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实战 | 污水处理现场案例经验技巧分享

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学社技术 发表于 2019-8-13 13:16 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
现场情况
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7 n1 f2 t8 r  N& z( I原来是08年参与评审的一个皮革项目,已经安装完毕,但是调试期间出问题了。设计2400吨/日,实际过水量不足500吨,碰巧这个项目离县城边缘仅仅500米,而且还在夏季主导风向的上风口,整个县城笼罩在臭鸡蛋的怀抱中,所以十万火急。/ S- [7 }: h+ X( E4 t2tech.cn

& _3 j. E9 y' O8 o  s2 V到了现场先查流程,基本工艺:集水井——格栅——提升——微滤机——预沉——调节——加药初沉——水解——氧化沟——二沉——提升——BAF——气浮——提升——砂滤——排放,设计排水COD100mg/L,氨氮15mg/L。
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看点01:倒U管的故事

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# J$ i% {  T* c( Q/ Q: D$ [; f水路不畅的部位共2根管,预沉池到调节池、初沉池到水解池。可是管道直径DN200,高差至少800mm。池子基本是紧挨着的,管道长度不足20米,咋就过不去了呢?堵了?ok,疏通就是了。
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管道刚刚连通,里面指不定藏着什么宝贝呢,老酒(本文作者)就曾见过砖头、大棉袄。现场指挥下令立刻开干。一大帮工人扛着长枪短炮开始疏通,老酒回办公室喝茶去了。俩钟头过去,现场告知,没有发现任何堵塞物。什么?怎么可能!
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2 }0 c& @9 n6 [9 z0 i4 z' v无奈再回现场,但见满池黑水在,黑水之下皆不见。这时候终于想起了,得看看施工图。于是管道布置图、单体图一一铺开,当下老酒立刻明白了。从预沉池到调节池的管道是“┓”形状,本来俩池子一根直管就完了,不知道设计者哪根神经短路了,非得弄个下弯管。+ x0 M/ F! y' K" D* }, Q( V7 [2tech.cn

, w8 K" I7 P8 b+ {) A! z* D下弯也行,你得告诉施工者设置必要的坡度嘛,现场看到水平管有坡度,可是放坡的方向正好弄反了,是沿水流方向稍稍上翘,结果就不通了。初沉池到水解池的管道更扯,地面以下是“┏┓”形状,难怪呢。诸位应该明白了,管道里确实没有砖头大棉袄,但是里面有空气,是气堵。& H4 J# q5 z; r2 O6 X. m, L/ N2tech.cn

% G' _) Z' V7 z2 ^6 B除此以外,水解池采用穿孔管布水也是堵塞的原因之一。而做设计的是一家上市环保公司,甲级资质。诸位千万不要以为毛病仅此而已,更加无语的在后面。2 ?5 B1 P4 w7 H" e" y9 m2tech.cn

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看点02:蝶阀与排泥
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( `7 G  n2 d8 y; r- F第二天那家上市公司的W总来了,大家一起看现场。突然间发现预沉池的排泥阀竟然是蝶阀,我说,你们公司不做培训吗?排泥怎么能用蝶阀?W总面红耳赤连说抱歉。$ E$ C0 Q$ `* |- ~+ x3 v* u4 g  J& M2tech.cn

8 ~1 N. V$ v7 c2 d% \那么问题来了,为什么排泥不能用蝶阀呢?
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; }6 V, @: |! E1 x1 ]8 f4 R从蝶阀的结构可知,在阀门全开的时候,阀板与水流方向平行,过水断面的投影图上有个“┃”,于是乎污泥中的布条、塑料薄膜、牛皮条就会不断往上挂,最终堵死了事。应该用闸阀,不过得注意配上一个柔性接头。
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看点03:流程设计

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. @  A$ I* i' N) w( V, W' i下午开会,就工程存在的问题进行讨论。从前面的流程简图可知,几乎所有的水处理单元全用上了,可是单元参数却是牛头不对马嘴。先说水质:COD6000-8000,SS3000,TKN200-250,BOD3000,SO42-2500mg/L(含S2-折合的量)
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8 \) ?. n% n3 p' P2 T5 _1预沉池
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平均流量下,预沉池表面负荷1.5m/h,照理说没有太大问题,可是皮革厂是间歇排水,每天排水就集中在8:00~14:00,所以预沉池应该按照平均水量的4倍考虑,实际运行表面负荷高达6m/h,污泥根本沉不下来。预沉池前的微滤机本意是去除牛毛,实际运行的结果是2天就堵死了,因为水中有大量Ca2+,暴露在空气中CaCO3结垢速度很快。
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2调节池; E- ]4 \  \) y8 l1 H8 _2tech.cn
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HRT12小时,算是马马虎虎。调节池采用穿孔管曝气搅拌,这也没问题,问题出在曝气总管却是DN50的,这么小的气量污泥很难搅起来,此其一;其二是在低溶解氧下,硫酸根还原为S2-,曝气搅不动污泥,把硫化氢吹出来倒是绰绰有余,成了臭鸡蛋的发源地。0 `1 ?& Y8 V# N! i$ E2tech.cn

4 o1 f) r0 c0 [4 X9 A  v- ?# v- A3初沉池$ b8 Q; [8 n+ f4 A$ z2tech.cn
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表面负荷1.0,中进边出辐流式,附有硫酸亚铁和聚丙烯酰胺加药系统,这是本工程唯一正常运行的构筑物。
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4水解池
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% d; A$ ~: ~4 B. Y. ~( c! X9 fHRT大约4h,内置弹性填料。因为硫酸根太高,所以牛皮制革废水几乎没人使用厌氧,但是水解酸化的案例有很多,但是具体到这个工程,这个单元就不太合适了。因为后续单元是氧化沟,脱氮能力较差,与其用做水解,不如改为A/O的缺氧段——但是后来的运行证明,老酒的判断过于理想化了。. k) y5 K; d/ X- N3 z8 ]& t1 T  Q2tech.cn

/ Q& l# F5 F; s/ M顺道说一下,对于高硫酸根有机废水,老酒一直不大赞同使用水解酸化。因为在水解池硫酸根的转化速度很高,大约不到一小时,硫化物的毒性就足以使水解菌中毒,因为在低pH下,硫根的毒性更强。  N' f) L+ y% x3 W& D2tech.cn
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5氧化沟* O7 M# S+ f( {9 ?: J2tech.cn

( @+ B! ]7 p2 L* ]7 [3 B是一个双沟串联的卡鲁塞尔,设计停留时间48小时。废水经过预沉、初沉后COD约3000mg/L,TKN约150~200,各项指标基本都是生活污水的6~8倍,2天的停留时间太短了。更扯的是采用表曝机,一池水在2天里面被不停撩出水面,水温的降低是难免的,冬天难以正常运行。
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6BAF
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- E* |$ Z; q' h; f停留时间大约4h,采用2级串联,均为上进下出,这些都可以。但是总出水口却设在池底,采用阀门控制排水,这种做法就闻所未闻了。底部阀门打开,2级BAF水位立刻下降,阀门关闭池顶冒水,只有开度恰好合适,才能既不冒水也不露填料,真的是极品设计。
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7气浮
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( h' A% m% G" @4 x4 R传统溶气气浮,气浮池为长方形全地下,表面负荷4-5m/h。自从建好至今从未见过小气泡,只见满池翻花。气浮未作详细考察,不过就老酒多年对气浮研究的经验,估计是管道设置不合理,为神马?后面在气浮一节中详细讨论。
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; o3 o! l, v+ u% r  E/ E4 ~- V. n( l8砂滤" \. I9 q9 i8 g8 l8 U) |* @" N1 M8 {2tech.cn

7 U- ^! m% g: B$ g" [0 P, x一直稳定运行,是唯一正常的单元设备。除了设计先天不足,工程安装毛病也不少,譬如格栅,栅宽和渠道配合间隙有150mm之多,现场只是补上一块橡胶皮了事。
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* d  J# K! X/ v, ]+ J8 i9 s大致情况就是这样。工程已经建成了,大改是不可能的,只有在现有工程的基础上,尽可能发挥各个单元的能力。
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解决方案
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改造内容包括:
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, Q; B* y" n9 [①调整管道。
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②拆除水解填料,增设推流器,水解池改造为缺氧池(A/O的A段)同时增设混合液回流。$ @; u8 f/ Q: L6 ?2tech.cn
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③鉴于常规生化出水COD大约200~300mg/L,建议增设高级氧化,出水进BAF。0 W6 M: b  p9 H/ c7 g, Z8 t# O2tech.cn

& Y1 U" e+ M8 ^④拆除表曝机,改换鼓风曝气。其中后两项设计方提出暂时不改,待工程贯通看出水水质再做商议。1 [8 m) @/ p' W2tech.cn
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改造效果+ E* P2 }8 U. H3 i* n" s8 r2tech.cn
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当时预计夏天处理能力1000吨/日,冬季500吨。历时两个月的改造和一个月的调试,终于基本正常运行了。实际运行水量约1200~1500吨/日。夏季排水COD250—350mg/L,氨氮80—100mg/L。冬季限产水量1000吨/日,排水COD400—600mg/L,氨氮100—150mg/L。
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无论春夏秋冬,A池一概没有浮渣,说明几乎没有反硝化,没有反硝化是因为氨氮硝化严重不足。冬季池面泡沫堆积最高可达1米,淹没曝气机倒伞继而导致充氧严重不足,此时只有停产直至泡沫落下。改造工程很不成功。跟医生看病一样,感冒发烧胃溃疡都好办,有些病真的治不了。
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6 |! R1 i- T6 A2 u$ u5 k% B$ K+ Z5 n/ V 本帖最后由 学社技术 于 2019-8-13 13:18 编辑 ! l  c, ~( D# y6 |8 t, f2tech.cn
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精彩评论2

 楼主| 学社技术 发表于 2019-8-13 13:18 | 显示全部楼层
案例二
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现场情况- M& V2 J6 T- `+ L# I% [$ l2tech.cn
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污水来自六家造纸厂,通过DN600的埋地管道(埋深大约3米)送到污水处理站集中处理,管道很长,最近的一家工厂距离污水站也有2公里。流程:集水井——格栅——收浆——水力搅拌反应池(前端加药,PAC)——初沉池——调节池——水解池——SBR——排水处理水量9000m3/d。
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看点01:管道直径与水位6 d- f3 q4 C# K+ d/ i2tech.cn
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初做工程设计者经常犯的一个错误,就是忽略了管道直径的存在,特别是距离短、阻力小的情况下,可能会造成很大的麻烦。据水世界了解,老酒专家之前有一个工程就出现了这样的问题。' A: U2 z' K( g3 h) y& S2tech.cn

+ i/ Y, ?$ o2 m6 g( \# c根据现场检查,发现有好几个直径300mm的预留孔中心距池顶200mm,要知道超高是200mm,有半个孔留在水面以上了。于是只好重新凿孔。# [. d8 ]& M' b1 v# m+ P- h2tech.cn
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还记得,2001年做了一个再生纸的废水处理,生化采用的是SBR,曝气采用PVC穿孔管,距池底300mm固定式安装。半年后的一天,正在曝气的SBR突然一声巨响,响声过后水底浮起一个怪物,仔细一看,竟然是曝气管组脱开固定,整体浮出了水面。
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1 Q* _6 u% \: h0 o5 _于是赶紧排水检修,检修时候发现,固定的管卡个个铮明瓦亮,一点腐蚀的痕迹都没有,都是崩断的。该工程从水解到SBR有一根直径300的连通管,因为距离短,核算的阻力降只有200mm左右,为保险起见液位差按照300mm设计。图纸画完后审查时发现两个管口中心都设在水面上,设计者是公司总工,也机械部某设计院出身的资深高工。后来他举家移民加拿大,转眼已经十年了。其实,如果是老酒做设计或许毛病更多。设计院都强调三级校审,其实是工程设计必须的程序。
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看点02:滗水器的故事
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# v  ^2 ?7 Z( `前面提到的SBR安装完毕后一切正常,但是随着调试的进行,滗水器出问题了。工程采用浮筒式滗水器,浮筒下面设置排水口。SBR有效深度5米,滗水深度2米,滗水器出水管直径DN300,安装在距最高水位2.5米的位置,出水管与滗水器用DN300的软管连接,软管是橡塑复合管,池外设阀门控制排水。最初的一个月排水基本正常,后来就越来越慢,到了最后,一次排水竟然需要两个多小时,而设计的排水时间是1小时。
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; Y* e7 E/ H, |/ L+ ^, y9 O4 J说明:经查滗水器进水口未见堵塞,阀门也正常。PS,不是气阻。问题来了,这是为什么?对了,管道被吸扁了。可是当时公司上下齐反对,最后,水世界了解到:老酒拿了自己的工资做担保换软管,那时他的工资是3800,而且直接买5根。* ~" L, L4 @$ n7 l/ m2tech.cn
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看点03:初沉池的污泥漂起来了
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2 p  _9 `. H* G" p还是上面的工程,流程贯通后开始试车,结果出问题了:初沉池的污泥全漂起来了,池底倒是干干净净。电话里听说污泥飘起来了,话音未落,我已经判断是气浮了,但是需要现场的证据。过了几天老酒来到现场,负责调试的还是小q,我让他取两烧杯的水,一杯取自集水井,一杯取自初沉池入口,分别加入PAC搅拌。过了一会儿小q跑来问:“你咋知道一个会飘、一个会沉的?”" W8 x2 o2 }% `, `( g2tech.cn

. A9 Y, \! w! C! a  j# d答案:应该先注意2个细节:" @8 ?& U9 a, f0 L2tech.cn
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1)污水在管道内的最小停留时间1.5小时,
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2)埋深大约3米污水到达集水井时已经水解并产生少量气体,且在加药前气体仍未完全溢出。
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这里水力搅拌对气体的自然溢出也是一个不利因素,本身就应该是个紊流器。当然实验时初沉池废水中溶解性气体已经达到了平衡。
 楼主| 学社技术 发表于 2019-8-13 13:19 | 显示全部楼层
1罗茨风机的特性
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罗茨风机属于容积风机的一种。容积风机的共同特征是管道阻力越大,风机能耗越高。譬如一台风量7m3/min,风压49KPa,配用电机11kw,实际轴功率约9kw。如果风机出口管道直接插入2.5米的水里,此时的风机出口的风压就没有49KPa,而是一半,即24.5KPa(忽略动压),电机的输出功率自然也不是9kw,大约也为其一半,即4.5kw,此时的风机运行没有任何问题,只不过存在大马拉小车的问题,电机自身的能量损耗稍高而已。反过来,如果出口插入的是10米深的水,压强也不是49KPa,而是98KPa,如果在这种情况下强行启动风机,风机出口压强越来越高,电机的输出功率随之提高,直至超过额定功率,可能空气尚未压出管道,电机已经被烧毁了。3 t+ _) @/ u6 s4 m) s2tech.cn
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因此,如果现有一台风机,希望在流量基本不变的情况下提高风机出口压强,在一定范围内,只需更换更大功率的同转速的电机即可(更换前需咨询厂家,以防机壳破裂造成事故,虽然这种可能性微乎其微)。7 R. ]6 l9 G% S: ^2tech.cn

* o8 o) [3 [& n0 ]5 g. s# ~* f2容积风机的另一个特征& \- w" R4 W8 J$ ?3 ]/ X& h2tech.cn

: T3 h; ^% J: D3 @5 X8 X3 E容积风机的另一个特征是,对同一台风机,转速越高则流量越大,转速与流量成正比。鉴于罗茨风机的电机输出功率与出口压强成正比,启动时最好降低出口压强,所以大型风机一般设置放空阀,启动风机前先打开放空阀。同一台风机,在不同的压强下工作时,流量略有不同,出口压强越高则流量越小。这是因为出口风压越高,罗茨风机高压区向低压区泄露的风量越多。注意,风机的流量均指进口流量。风机型号众多,谁也记不住所有的参数,有个办法可以随时知道流量、压强和功率的关系,只需要记住“风量7m3/min,风压49KPa,轴功率约9kw,配用电机11kw”,其他的都可以算出来。
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. R' s$ Y0 {8 l( q; M" g# O3 }3风机管道的选择/ v1 ?8 A# G1 A3 d' [2 B+ N2tech.cn
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风机管道首选不锈钢,其次是玻璃钢,最好不用碳钢,为了节省投资,水下部分可以采用塑料管。管道内壁处于高温、高湿环境,且氧气分压也较高。在夏天空气湿度较高的情况下,碳钢管道内壁可能出现凝结水,此时碳钢的腐蚀会非常严重,如果够“幸运”你会看到成层脱落的铁锈,锈蚀的碎片在气流的带动下,犹如飞起的刀片,会迅速划破微孔曝气膜片。
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