浅谈污水厂进水泵站设备运行控制及生物过滤除臭工艺

浅谈污水厂进水泵站设备运行控制及生物过滤除臭工艺

摘要：污水处理厂进水泵站与过滤除臭技术根据本文思路,在多次的工艺改造中进行了改进, 取得了较好的效果, 可达到无人值守的要求。此外, 在世界银行贷款项目中的土堆泵站、张峰泵站、以及污水除臭工艺的工程建设中也采用了很多本文的观点。

关键词：污水处理厂,泵站设备,生物除臭技术

Abstract: the sewage treatment plant and the filter water pumping station deodorization techniques according to this article thinking, in many times in the modification is improved, and obtained a better effect, can achieve the unattended requirements. In addition, in the world bank loan programs of the hill pump station, pumping stations, and sewage zhangfeng deodorization process engineering construction also USES a lot of to the point of this article.

Keywords: sewage treatment plant, pump station equipment, biological deodorization techniques

1、工艺流程图

泵站的工艺流程图如图1 所示。

工艺流程说明: 生活污水经过厂外管网系统收集并经人工粗格栅拦截后, 进入进水泵站, 人工粗格栅的栅条间距60mm, 即直径在60mm 以上的渣子被人工粗格栅去除。之后经过格栅前闸门流过机械粗格栅机, 机械粗格栅机的栅条间距30mm, 直径在30mm 以上的渣子被机械粗格栅机去除, 经皮带运输机送到螺旋压榨机挤走渣子中的部份水份并压缩体积后运走, 渣子的去除是为了后续处理的安全。之后, 污水经过潜水泵提升, 进入生化处理系统。至此, 进水泵站的进水工艺过程完成。

2、水泵的控制

2.1机械粗格栅机、皮带机、螺旋压榨机的控制

其控制方式分为4 种:

（1）现场手动控制

现场手动控制是控制中的最优先级, 人为现场直接干预, 多用于机电设备故障排除或检修时用。

（2）远程手动控制

由操作人员在中心控制室人为控制泵站内的机电设备, 多用于特殊情况的处理。

（3）时间顺序自控

机械粗格栅机、皮带机、螺旋压榨机按编排好的PLC 程序自动运行, 其启动和停止的时间根据实际情况任意可调,即2台机械粗格栅机交替运行,而皮带机、螺旋压榨机联动, 根据生产需要和渣量的多少,可联锁或不联锁。

d.机械粗格栅机的液位差控制

2.2控制原则

水泵的使用应本着使用时间均衡的原则, 即连续运行时间长的水泵在停泵时优先停止, 而启动水泵时, 应优先启动累计运行时间短的水泵。如各台水泵的连续运行时间和累计运行时间完全一样, 则可优先启动编号大或编号小的泵。

2.3液位控制

根据安装在水泵前的超声波液位计检测的液位高度, 来自动投入和停止不同数量的水泵, 同时,还应设定高、低极限报警水位, 一旦超声波液位计检测到报警水位, 就发出声光报警信号, 低于低极限报警水位则自动停止水泵运行, 高水位除启动所有允许启动的水泵外还须提醒操作人员注意观察。

在采用液位控制水泵的启停时, 一定要注意水泵的启停不能用同一个液位高度来控制, 那样有可能会使水泵在此水位频繁启停, 使水泵及电器元件受损。可根据泵房进水的有效深度, 设置若干液位值代表不同的进水量, 其中最高位和最低位液位除启动和停止相应的设备外, 还可兼做极限报警液位使用, 以提醒操作人员注意。水泵在启动和停止时, 其工作过程一定要有一个液位高度段, 高液位启动, 低液位停止, 避免水泵在同一液位处的频繁启停。

在中控室操作计算机中设定水泵的安全保护电流值, 通过实时采集水泵运行时的电流值并与之比对, 一旦超过设定值即自动停止水泵的运行, 并发出报警信号, 提醒操作人员及时处理, 防止因运行电流过高对水泵造成的损害。

2.4闸门的控制

水下设备在长时间工作后, 其水下部份必然会发生故障, 此时就必须在切断进水的情况下进行检修。应根据实际情况设置断水闸门, 以便切断进水, 闸门的选择和安装应考虑日后闸板上密封件的更换方便, 闸门的控制有现场手动控制和远程手动控制两种。为了在检修设备时不影响生产, 最好将泵房分成相对独立的两部分, 平时连通常开, 两部分同时使用, 一旦设备故障需停水检修时, 则将连通阀门关闭, 检修有故障的部分, 而没有故障的部分则继续运行, 互为备份, 这样就可作到维修、运行两不误。

3、电动葫芦起吊的高度

大中型污水厂水泵、阀门等设备一般自重较重, 多为几百公斤至几吨, 考虑到日后的检修方便, 在泵房内设置了电动葫芦等起吊设备, 一定要注意起吊高度应使水泵能够被一次安全地吊至工作位置和检修位置。此外, 由于泵房中的有害气体及机械噪声的影响, 以及维修条件的限制, 一般水泵不宜在泵房内长时间检修, 需另设检修场地, 所以还要考虑水泵的外运和运输车辆进出泵房的道路设计, 即起吊设备能将吊起的水泵放到运输车辆上并顺利运走。

电动葫芦起吊高度示意图如图5 所示。 图5

要使水泵和电动葫芦达到最佳的配合, 须同时满足下列2 个条件:

（1）水泵能够被电动葫芦安全地吊至工作位置和检修位置的条件是: h1+h2≥h3+h4。

（2）水泵能够被电动葫芦一次安全地吊上运输卡车的条件是: 水泵被电动葫芦吊起后距地面的高度≥卡车车厢的最高点。

只有同时具备以上2个条件, 水泵才能被安全地从池底吊到卡车上, 方便维修和运输, 设备和人身安全才有根本的保证。如果在设计时没有满足起吊和外运的条件, 将导致水泵无法吊出维修, 或者在吊运过程中被迫冒险违章作业, 给人身和设备带来巨大的安全隐患。

4、污水厂臭气成分及来源

4.1臭气成分

在污水处理厂臭气的成分是复杂多变的。一般主要由碳、硫、氮等元素组成。

研究人员按气体的化学组分不同， 将其分为3 类：（1）含硫化合物，如H2S、硫醇、硫醚类；（2）含氮化合物，如氨、胺类、酰胺、吲哚等；（3）含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。其中H2S、NH3是臭味的主要组成成分。

4.2臭气来源

城市污水处理厂的恶臭成分主要来源于污水处理及污泥处理工程。在通常采用的二级生物处理的污水处理厂中， 污水一般经过的处理工段依次为粗格栅、提升泵站、细格栅及沉砂池、生物反应池、二沉池、消毒池。其产生的污泥一般在厂区内进行贮存、浓缩、脱水， 必要时还要进行消化稳定处理。

5、生物过滤除臭原理

Ottengraf 等提出了生物膜理论，并建立了如图1 所示的理论模型来描述低浓度有机废气的净化过程。孙石等较早地在国内介绍了Ottengraf 模型，并认为恶臭气体在生物滤池中的吸附净化一般要经历以下几个步骤：（1）废气中的有机污染物首先同水接触并溶解（混或合） 于水中， 即由气膜扩散进入液膜； （2）溶解（或混合）于液膜中的有机污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜内，进而被其中的微生物捕获并吸收；（3）进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解， 最终转化为无害的化合物。

图1 Ottengraf 模型

6、生物过滤除臭设计

生物除臭滤池由臭气收集系统、加湿系统、生物填料系统、水源输送、滤液排放等几个部分构成。其工艺原理图如图2 所示。

图2 生物过滤除臭示意图

7、结语

随着人类生活水平的提高和公众环保意识的增强，城市污水处理厂越来越多地被修建，但是由于城市化进程的加快，这些已建或新建的污水处理厂周围往往都有人口密集的居民生活区或公共活动场所。作为污水处理厂副产物的臭气越来越严重地影响到周围居民的生活。因此恶臭气体处理也越来越受到人们的关注，

建设污水处理厂的臭气处理系统势在必行。