改进污水处理工艺水质监测达标排放

解江岚

(山西省中小企业监测鉴定中心，山西 太原 030045)

环境保护

改进污水处理工艺 水质监测达标排放

解江岚

(山西省中小企业监测鉴定中心，山西 太原 030045)

针对生产企业污水处理设备在实际使用中存在的设备老化、工况参数配置不合理、无法自动化操作运行、处理的污水未能有效再次利用等实际问题，提出在设备合理配置、完善工艺流程、运行自动控制、远端电脑操作、工况实时监控等方面的技术改进措施，达到设备操作简便、工况稳定、自动运行、电脑实时监控、经济实用的效果，有效地保证污水各项指标合格排放，满足生产企业的需求。

污水设备；工艺改进；自动控制；达标排放

随着产业结构的不断发展变化和企业生产布局的逐步调整，对现有污水设备设施进行改进，满足生产需求，成为污水处理研究的新课题。

污水设备主要对企业日常产生的生产、生活污水进行集中回收并处理排放。由于原有污水设备在使用中已不能满足现有污水处理及达标排放的需求，设备逐年老化、污水处理能力不断下降、参数配置不合理、操作不便等问题日益突出，所以，需要合理改进，才能有效保证污水处理设备工况良好运行[1-3]。

1.1 污水处理设备的基本参数

生产和生活污水总排放污水量Q总=450 m3/d，日常污水处理能力为Q=40 m3/h。

1.2 污水处理工艺流程(见图1)

日常产生的生产和生活污水经过各处排水支管路自然汇入污水处理站的沉泥池(8.5 m×1.5 m×4.5 m，第1级沉淀)→污水自然流入→污泥井(3.5 m×2 m×4.8 m，第2级沉淀)→第1级提升泵→沉淀除油池(15.8 m×9 m×3.5 m，第3级沉淀，池内配有浮油吸收机及焦炭隔油过滤层)→污水自然流入→集水池(6.5 m×4.5 m×3.5 m，第4级沉淀)→第2级提升泵→污水处理气浮设备(主要包括气浮机、加药装置、溶气装置、刮渣机、管路系统)→符合排放指标的污水流入市政指定专用排水口→不符合排放指标的污水及杂质流入污泥干化池(8 m×8 m×1 m)→进一步沉淀渗滤→污水自然流回→第1级沉淀的沉泥池→再次进行循环处理，直至达到合格排放。

图1 污水处理工艺流程示意图

2.1 沉泥池积沉杂物使用中不便清理

由于污水不间断地产生并流入沉泥池中，造成沉泥池内的沉淀污泥不易及时彻底清理。

2.2 提升水泵参数设置不合理

从设备处理污水能力的原始设计参数(Q=40 m3/h)可以看出，第1级污水提升泵流量100 m3/h和第2级提升泵流量50 m3/h明显与设计参数不相符。

2.3 浮油吸收设备设施吸油率不良

设置在沉淀隔油池内的原浮油吸收机浮在污水表面，吸油效果差，处理效率低，不能根据水中油量调整运行速度，油含水率高，不便于废油回收利用及日常检修。

2.4 加药装置不合理

气浮机配套使用的加药箱采用人工搅拌药物及根据自身经验投药，由人工控制药水用量及时间长短，造成加药不均匀，进药不能达到合理均衡状态。

2.5 溶气设备效果不佳

气浮机配套使用的溶气设备为立式罐体(Ф0.8 m×3)，溶气水效果差，造成气浮效果不均匀，需经常调试；内部设置的隔离板孔需定期清理。

2.6 操作控制不便

从第1级沉淀的沉泥池到市政指定专用排水口距离近几十米，控制柜设置在气浮机旁边，职工需逐个手动开启或关闭相关设备电控按钮，再到各处检查设备运行情况，给操作控制带来不便。

针对存在的问题，结合生产实际和现场状况予以改进，解决以往存在的缺陷，达到污水处理设备良好运行。

3.1 设置控制闸板

沉泥池内沿着水流方向，即从污水进口到污水出口，中间增设一堵隔墙，将池内的污水一分为二，并在隔墙处两端分别安装2块控制闸板，共四块控制闸板，日常全部开启状态。需要清理污泥时，先将一侧的2块控制闸板关闭，形成一个独立的封闭空间，先清理此处的污泥，污水从另一侧流动。反之，清理另一侧的污泥。

3.2 合理配置提升水泵

参照污水气浮机处理水量(Q=40 m3/h)的基本参数，选用2台WQ40-16-3的提升泵(自重25 kg，2台提升泵为一用一备)，当一台泵出现故障时自动切换另一台泵，使得工况参数相匹配，并在地面上制作了槽钢支架，配有移动的小型电浮球直接悬挂在其上，方便职工起吊设备。在污水泵的四周增设了格栅网，拦截污水中较大的悬浮物，达到保护水泵及后续相关排水管路不被轻易堵塞的目的。第2级气浮提升泵同样选用2台WQ40-16-3的提升泵(自重25 kg、2台气浮提升泵为一用一备)，当一台泵出现故障时自动切换另一台泵。因污水已经经过前3级沉淀及过滤，水质基本无杂质，所以，污泥泵的四周不再安设格栅网。

3.3 改进浮油机

原先污水废油是经漂浮在污水表面的漩涡浮油吸收机回收，现选用立式不锈钢环带除油机，其主要设备均在地面上，只有不锈钢环带沉入污水中，不断环形滚动循环，利用油水之间不同重力和表面张力等特性将污水中的浮油吸附在不锈钢的表面，并提升至地面以上，集中回收处理。调速电机通过定制滑轮带动运转不锈钢环带，并根据污水中带上来的废油薄厚调整运转速度。此外，污水通过焦炭的方式原为平流直通式，即污水与焦炭接触的行程为1 m(焦炭层的宽度)，两者接触的时间较短，不能较好地达到所需效果。通过现场测算及实地测量，采取了增设隔墙的办法，使污水从焦炭的底部进入再从焦炭顶部流出后进入集水池，污水与焦炭接触的行程达到2.5 m(焦炭层的高度)，提高了焦炭利用率及废油的吸收率。

3.4 自动投入配药

加药设备采用上、下两级储药箱，储药箱内衬玻璃钢，上面的储药箱经机械电动搅拌使药物与水充分融合后通过手动阀门控制流进下面的储药箱，经由可根据污水水质计量控制的计量泵自动打入气浮机中。同时，上面的储药箱可继续配药，作为备用药液，有效地保证了提供或补充药液的用量。为了方便职工掌握投药量，将药箱容积定做为0.6 m3(1 m×1 m×0.6 m)，此容积的水量正好可以配比一定标准的药量。当下面的储药箱液位降到低位时，如果没有及时补充药，设备就会发出报警声音，提醒操作人员投药。若未及时放入药液，计量泵继续运行，液位降到设置的最低位时，计量泵就会自动停止运行。等储药箱药液补充至高液位时，计量泵自动恢复运行。

3.5 溶气设备的改进

溶气设备效果的好坏直接关系到污水处理的效果。利用气液混合泵和YX-125自动气液分离罐代替空气压缩机、加压泵、射流器、高压溶气罐等设备及配属复杂装置，除具有设备小型化、特殊吸气功能的特点外，溶气系统只需初期简单调试一次，设备使用期间无需再作调试，且运行工况稳定，避免了原先设备需要经常调试及检修的弊端。

3.6 设备操作方式

结合现场实际，确定了设置2处控制操作。一处在气浮机旁边设置电器控制柜，配置手动和电动2种操作方式，采用PLC程序控制，设有远传接口与电脑连接；另一处采用远端电脑控制，同样配置手动和电动2种操作方式。在电脑屏幕上能随时查看各处设备实际运行的工况，实时显示污水液位高低，而且能随时查看各处设备是处于手动还是自动运行，及时起动或停止设备运行的状态，达到实时监控设备运行状况和污水处理情况的目的，极大地方便了职工日常操作。

3.6.1 手动控制操作

手动控制操作是指控制柜受电后，打开总电源开关，把控制柜上的总控制选择按钮打到手动控制位置，然后将各处设备控制按钮逐一打到手动位置，按照污水的流程逐一手动按钮启停设备，便于单独启停设备或调试设备。

当污水水位降到设定的低液位时，泵无法手动运行，直到污水水位达到正常范围内，才可操作。如需要，可拆除连锁控制线路，人为随时手动操作设备。

3.6.2 自动控制操作

自动控制操作是指控制柜受电后，当班人员先将各处设备控制按钮逐一打到自动位置，再将总控制按钮打到自动控制位置，设备按照设定的程序运作。

1) 当第2级沉淀的污泥井中积存的污水水位达到设定的高液位时，第1级提升污泥泵开始自动投入运行；当水位降到设定的低液位时，该泵自动停止运行。下次污水提升泵开始运行，要等到积存的污水水位再次达到设定的高液位时。由此循环不断运行。

如果水位超过设定的高液位而水泵未开始工作或水位降到低液位而该泵没有停止运行，就会有报警声音，提醒职工及时对设备工况进行检查处理。

第2级提升泵动作工作原理及方式与第1级污水提升泵相同。

2) 污水提升泵运行后，紧接着不锈钢环带除油机启动运行。污泥泵运行停止后，不锈钢环带除油机随后停止运行。除油机产生的废油通过一根短管流入回收废油池中，以便集中处理。也可根据实践经验和水质状况，手动操作，启停该设备。

3) 加药装置的PAC(聚合氯化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)加药计量泵与第2级提升泵同步投入运行，当第2级提升泵任何一台开始运行时，加药计量泵都能自动运行，通过管路开始向气浮机的进水口加药。当第2级提升泵停止运行时，加药计量泵也停止工作。

4) 当第2级提升泵任何一台开始运行时，气液混合泵同时自动运行，通过管路及阀门开始向气浮机内输送溶气水。当第2级提升泵停止运行时，因污水处理工艺的需要，再运行120 s后气液混合泵停止运行。

总体来看，设备整体自动或停止运行是根据污泥井和集水井中生产需要预先设定好的污水液位高低并通过浮球液位控制器传输信号来实现的，现场处理污水水量是一致的。因此，自动控制部分又是一个整体。

污水处理设施改进后的运行初期，连续3 d定时污水监测分析生产、生活污水入口污染物如下：SS质量浓度为508、515、497 mg/L、pH值为7.29、7.25、7.22，石油类质量浓度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质量浓度为20、15、13 mg/L、pH值7.26、7.23、7.18，石油类质量浓度1.2、2.1、2.3 mg/L，COD值72.4、65.2、57.1 mg/L。经过污水外排口的污染物浓度均符合《污水综合排放标准》GB 9878-1996要求，并达标排放[4]。结果见第109页表1。

监测期间，生产、生活污水经过改进处理系统后对SS、石油类、COD的去除率分别为96.84%、95.10%、96.33%。

1) 污水处理设备改造后，工艺简单实用，现场运行效果得到了专业部门和专项检查组的认可和肯定。

2) 近端电器控制柜直接操作，远端电脑控制操作，并能够通过电脑屏幕实时监控设备状况，二者均设有手动、自动2种操作方式。自动化程度的提高，增强了操作人员对设备的可操作性，减轻了劳动强度，有效地保证了设备的可靠安全使用。

3) 沉泥池内污水被一分为二，结构设置简单，清理污泥与污水排放互不影响。

4) 第1级和第2级提升泵配置参数合理，使得整套设备工况一致。选用型号相同的提升泵，方便了配件的互换，减少了维修成本。

表1 污水检测结果一览表 mg/L(pH除外)

5) 立式不锈钢环带除油机设备特点是，低耗电，使用中不需要任何耗材，吸油性强，能够有效地去除水中各种浮油，并能依据废油薄厚自动调整运行转数，达到最佳除油的效果。并且，污水与焦炭接触延长了1.5 m的行程，进一步增强了焦炭对污水中剩余废油脂的吸附，更好地阻挡了污水中的悬浮物，使进入集水池内的污水基本上无杂物及废油脂，为下一步气浮设备处理污水提供了良好的先期条件。

6) 搅拌加药系统简便合理，定量配药，机械搅拌药液充分溶解，计量自动投用药剂，可节省药剂用量20%～30%，有效地降低了运行成本，节约能源，提高了污水处理效果。

7) 溶气设备快速高效，溶气水扩散效果达90%以上，满足了污水处理需求。

环境保护被人们越来越重视的今天，污水达标排放成为环保项目的重要内容之一。水质污染不仅影响到工业生产、空气质量、产品安全，而且影响到人们的日常生活质量。而污水处理设备正常运行是污水合格排放的基本保证和必要条件。因此，不断改进工艺，采用先进技术，合理配置高效设备，对污水处理具有现实意义。

[1] 张臣.污水处理厂改扩建设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 张翼飞.污水处理设备自动化运行设计与应用[D].天津：天津大学，2011.

[3] 顾夏声.水处理厂工程[D].北京：清华大学，2010.

[4] 北京市环境保护科学研究院.污水综合排放标准：GB 8978-1996[S].北京：中国标准出版社，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

解江岚，女，1970年出生，2017年毕业于中北大学，本科，工程师，从事环境监测、化学分析、水泥产品质量检验工作。

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

X703；X832

A

1004-7050(2017)01-0106-05