加藥裝置運行過程中，還是出現(xiàn)了堵塞問題，主要堵在計量泵入口處Y 形過濾器入口，目前采取以下改進措施，有效改進了加藥堵塞問題
5．1．5、原DN32 吸液管偏小，改用DN50 放空管作為吸液管，并在吸液總管上增設DN50Y 形過濾器；
5．1．6、計量泵入口處DN15 的Y 形過濾器改為DN25，減少吸液管道阻力。
5．1．7、延長反沖洗時間至20min，確保管道內(nèi)沒有積液。通過以上措施，目前石灰加藥系統(tǒng)已能正常運行。
5．1．8、在以上改造的基礎上，工藝運行時考慮盡量利用工藝原水碳源，減少碳源投加量，實際試運行后二期采用沉砂池出水不經(jīng)過水解酸化池直接超越至P-SBR 反應池，通過此運行工藝改進，二期出水總氮達標率可提高20％左右。減少了碳源的投加量。
5．2、由于轉(zhuǎn)盤過濾器用于升級改造工程在國內(nèi)還屬于起步階段，設計運行過程中有些不足之處。
5．2．1、多臺轉(zhuǎn)盤過濾器運行中必須考慮配水的均勻性；
5．2．2、單臺轉(zhuǎn)盤過濾器過水能力有限，對于水量變化較大的污水處理廠來說，瞬時過水能力過大部分勢必超越排放，影響出水水質(zhì)的穩(wěn)定達標。本工程總投資概算2417.63 萬元,通過升級改造后，提高了系統(tǒng)水處理能力，使原有出水一級B 標提高至一級A 標，然而水處理系統(tǒng)能耗卻降低了80kwh/千噸水，可為當前SBR工藝污水處理廠升級改造提供參考。（無錫市錫山區(qū)污水處理廠）

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