污水廠中水力不均衡對處理運(yùn)行的影響
【jpdark.cn南京純水設(shè)備】在污水處理廠中,最經(jīng)常見到的就是大量的水體流動(dòng),這些水體流動(dòng)過程中,會產(chǎn)生很多與流動(dòng)水體相關(guān)的力學(xué)現(xiàn)場,這是污水廠內(nèi)的水力學(xué)的研究范疇,具體來說水力學(xué)的水動(dòng)力學(xué)的范圍,從學(xué)科劃分上是水動(dòng)力學(xué),但是污水廠中,高層次的技術(shù)人員較少,完全理解水動(dòng)力學(xué)的人員較少,對一些實(shí)際產(chǎn)生的工況就很難理解,特別是造成了工藝影響未能引起足夠的注意。
水動(dòng)力學(xué)研究的是液體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用,主要探討管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介質(zhì)滲流的流動(dòng)規(guī)律,以及流速、流量、水深、壓力、水工建筑物結(jié)構(gòu)的計(jì)算,南京純水設(shè)備以解決給水排水、道路橋涵、農(nóng)田排灌、水力發(fā)電、防洪除澇、河道整治及港口工程中的水力學(xué)問題。
由于污水廠中污水是在不斷的流動(dòng)過程中得到各級別的處理,因此了解一些簡單的水動(dòng)力學(xué)知識是有必要的。
一般污水廠都不是一條處理線,為了工藝穩(wěn)定運(yùn)行保證,污水廠都建設(shè)有多條處理線路,也要兩條處理線路,兩條處理線路就有配水不均衡問題,配水不均衡造成了工藝運(yùn)行上出現(xiàn)很多問題。
先舉一個(gè)比較極端的例子,某污水廠在建設(shè)期間,受到環(huán)保工期的制約,在施工后期,工程進(jìn)度快速推進(jìn),很多工程進(jìn)度都在很混亂的情況完成了。兩座二沉池從施工結(jié)束后,根據(jù)水量的增加情況,逐個(gè)投入運(yùn)行,在單池運(yùn)行,和雙池負(fù)荷不滿的運(yùn)行工況下,并沒有什么問題。
但是處理水量逐步達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的80~90之后,運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)兩座系統(tǒng)的運(yùn)行總有差別,污泥濃度和溶解氧等不論怎么調(diào)整,兩條系統(tǒng)就是很難調(diào)整均衡,特別是二沉池,其中一座二沉池總是不如另一座二沉池配水充足,水力負(fù)荷一直不均衡,導(dǎo)致單池運(yùn)行負(fù)荷一個(gè)過大,一個(gè)過小,活性污泥沉淀時(shí)間不均衡,導(dǎo)致出水中懸浮物較高,出水水質(zhì)不穩(wěn)定。反復(fù)進(jìn)行了各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查,包括二沉池進(jìn)水的分配,剩余污泥的排放閥門控制,回流污泥虹吸閥門的調(diào)整,二沉池水位高低的檢測是否存在地基沉降不均衡等等。但是都找不到徹底解決的原因,導(dǎo)致兩條線路的工藝均衡調(diào)整非常困難。
直到一次進(jìn)行二沉池排水檢修底部的吸泥喇叭方管過程中,發(fā)現(xiàn)在二沉池中心配水的管井上開的四個(gè)配水口上,有施工過程中水泥支模的模板竟然還未完全拆除,導(dǎo)致配水口被堵掉半個(gè)。這被堵的半個(gè)出水口,造成這個(gè)二沉池配水管道的阻力較大,導(dǎo)致曝氣池出水配水向阻力小的二沉池流動(dòng),導(dǎo)致阻力小的二沉池水力負(fù)荷大,出水水質(zhì)受到影響,工藝調(diào)整困難。進(jìn)行了模板拆除后,兩座二沉池水力分配均衡,工藝調(diào)整很快實(shí)現(xiàn)了平衡,保證了出水水質(zhì)的穩(wěn)定,這就是水力平衡在工藝管理中的作用。
再來舉一個(gè)復(fù)雜的例子:某污水廠共有三條工藝處理線路,分兩期建設(shè),在三條線路中,第一和第二條線路為一期建設(shè),第三為二期建設(shè)。三條線路合用一根主進(jìn)水管,在各個(gè)線路上設(shè)有配水閥門,配水閥門較大,一般調(diào)好后就不再調(diào)整。一二線路合用一個(gè)污泥回流泵房和剩余污泥排放泵房,三線路單獨(dú)設(shè)置一個(gè)污泥回流泵房和剩余污泥泵。一二系統(tǒng)的污泥通過一臺回流泵回流到各自的回流管路中,通過閥門調(diào)控后進(jìn)入到各自的厭氧選擇區(qū),和各自的進(jìn)水都從厭氧選擇區(qū)底部進(jìn)水,但是有共用互通部分,三系統(tǒng)單獨(dú)系統(tǒng)。其中沉砂池出水總管距離二號系統(tǒng)最近,生化池到二沉池之間有相互連通的管路,在管路上有控制閥門,長期處于關(guān)閉狀態(tài)。三系統(tǒng)與一二系統(tǒng)無聯(lián)通閥門。這么詳細(xì)的介紹工藝線路,其實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能說明現(xiàn)場的復(fù)雜程度。
在運(yùn)行中,由于城市發(fā)展變化,部分企業(yè)受到環(huán)境發(fā)展的需要,從城市搬遷出去,導(dǎo)致進(jìn)水量低于往年,在進(jìn)水量發(fā)生變化之后,發(fā)現(xiàn)二系統(tǒng)的污泥濃度總是很低,由于一二系統(tǒng)的污泥回流是合用一個(gè)污泥泵池,但是一系統(tǒng)的污泥濃度卻比較高,特別是早晨的枯水期,二系統(tǒng)的二沉池液位下降也明顯低于一,三系統(tǒng)的二沉池液位。
另外就是二號系統(tǒng)的缺氧區(qū)內(nèi)的推進(jìn)器損壞,起吊需要停水進(jìn)行,一直未能開展,導(dǎo)致缺氧區(qū)內(nèi)有污泥堆積。由于這個(gè)廠的進(jìn)水中氨氮,總氮濃度較高,各個(gè)系統(tǒng)的污泥濃度的合理控制是保證各系統(tǒng)出水氨氮和總氮穩(wěn)定的前提,由于污泥濃度的問題,二系統(tǒng)的出水中氨氮,總氮總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一、三系統(tǒng)。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備在冬季氣溫較低的情況下,二系統(tǒng)的低濃度就嚴(yán)重影響了出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo),有時(shí)甚至造成超標(biāo)出水。為此運(yùn)行人員查找了很多方面,也做了很多整改,但是收效都不明顯。
后來經(jīng)過整體的分析和查找,發(fā)現(xiàn)該廠自從處理水量下降后,日夜間進(jìn)水量變化較大,污水提升泵的運(yùn)行是通過變頻器和液位連鎖的控制方式,夜間水位較低的工況下,會出現(xiàn)水泵變頻自動(dòng)停止。但是由于回流系統(tǒng)在夜間為了保持各自生化系統(tǒng)的穩(wěn)定,各自系統(tǒng)的回流泵不會停止運(yùn)行,回流泵會不斷地將二沉池的沉淀污泥回流到各自厭氧選擇池內(nèi)。
在日間正常進(jìn)水的情況下,各自系統(tǒng)進(jìn)水,回流都沿著正常的管路流動(dòng),保持著各個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。但是到了夜間進(jìn)水停了以后,進(jìn)水管路沒有進(jìn)水后,回流泵開啟,各自的系統(tǒng)主要依靠回流泵來保持水體流動(dòng)。由于二系統(tǒng)的管路從設(shè)計(jì)路線上是直線系統(tǒng),而缺氧區(qū)內(nèi)堆積的活性污泥造成了二系統(tǒng)的厭氧選擇區(qū)水位較高,在單獨(dú)回流的情況下,就會出現(xiàn)二系統(tǒng)的回流量大,厭氧選擇區(qū)液位高。南京純水設(shè)備此時(shí)會出現(xiàn)回流污泥通過空余的進(jìn)水管路進(jìn)入到液位較低一、三系統(tǒng)內(nèi),造成二系統(tǒng)的回流污泥大量流失到一三系統(tǒng)內(nèi),造成了二系統(tǒng)污泥濃度下降,二沉池液位下降等等情況。
分析出原因后,對一二系統(tǒng)的回流管路進(jìn)行了改造,一二系統(tǒng)的回流管路徹底分離開,各自通過回流泵進(jìn)行回流,這樣就完全避免了系統(tǒng)之間的干擾,使三個(gè)系統(tǒng)的工藝得到了有效的控制。
通過上述的兩個(gè)例子,我們看到水力學(xué)因素在工藝管理中,特別是工藝異常情況下的水力學(xué)判斷,也是很重要的。污水廠的內(nèi)的運(yùn)行管理人員應(yīng)該認(rèn)真研究自己廠內(nèi)的復(fù)雜的地下管網(wǎng)部分,以便在各種運(yùn)行工況下,能夠依據(jù)復(fù)雜的地下管網(wǎng)的交叉互通的特性,來判斷出工藝異常的原因,今后公眾號也將結(jié)合更多的案例和大家共同分析水力學(xué)因素在工藝調(diào)控中的作用。
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