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探讨:从污水厂的运营角度看设计

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水环境问题在国家政策的不断强化下,污水处理厂近年来得到了长足的发展,很多地区的污水处理厂经历了从无到有,从一到多的过程,这个过程包含了设计,建设,运营整个运作的体系,整个体系在为我国的水环境治理的改善做出了很大的贡献。但是在这个体系中也出现了一些问题,其中对于运行人员来说,比较突出的就是污水厂经过设计和建设之后,真正进入运行以后,出现了很多不尽人意的地方,使日常运行困难重重,基本很多污水厂在设计建设完成以后,会用一到两年时间在厂内进行修改,使其符合正常的运行。
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出现这种情况,原因有很多,各个环节都有可能出现原因,比如设计采用的水质、水量与实际不符,设计计算的剩余污泥量过小,设计的运行污泥浓度较低,施工中的施工质量问题,施工时对图纸看错,管路铺设错误,设备采购时低价竞标导致质量下滑,设备安装时出现土建和设备的配合度不够,施工后期抢进度使工程虎头蛇尾,有些环节的需要的时间期限没有预留充足,匆促进行下一道工序,隐蔽施工项目的各种遗留问题等等的原因,这些原因使运营人员接手以后,面临复杂的工况,导致无法正常稳定运行。这些问题分析起来牵扯的环节众多,往往到了最后也无法确定谁之责任,只能把所有的问题都移交给运营方,由运营人员来自我处置,费时费力,也不一定能处理的很完美。而等到经过数年厂内处理完成以后,新的一轮提升改造又开始了,又陷入这样的循环中去。/ M; m& l" W! z- E( x6 ?  f/ G© 2tech.cn
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对于一个行业发展来说,专业技术人员需要不断的对流程中存在的问题进行提升和改进才能促进行业不断地有效的向前发展,对污水处理行业也需要这样对自身发展中存在的问题进行调整和思考,才能够有效的提升行业的向前发展。对于新污水厂先改两年的现状,让运营管理人员头疼不已,在不断发展和改进的行业进程中,运营人员应该怎样进行改进,促进和改善进程中存在的问题呢?
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© 环保之家[2tech.cn]8 ]7 P6 ~$ h- d7 s5 S+ l由于污水厂项目施工项目较大,存在的环节众多,每一个环节都要把控到位往往不是一个运营技术人员能做到的,也不是几篇文章能说明白的。针对这些问题,首先会从设计环节开始进行探讨。! r, ~# t8 P2 Y# }# y' P: [© 2tech.cn
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运营人员本身的工作其实与设计是没有直接联系的,在日常工作中也不可能用电脑,用CAD来绘制污水厂的结构工艺图等等,因为运营人员更主要的工作是保证污水厂污水处理的正常运行,对工艺,设备,设施进行全方位的管理,这个与设计人员每天使用各种计算公式,各种电脑作图相差甚远,这样看来运营人员确实不需要设计相关的知识内容。
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在污水厂的运行管理中,有很多不仅仅是地面上的构筑物的管理,还有地面下管线的管理,污水厂地面下的管线错综复杂,工艺的进出水管,构筑物的放空管,工艺的排泥管,曝气池的空气管线,加药管线等等这些大部分都在污水厂的地面下,在污水厂整体施工结束以后,地面就会铺设道路,种植绿植等,这样这些地下管线在日常的地面管理中就看不到了,如果想要了解这部分,就需要从设计资料中寻找地下管线是如何布置的,从设计资料中认识各种管线在地下的走向,这样才能在运行中对地下管网进行管理。除了地下管线,还有设施的停留时间,设备的运行参数,设施水下部分的结构等等,在运行中都无法看到,这些都需要从设计资料中找到相关的内容来指导日常的运行管理工作。在污水厂的运营的实际工作中还有更多的方面需要和设计资料相关联,在后续的文章中会和大家一起交流如何从设计资料了解到污水厂的运行管理的内容。6 S: L6 v8 `+ j. e. l© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]7 J  n. [# k8 J/ J3 S9 [9 {既然在实际的运行中,详细的了解设计资料对运营技术管理人员是非常重要的一项工作,那么运营技术人员需要怎样去了解设计资料呢?对于污水厂的设计资料,运营人员所能接触到的最常见资料就是竣工图纸了,也有一些初设说明,环评资料等等,重点是堆积成山的竣工图纸。运营技术管理人员具备读图能力,能够看懂图纸,从一张图纸看到污水处理构筑物的各种细节,把平面的图纸变成立体的构筑物,能够从图纸落实到现场是一项基本的工作技能要求。作为污水厂的技术管理人员不能仅仅的知道污水厂的实体构筑物的位置,更应该知道这些构筑物的详细的具体参数,地上地下部分都要有详细的认知。关于这部分读图的基础知识,在这里就不展开讲了,大家可以从《工程制图》的教材中学习到相关的知识,要注意只要认知图纸,会看懂图纸就好了,并不是需要大家去自己绘制。通过一些基本知识的认知和学习,知道一张图纸上绘制的图线讲诉的是什么工艺内容。9 r- Z6 I" y% }4 n) u, V© 2tech.cn

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比如一个构筑物的工艺图纸有平面图,剖面图。平面图是反应了从上端向下看到的构筑物的形状,也就是上帝视角下或者是航拍角度的构筑物全貌,剖面图是从构筑物的一个位置进行切开看到的样子,也就是反映的是构筑物内部的结构。污水处理的构筑物往往不是简单的一个方形的水泥池,内部结构非常的复杂,从一个位置的切开还不能说明构筑物的内部的详细结构,因此会有很多的剖面图来说明构筑物的内部结构,这就需要运营人员能够把众多的剖面综合成一个整体来看,这样才能了解一个构筑物内部的详细情况,最有说服力的就是二沉池的配水井,可能是曝气池到二沉池混合液的分配,二沉池出水的汇流,二沉池回流污泥的汇集三者的共同组成的一个圆柱体结构,如果只是从施工结束后的外观看,只能看到外边的一个大圆柱,无法了解内部的详细结构,这时候就一定要仔细地阅读设计图纸,以免在后面的管理工作中不知道如何控制各个流程。, k1 [' I% f  r% ?8 t. Y/ e© 2tech.cn
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在学会读图之后,运营管理人员要从各个阶段的设计资料学到更多的运营管理方面的内容,来指导日常的生产。* e4 T" Q% U6 f© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]; p1 ^' p9 b9 q我们了解了污水厂接触到的污水设计资料,除去各个构筑物的设计施工图纸以外,运维管理人员还应收集到污水厂的项目立项的相关资料,这些相关资料中,除去污水厂作为项目成立的各主管部门的审批意见,公文公函以外,还有就是《可行性研究报告》和《初步设计资料》。
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《可行性研究报告》和《初步设计资料》可以看成是污水厂的前身,在污水厂没有落地建造之前,污水厂就是在这两个文件中以文字形式存在着的,通过这两个文件,污水厂在政府内部的各个管理部门进行论证,审批,计划,实施。所以可以认为这两个文件是污水厂建设的法律证明文书。而污水厂的运行管理人员通过阅读这两份文件可以对污水厂的建设目的,管理部门,建设方式,投资方式进行了解,但是除了这些行政内容,运行人员还有什么相关的技术内容可以从这两份文件中获得呢?2 b, t8 Y: P1 ?6 ?5 {" X- _) k© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]" o! E: a9 c* \+ P《可行性研究报告》是作为污水厂项目立项之初要进行的研究工作,这份报告对污水厂的建设的必要性和建设的思路,工艺方案,实施路线等都进行了分析研究,是作为政府部门进行污水厂建设决策的重要的技术性基础资料。通过报告的审批后,污水厂就可以正式立项,进入后续的程序了,因此可以说《可研报告》是污水厂立足的根本。而到了设计图纸部分,这些内容就不会再体现了,因此污水运营人员从《可研报告》中可以获取很多污水厂建设的基本内容。4 y. I/ y' g$ K  l, g© 2tech.cn
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首先是从《可研报告》中可以获取污水厂的服务区域范围以及在服务范围内的一些现状的工艺企业,居民生活情况,整个是确定污水厂建设的两个最重要的项目,进水水质和进水水量的基础。运营人员在实际运行中,常常对进水的不确定性感到头疼,这就需要充分了解污水厂的污水是从城市的什么地域进入污水厂内的,这些地域内有无重大的污染企业,有没有可能造成水质的异常和严重污染。这就需要了解污水厂的服务区域,而可研报告就是确定污水厂的服务区域的重要文件。对于区域内的污染企业,在报告中也有当时调研的情况,这些都可以作为运行中进行判断的基础。在确定了服务区域以后,污水厂可以组织相关人员对服务区域内的企业,居民区等进行多方面的调查,逐步确定可能的污染源,并加以重点监控。特别是生活污水厂的区域内如果有明确的排污企业,还要进行企业污水的调研和水质化验分析,确定无影响活性污泥的微生物生存的污染物质后,签订处理协议后,进行服务区域内的污水收纳处理。# d; R2 M! c" x* p  ~+ \( X© 2tech.cn
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再者是了解污水厂的进水水质,处理水量。一个污水厂这两个最重要的根本项目正是由《可研报告》进行调研确定的,由于污水厂的项目实施过程漫长,区域内的人员流动,经济发展,商业企业,居民小区等等都会随着时间发生变化,同时也受到《可研报告》编制人员的技术水平,调研深度等影响,这两个重要项目最终确定的指标,往往和实际运行中水质水量有一定的差别。可能有的大一些,有的比较接近,但是无论差别大小,对于污水厂运行人员来说,这都是不可改变的参数。因此《可研报告》中确定的这些参数也是运行人员在实际运行中尽量遵循的参数数据。特别是进行一些PPP协议的谈判时,《可研报告》中的水质水量都是基础的谈判数据,特别是近年来进水水质变化纠纷不断的情况下,可研中的这两个数据是谈判的最重要的依据。在运行中,结合设计的进水水质和实际检测水质,重新核算污泥浓度,加药量等都是运行人员需要做的技术工作。实际的进水水量和设计进水水量的差别,会造成生物池内的停留时间不同,水泵、风机在不同的能效段运行,产泥量的不同等等,这些都是需要运行人员一方面了解原始设计的资料,一方面进行现场实际情况的收集来消除这种差别带来的影响。% O( B; X  h# V© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]. _5 @7 P. q  {9 S! O  `还有就是全厂的工艺确定,污水厂最终采用的何种工艺,是《可研报告》中要进行经济比选后确定的,整个污水厂最终呈现在运行人员面前的核心工艺也就是在可研中就确定出来了。因此作为运行人员是一定要阅读《可研报告》的,多种工艺的比选后,最终选择这项工艺的原因是出于运行可靠性?还是经济性?还是新工艺的推广?这是运行人员需要了解的。《可研报告》会对最终确定的整个工艺路线的优势展开说明,通过阅读整个说明,运行人员可以了解到污水厂采用现有工艺的原因。而在实际运行中,运行人员也可以验证现在才用的这种工艺能否满足原有的设计愿景,有没有实现其设计理念。在实际运行中的工况,包含正常和非正常的工况,与原有的设计有没有重合或者冲突,在出现冲突的时候是设计没有考虑到,还是运行中没有按设计思路进行,这就需要污水厂的工艺管理人员进行认真的阅读资料,结合实际运行来进行综合分析判断。
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© 环保之家[2tech.cn]4 k! }& o6 u4 h除了这些重要内容,还有一些关于污水厂运行的一些内容,比如节能,劳动安全与卫生,经济评价,投资估算,环境影响等等,这些内容与工艺运行管理关联不大,运行人员可以作为了解性的阅读就可以了。: g$ i6 y1 n- \+ ?© 2tech.cn
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作为污水厂初期的设计资料,《可研报告》中确定了污水厂建设基础,是污水厂后期运行的基石,污水厂内的运行人员应该读懂读深《可研报告》,通过可研报告对污水厂有一个基础性的了解,在实际的运行管理中加以指导生产,或者进行工艺调控的基准,甚至作为合同纠纷的谈判依据。
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© 环保之家[2tech.cn]5 R5 v% |; ^% ~- }+ f/ X8 w9 j《初步设计》由于是施工图设计之前的文件,在实际施工中会出现多处调整变更,因此可能最后的建成污水厂和《初步设计》的内容有较大出入,工艺管理人员如果有最终的竣工图纸,就不以《初步设计》为检查图纸了,虽然在污水厂的建设流程中,《初步设计》是重要的一环,作为运行人员可以不去了解过多的前期建设内容,所以这里就不再对《初步设计》进行展开讨论了。
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© 环保之家[2tech.cn]% e7 m4 W# C3 {. ~5 y0 |6 D以上内容讨论的运营人员需要具备基本的读图能力,对工艺图纸,结构图纸,电气图纸,设备图纸,自控系统图纸,都要进行全面的阅读和熟悉。通过读图了解污水厂内的工艺设施的建造和安装的情况,在运营中利用设计参数来作为日常生产管理调整的基准来进行工艺管控。3 `- J7 g5 l1 T4 a1 u! j; ?0 U© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]% d. x! Z2 V- d2 O& [6 f- r. z对于一座污水厂来说,污水从进厂到最终流出污水厂,需要经过多道处理工序,这些工序一步步的将污水净化成洁净的水排出污水厂外。因此在污水厂中每一道工序都有其相应的工艺运行的内容,这其实也是污水厂各个工序的构筑物设计的要点,而运行人员需要通过阅读工程图纸来了解污水厂这些不同工序的构筑物的设计理念,从而更好的管理污水厂,或者从设计中了解到原有的不足,通过现场的调控来修正这些不足。2 |( J. e+ Z, g* o0 l% {2 V, }" f© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]: T4 R! D" o& R4 V9 h9 ^污水流入到污水厂以后首先进入的是预处理段,预处理段主要有粗格栅,污水提升泵房,细格栅,沉砂池等组成,下面来看看一些污水厂的设计图纸案例:4 H1 R& \/ c3 }© 2tech.cn
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© 环保之家[2tech.cn]8 O6 F" R4 A1 o  p' J. M3 P7 x) O, h( c, Z这些都是一些污水厂粗格栅位置的设计图纸。当运营人员拿到这些图纸时候,需要明确的就是从这些图纸中最终要确定什么,或者说从图纸中我们能得到什么样的运行指导,这才是运营人员需要的读图目的。' X6 ~1 U( m) h2 v© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]% b6 F. {4 E! C( P# d第一,布局。通过平面图,有些甚至是上下平面图,污水厂的运行人员可以确定出污水进厂前后的一个基本的流向。污水从厂外流进来,一般通过重力自流,到了污水厂以后的管道埋深都非常的深,在污水厂的地表上,运行起来后,是无法看到这趟进水管路的,所以要通过粗格栅构筑物的图纸来确定进水管路的位置。进水管的进入到粗格栅前位置一般是集水井,如果有溢流管还可以在图纸上找到溢流管的位置和流向,同时还有厂区的回流的污水管的位置和进入集水池的流向。& B3 ?, _& {: S8 b- I- z© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]7 E* ^7 W7 M1 d8 {  r& k集水井到粗格栅内部,一般有阀门来控制,通过图纸可以看到阀门的位置和控制的污水的流向。进入到污水厂内之后,各个主要的处理设备都需要具有备用,因此像粗格栅这样的污水厂咽喉部位的设备,一定是有备用的,所以粗格栅一定是双个通道的,这样可以保证粗格栅出现故障后,可以及时切换,保障整个污水厂的运行。对应的集水井进入到粗格栅也就有两个阀门进行控制。
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© 环保之家[2tech.cn]2 u6 h9 p. x# J$ k. U' I% w关于这个阀门在实际运行中,很多污水厂都有很大的烦恼就是这个阀门不能经常启闭,由于进水中的杂物较多,大量的杂物进入到集水井内,很容易堵塞在进水阀门的轨道内,并且进水集水井都很深,阀门电动装置在地面上,因此电动控制丝母丝杆和底下的阀门之间的连接杆也很长,这样经常的运行中就很容易导致连接杆折弯或者断裂。因此实际运行中需要对这个部位的阀门进行经常性的保养和维护,以保证其正常运行。: v% M! i3 c* r9 g; C6 b1 |© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]: R: O( h" L1 o- n' R粗格栅间内部主要是粗格栅的布局,提升泵的位置布局,如果粗细格栅合建,也要注意细格栅的布局等。关注这些设备的布局主要是为了在运行中如何更好的进行管理,在预处理段中主要进行的是悬浮杂质的去除和污水的进水提升。
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© 环保之家[2tech.cn]+ U# s( b) S0 C  b# W合理的流向布局往往会使杂物能得到顺畅的去除,污水得到有效的提升。污水中含有悬浮杂质同时也含有大量的固体易沉淀杂质,特别是雨污合流的管道体制下,如果在预处理段的粗格栅提升泵停留时间过长,很容易造成固体杂质沉淀到缓流区域,逐步堆积到长期停用的污水提升泵处,导致污水提升泵最终被泥沙淤积,无法启动。
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© 环保之家[2tech.cn]9 B" e( e- n4 o3 Z在有些污水厂粗格栅和提升泵的距离较远,造成泥沙经常淤积,除了在缓流区增加搅拌器以外,还要注意提升泵的轮换运行,保证每台提升泵吸水口下方不会淤积大量的泥沙。
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第二、高程。通过图纸了解预处理段的设备布局和位置之后,还有一项最重要的需要通过图纸得到的内容,那就是高程。污水厂的预处理段是将污水从低处提升到高处的工序。因此各个环节的水位线位置是预处理段需要重点注意的内容。比如进水管内的水位线标高,溢流管的水位线标高,厂区污水管的水位线标高,粗格栅的工作水位正常水位线标高,泵房的最高水位和最低水位标高,水泵出口的水位标高等。这是在污水厂内标高变化最多的一处构筑物,需要对这里的高程逐一核对,确定各个环节的运行控制内容。
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比如粗格栅的运行液位,设计上一般都在粗格栅的进水栅条处,也就是很低的液位控制点,粗格栅有很大一部分都是不锈钢板,只有水下部分是栅条,因此过栅的液位就要控制在栅条位置处,但是在运行中,有些污水厂把液位控制的比较高,由于水中的悬浮杂质很多都比水的密度小,大部分会漂浮在水体表面,这样就有很多杂质在高液位的表面。
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精彩评论2

 楼主| 治污者说  甘首五朝臣  发表于 2021-4-14 07:49:16 | 显示全部楼层
粗格栅由设备厂家制造,粗格栅的安装位置的土建施工一般会比粗格栅略大一些,这样方便粗格栅的安装,但是两侧就会留出一些空隙,这些空隙一般用橡胶垫堵住,运行中会有破损的情况出现,高液位表面的浮渣就会通过破损位置进入到后续构筑物内。因此通过图纸来确定和了解粗格栅工作液位在运行管理中是很有指导意义的。当然这个液位在实际的工作中也比较难控制,特别是雨污合流的污水厂,往往受到雨水的瞬时的大量进入,提升泵无法及时提升,导致液位很难控制在工作液位。这种现象是整个污水体系的问题,需要全面的整改,污水厂更需要针对雨季的工况制定合理的运行控制措施,避免雨季对设备和工艺的冲击。2 e" d/ z, g% d2 I© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( ~2 o* T3 s( k9 \0 T$ S( B除了粗格栅的液位还有就是提升泵的运行液位,最低液位,最高液位等等,比如最低液位是保证潜水泵不至于把泵体露出液面,无法冷却而造成水泵烧毁的情况。而高液位会造成水泵的净扬程缩小,水泵的工况就从设计的能效曲线偏离到低效区,通过流量来换取了缩小的扬程的能量消耗,造成了水泵提升量的增加。这样在实际运行中就会出现瞬时流量出现超过设计峰值的工况出现,因此在实际运行中要对泵房水位的控制点通过设计图纸来确定下来,这样在后续的自控程序的设计中就能给出合理的数值,来确定实际的运行工况。
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这些内容都仅仅只是图纸中反映出来的很少的一部分内容,把一份图纸中反映出来的工艺内容完全的解读出来,需要深入仔细的审阅图纸,从图纸中获取相关的运行控制信息,从而指导污水厂的日常的工艺生产,可以避免很多时候污水厂的生产控制没有控制基准的困境。
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© 环保之家[2tech.cn]. i5 U1 M! q6 t, s从布局和高程的研读中,可以得出一些运行中需要了解的控制知识,但是对于一份污水厂的构筑物图纸来说,运营人员除去从图纸中的图线布局来了解构筑物的工艺及设备内容之外,还要注意对图纸中的设计说明和材料列表进行研读,通过阅读图纸中的文字部分,对每一个构筑物的工艺内容进一步的认知。2 ~8 x+ m: A& ?8 ^© 2tech.cn
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对于一个单体构筑物的完整图纸来说,会包含很多内容,分成多张图纸来绘制,一般通过图纸标签栏中的图纸编号来了解一个单体构筑物的全部内容,比如下图这两个编号,就意味对于101这个单体构筑物的工艺来说,一共有6张图纸,其中第5张是3-3剖面图,第6张是500×500的阀门预埋件详图。所以去了解一个单体构筑物的全部工艺部分,就需要注意图纸标签栏内的编号,进行全部的收集和阅读。7 H- x' P5 n) [% t; A9 s" N© 2tech.cn
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在单体构筑物的完整图纸中,一定会有两个内容,那就是说明和设备材料列表。对于一个单体构筑物来说,说明是对这个构筑物的功能性和工艺的描述,其中有构筑物的建筑尺寸,设计参数,工艺流程说明等内容。工艺人员通过阅读这部分内容,可以很快的了解到单体构筑物中的相关内容,比如下图的说明中,对设计的近远期水量,粗、细格栅的类型,过栅流速,栅条间隙,栅条宽度,安装角度,栅前水深等数据都详细的列了出来,运行人员可以比对这些数据来进行日常工艺中的管控。
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可能有很多运营人员会认为这些参数都是理想状态的数值,和实际运行没有具体联系,应用的价值不大,只能看看而已。这些参数是设计人员根据设计的水质水量进行的计算,但是在一个污水厂实际运行中,能稳定达到设计的水质水量的机会基本很少,所以这些数值在实际的运行中的指导性并不是很大。了解这些参数的目的其实更重要的是确定设备的和设施的最佳的工况点位,运行人员都知道,污水厂内的很多设备在运行中都不是在最佳的工况点位运行的,运行负荷过低的情况是较多出现的,在运行中努力将设备设施的运行工况点调整在最佳的运行点,是运行管理的一项工作内容。+ \1 d& {  Q( ]6 |. B) @4 K© 2tech.cn
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比如过栅流速在低流量下就达不到设计值,就需要进行单通道运行,提高单通道的过水能力,从而提升过栅流量和流速,这样使运行工况接近于最佳工况点,有利于设备的良好运行。这是设备运行中的调整基础,污水厂对于设备的如何投用,投用多少的运行机制是需要有确切的数据支撑的,而设计的参数值是作为污水厂设备的运行的基准数据来衡量的。通过这些数据,使污水厂内的设备的优化管理,节能降耗等精细化管理的目标得以实施。认真的读图并去应用设计图纸中给出的相关信息,更好的进行污水厂的管理,是一个合格的运行技术人员应当具备的能力。
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© 环保之家[2tech.cn]2 l. S& ?6 g$ e- X: E& x; z$ |. P  H+ o除去设计说明之外,还有一个重要的就是设备列表,这对于很多污水厂是很重要的一项内容了,作为最终的施工图版本,设计图纸中的设备列表,表明了最终安装在污水厂内现场的各台套设备的情况。因为一些设备在安装到现场之后,由于各种原因,无法查到设备的具体型号参数等,比如水下设备,比如一些设备送外检修几次之后,设备铭牌慢慢就找不到了,模糊的设备参数是无法进行设备的维护检修,设备的备品备件的购置,更不能实现工艺的调控,这个时候只有通过阅读设计图纸,寻找相应的设备列表,查找相关的设备参数,这样才能准确的确定具体的设备型号。: g9 m" E( }1 B) S. l3 ^$ B1 t© 2tech.cn
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当然在一些条件下,进行设备的更新改造时,也是需要了解最初的设备型号,联接管径等,这样才能保障更新改造和技术革新的设备和原有的位置能相互配合,满足其工艺要求,实现改造及革新的目的。
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© 环保之家[2tech.cn]* M8 F/ x2 \' m9 o+ z/ ~& \作为设备管理体系的中一部分,应该将设计图纸中的这些初始的设备资料进行信息化处理,为设备运行管理做好基础资料的收集和整理工作。设备管理是每个污水厂运行中非常重要的工作之一,从基础认真做起,是保证设备运行管理体系良好运行的前提。
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除去这两个,还有一项表格是材料列表,这是对单体构筑物的各种阀门,联接管件的详细列表说明,这些材料是单体构筑物内的设备的相互联接的管件材料等,这些管件,阀门在今后运行中,有些阀门是经常使用的,有些不经常使用,但是不论使用频次高低,都会有损坏的机会,详细的阅读设计的资料,为这些管件做相应的统计和运行备用,如果不需要长期备用,也要做好登记,方便在维修时间进行购买,很多管件设备在使用较长时间后,相应的参数可能会被磨损无法辨识,这就需要从设计资料中寻找相关内容进行备案。5 v& |1 v: Q3 [6 F© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]1 o$ h5 a+ A; y因此仔细阅读图纸中的各项资料,并把这些资料在不同的生产运行管理中转化成为管理工具,是污水厂技术运行人员需要进行基础工作之一。# Q4 y: F8 N, d© 2tech.cn
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每一个污水厂由于进水水质,进水水量,工艺条件等等外界因素的不同,会采取极具个性化的工艺流程,使每个污水厂都有不尽相同的工艺流程,特别是主体的生物处理工艺都会根据污水的实际来源进行不同的细节设计,这些细节的解读和运行中的灵活应用是每个污水厂的工艺运行人员应该去做的工作。; |. {3 j9 H/ k# l# K) ^9 W' [5 ]© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]# ^: V& Y/ U3 X7 _3 I- N8 A3 o( U; p虽然现阶段绝大部分的市政污水厂采用的工艺都是活性污泥法,活性污泥法的基本原理一定是相同的,但是针对实际的进水水质进行活性污泥法的某些项目上的强化,比如现阶段居民生活水平提高,生活污水中的氮磷含量升高,使除磷脱氮工艺成为污水处理的主要目标,多数设计就偏向于运行管理更加便利和明确的A2O工艺来进行设计,使很多新建污水厂都采用了A2O工艺,但是即便同是A2O工艺,各个厂也有自己的各自的特点,一些设计中利用池体设备设置一些灵活的调整措施,在运行管理中更加方便实际的运行控制。下面用某厂一个设计案例来说明下设计图纸中的工艺内容对生产运行中的一些指导。" Q( Q: R/ G. {. q: d8 x© 2tech.cn
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这个A2O工艺对生物除磷脱氮进行了强化设计,从图纸上可以看到整个生物工艺分为预缺氧池,厌氧池,缺氧池,好氧池,后(二段)缺氧池,后(二段)好氧池。设置如此复杂的生物工艺流程,主要是因为进水的总磷总氮偏高,TP长期在8~9mg/L左右,TN长期保持在80~100mg/L左右,并且受到冬季低温,碳源不足的不利影响,为了保证总磷总氮的稳定达标,从工艺设计上进行了生物脱氮除磷的强化设计,将整个生物池划分为六个区域,每个区域进行了不同的功能设计。' }7 p" O3 {% ]+ V3 m) \& k© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]# h) h, x5 L, u$ ]  V4 Q" J% g- @运行人员通过阅读生物池的工艺图纸,要对各个区域的设置的原因进行学习和了解,比如这个图纸中的预缺氧池,主要是针对二沉池中沉积的活性污泥中可能含有的部分硝态氮进行缺氧反应,进行这部分污泥中的硝态氮的反硝化,如果二沉池内回流的活性污泥携带较多的硝态氮,进入厌氧池后,就会和厌氧菌释磷的过程共同竞争进水中的易降解碳源,导致生物除磷的释磷过程受到一定影响。为此在进入到厌氧池前,设置预缺氧池利用一部分的进水中的易降解的有机碳源来进行活性污泥中残留的硝态氮的与去除,同时还可以释放掉二沉池底部活性污泥中携带的多余的部分游离态的氧气,以保持厌氧段的纯粹的厌氧环境。
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了解了预缺氧池的作用之后,继续从图纸中找到水流的下一个阶段,厌氧池。厌氧池的功能是比较明确的,它就是为了进行生物除磷的释磷过程而设置的,在这个池内的是严格厌氧的,因此没有曝气,而且与生物池内曝气的部分是严格分离的,不论从回流还是从池体接壤上,都设置了相应的措施来保证曝气池内的人工氧气不进入这个区域内。由于没有曝气的搅拌作用,厌氧池就需要利用池底设置的搅拌器来进行活性污泥的搅拌来保持生长在活性污泥中的聚磷菌和水中的易降解碳源充分接触,从而释放磷,为好氧阶段的过度吸磷做好准备。一般来说生活污水中的磷含量较低,因此在污水厂的池体大致比例上,厌氧池一般都比缺氧池好氧池要小很多,经常会利用边角的位置进行设置,但是这样的设置容易变成长条形式的厌氧池,这样的结构不利用搅拌器的充分搅拌,容易产生短流现象,因此在长条形式的池体结构上,为了达到充分搅拌的目的,一般会设置导流墙,通过墙体的导流和搅拌器的搅拌角度的调整,强制水流在池体内充分停留,达到设计的反应停留时间。! M: M: ]" ?$ c8 }; z8 z' ]* X© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]$ @; [) G  \: m/ ?4 K通过厌氧池之后,就进入到缺氧池内,缺氧池是生物脱氮的第二步反硝化脱氮的主要反应池,接受来自好氧区的硝化液的回流,利用进水中的有机碳源或者额外投加的碳源进行反硝化反应。这里是需要有内回流进入池体的,同时是给兼性的反硝化菌提供适合的缺氧环境使其进行反硝化反应的,因此这个区域是不能有曝气的,同样是要进行搅拌。由于进水中的氮比较高,缺氧区设置的比较大,和厌氧区一样,为了保证搅拌的充分均匀,同样进行了导流墙的设置,要注意这里的区域比较大,导流墙不是简单的一堵墙,而是几堵墙之间进行协调配合,形成的一个导流区域。由于缺氧区的区域较大,为了保证各个区域内的活性污泥都能被搅拌均匀,这里的搅拌器本身还需要具备推进的作用,所以在缺氧池内的搅拌一般采用的是推进器,叶轮较大,具备搅拌和推流的作用,使活性污泥在缺氧池内能按照导流墙的导流方向进行循环流动,避免水流短流,保证充分的停留时间,从而使反硝化过程能够充分的进行下去。
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© 环保之家[2tech.cn]9 |0 s3 I* l# f. N; Q* @, s通过这一张图纸可以看到很多功能性的结构设计的内容,运行人员需要进行进行了解这些设计的作用,比如搅拌器和推进器的设置原因是为什么,厌氧区和缺氧区的导流墙设计的原因又是为什么,当了解到这些原因之后,在实际运行中运行人员就更清楚在日常巡视中应该检查和巡视那些内容,对运行设备的管理的意义是什么,每个污水厂都有各自不同的设计,作为运行人员一定要看懂设计图纸中的工艺内容,不盲目迷信他人说法,立足于本厂的原本设计,这样才能更好认识和管理自己的污水厂。4 r5 b7 L5 H7 W/ ^3 f6 b© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]# M  p' V* ]" r: h  _1 H  u: S对出水总磷总氮的在线监控的要求,使污水厂的设计更注重了生物除磷脱氮的设计,在生活污水厂中,高氮磷进水难以稳定达标的主要原因是进水碳源不能满足生物除磷脱氮的需求,因此合理的、最大程度的利用进水中碳源,以及使用灵活的配水方式来进行管理是保持氮磷稳定达标和降低碳源成本的关键。对于一个污水处理项目来说,不论从设计层面还是从运营层面都需要参与人员认真的进行分析和总结,不断地改进和提升。( S! ?7 r9 \+ p( d! ^© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( M3 n2 V$ p3 o回到这套图纸来,对这套图纸中的进水分配进行读图分析。% |# p2 W6 n' r! S9 T5 r6 u: u© 2tech.cn

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© 环保之家[2tech.cn]6 z9 C+ R/ {2 \8 J$ E# m从上图中可以看到,进水进入到生物池以后,分为两个平行部分进行分配进水,由于两部分功能设计完全一致,看图就仅以上半部分来进行工艺讨论。! \7 b" g6 n) \; ^/ C' u© 2tech.cn
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预处理段进行处理后的(自水解酸化池)总进水通过DN600的进水管进入到进水分配区以后,就会遇到三处调节阀门来控制进水的去向。这三处阀门分别是预缺氧池配水堰门,厌氧池配水堰门,在配水渠的末端设置的缺氧池配水堰门。要注意这里是堰门不是阀门,堰门适用于这种开放式的明渠上的水量可观察的调控,尺寸更大,通过调整开启度的大小,可以有效的控制和分配水量,堰门的形式如下图所示:
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这三个堰门设置以后,对预缺氧区,厌氧区,缺氧区的进水都可以通过这三个堰门进行有效的调控,这样通过图纸可以阅读到生物池的进水的流线方向,基本明确进水的管控可以通过这三处来进行调整,我们知道活性污泥法中进水和活性污泥要进行充分的混合形成悬浮的混合液,这样才能保证活性污泥对进水中的有机碳源和营养物质进行充分接触和有效吸收,因此进水是需要和外回流的活性污泥进行充分混合的,这就需要我们判断这三处哪一处应该作为主体进水和活性污泥混合,哪一处是作为碳源的分配的堰门。这个判断需要对图纸外回流污泥的生物池内的流向进行解读。
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对于活性污泥法来说,除了对进水进行调控以外,还要有与之相配的回流污泥,在图纸中可以看到从二沉池回流泵房过来的外回流污泥管从地面向上穿出到池顶以后,注入到预缺氧区内,与预缺氧区的配水堰门相互平行的注入到预缺氧池。外回流的活性污泥的流向起点可以确定是在预缺氧池的进水口处,从预缺氧池再进入到生物池的哪一部分呢?在这一张图纸上就看不到了,这就需要阅读生物池的其他图纸来相互印证,从而发现活性污泥的流向。从同套图纸的另一张我们可以找到预缺氧池和厌氧池底部有1000×1000的孔洞相通,而厌氧池和缺氧池是通过导流墙尽头的空挡相通的,缺氧池和厌氧池分界点通过内回流管出口进行分开,缺氧池的第一部分和主体缺氧池又通过底部2000×1500的孔洞相通。通过这张图纸就可以确定了进水和活性污泥的混合液的主体流向,是从预缺氧池为起点,然后分别经过厌氧池,缺氧池的。这样就可以判断出上述的三个堰门,其中预缺氧池的配水堰门是预反硝化的碳源分配堰,厌氧池和缺氧池的堰门是生物除磷和生物脱氮的碳源的分配堰门。, _. R( b  n# X© 2tech.cn
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© 环保之家[2tech.cn]  k, I9 i7 D. z通过仔细的查看设计图纸,运行人员可以根据图纸中和现场堰门的安装情况,来进行日常的工艺管控。比如预缺氧池进水堰门在何时启用,在设计意图中,预缺氧池是对经过生物段处理后,进入二沉池的硝态氮仍没有被彻底反硝化完成,部分硝态氮在二沉池沉淀的活性污泥中,当这部分活性污泥进入厌氧区之后,会和厌氧的聚磷菌共同竞争进水中的小分子碳源,如果硝态氮过多,很可能会抑制生物除磷的释放磷过程;同时进入二沉池内的溶解氧过高也会造成沉淀后回流的活性污泥内的溶解氧含量高,也会对厌氧区的聚磷菌造成溶氧环境的不适宜,导致生物除磷反应受到抑制。所以说预反硝化区就是为了满足生物除磷的碳源满足和环境需求而设置的,何时开启预反硝化区的堰门就需要对生物池二段好氧区出口的溶解氧DO,二沉池出水总氮TN,二沉池出水氨氮NH3-N进行检测,根据检测结果来判断是否需要开启预缺氧区的进水堰门。9 ?; j2 A4 o" R3 W; g  i© 2tech.cn
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在二沉池出水总氮TN较高时,根据出水的一级A指标的TN为15mg/L,为了厂内有缓冲的调整余地,在实际运行中把二沉池出水TN>12mg/L(深度处理为反硝化深床滤池的可以适当调高)作为运行的控制指标。因此我们可以根据二沉池出水总氮是否高于12mg/L作为判断的依据,当TN高于12mg/L时,同时检测二沉池出水的氨氮,同理把二沉池的过程氨氮控制在2mg/L,当出水氨氮小于2mg/L时,说明生物池反硝化效果较差,而二沉池沉淀的污泥中会含有较多的硝态氮,这时就要注意这部分硝态氮对厌氧池的释磷反应的抑制争夺作用,此时就要打开预缺氧池的进水堰门,引入进水的中的碳源对回流污泥中的硝态氮进行反硝化作用,如果厂内有条件进行回流污泥中的硝态氮检测,可以做更为精细的回流污泥硝态氮的检测,根据检测的硝态氮含量的高低,来进行缺氧区的配水控制。
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 楼主| 治污者说  甘首五朝臣  发表于 2021-4-14 07:51:36 | 显示全部楼层
如果回流污泥中的TN高于12mg/L并且氨氮高于2mg/L时,说明生化段硝化反应进行的不够彻底,此时需要加强生化池内的曝气量,增加污泥浓度,降低氨氮,完成脱氮反应的第一步。此时预反硝化区的去除硝态氮的作用不大,但是在调整曝气后,容易造成二沉池内沉淀的活性污泥中的溶解氧升高,需要对这部分溶解氧进行释放,从而避免对厌氧池内的厌氧环境造成影响,导致释磷反应受到抑制。因此此时的预缺氧区主要的作用就是对二沉池回流的污泥进行脱氧,进水中的碳源可以考虑尽量满足厌氧和缺氧区的使用,因此此时可以不开启预缺氧池的进水堰门。
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如果回流污泥中的TN低于12mg/L并且氨氮低于2mg/L时,说明生化段的生物脱氮完成的较好,回流污泥中的硝态氮也在控制范围内,可以不考虑硝态氮的影响,此时应重点考虑生物除磷的碳源满足,因此此时也不需要开启预缺氧区的进水堰门。
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如果检测生化池第二曝气池末端出水的溶解氧过高,要进行出口溶解氧的下调,同时要关闭预缺氧池的进水堰门,因为此时会造成预缺氧池内的溶氧过高,导致此处发生了COD的降解,消耗了进水中的优势碳源,大量争夺了生物除磷脱氮所需的碳源,从而造成生物除磷脱氮反应效果的下降。
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在预缺氧池设置的阀门主要针对生物池总氮的去除效果的不同而进行不同的调控,同时还有对回流污泥中的富裕的氧气的一个再释放的过程,那么在厌氧池和缺氧池的配水阀门又分别起到什么样的作用呢?
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© 环保之家[2tech.cn]! A% u+ V3 m+ g. Y4 d1 u厌氧池作为本次设计的工艺流程中紧跟预缺氧池后的功能单元,其主要作用当然还是作为生物除磷的主要处理构筑物,厌氧池一般放在A2O工艺的第一个处理功能单元,因此厌氧池的配水是作为正常流向的配水阀门,无论预缺氧池是否正常投用,厌氧池都要作为第一道处理工序进行使用的。但是需要加以注意的就是厌氧释磷的过程是需要消耗易降解的碳源的,因此厌氧区的配水阀门的开启就涉及到与生物脱氮的碳源竞争的问题,下面根据实际的运行情况我们来探讨下厌氧区的配水阀门的运行管理工作。
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首先需要明确的是,厌氧区的阀门是要开启的,要保证厌氧区的功能得到正常发挥,生物除磷一直被各个污水厂忽视,认为生物除磷难以控制,往往对是生物除磷不加以重视。对于生活污水来说,进水中的磷含量并不高,如果能充分利用好生物除磷的作用,会使污水厂管理更为轻松和降低成本。因此厌氧池是一定要开启配水阀门的,但是要注意配水阀门的开启情况需要结合实际的进水水质来进行,进水中的氮磷含量的高低决定了厌氧池和缺氧池配水阀门的开启程度。当进水中的磷较高的时候,尽量发挥生物除磷的作用,可以将缺氧池的配水阀门开启度控制的较小甚至关闭,这样大部分污水原水先经过厌氧池,原水中的易降解碳源会在厌氧池中生物释磷的过程中被吸收,促进生物释磷的反应进行;当进水中的总氮较高的时候,就需要在缺氧池的反硝化脱氮过程中尽量利用原水中的碳源,就需要开启缺氧区的配水阀门来对缺氧区尽量补充进水中的碳源,以减少缺氧区的外加碳源的投加。% `: e1 R8 J4 g  {7 D/ ?( s8 G© 2tech.cn
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从运行角度的另一个考量,就是成本的运行问题,如何尽量减少外加药剂的量,充分合理的应用多点进水的调整来控制成本,这是污水厂的运行管理人员在工作中需要进行的精细化的管理工作,这需要在不同的进水水质的情况下进行成本的核算。究竟是进水中可利用的碳源满足生物除磷的需求还是生物脱氮的需求,这需要对厂内的除磷药剂的使用量和脱氮的外加碳源的使用量的情况进行核算,来衡量厌氧池和缺氧池的配水阀门的不同的搭配开启情况。5 C3 z( M" {* D3 E0 ]' ?© 2tech.cn
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因为厌氧和缺氧对进水中的碳源能降解的都是易降解碳源,因此在实际运行中如果简单凭借进水的COD来判断碳源的多少还是不够的,因为有些COD是较难降解碳源,需要在好氧区通过大量的曝气和强氧化能力的异养菌的作用下才可以被分解,运行中要对进水中的易生物降解碳源进行检测,一般需要检测BOD来近似的确定这部分的易降解的进水碳源的含量多少,有条件的可以开展VFA(易挥发有机物)的检测,以及SCOD的检测,这些都是对进水中易降解碳源的一些近似的检测方案,通过这些检测,可以大致的了解进水中的易被降解吸收碳源的含量,比如检测到VFA较高,就可以优先考虑生物除磷,厌氧池的配水阀门开启度增大,充分满足生物除磷的碳源,然后通过污泥龄的控制,最终实现生物除磷,减少除磷剂的投加。# R( v9 u. F$ r1 k© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]7 h9 T! s/ w3 S- \0 n* {应该说厌氧区和缺氧区的配水堰门的管控是合理利用和分配进水中易降解的碳源的重要工作,合理有效的控制这两个配水堰门需要我们对设计图纸的堰门布局认真探究,研究堰门的布置细节,根据设计内容,灵活发挥这些设计中预留下的运行控制渠道进行工艺调整,更加精准的控制运行成本,为污水厂步入良性运行轨道而打好基础。
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© 环保之家[2tech.cn]- M6 F' w$ _, v/ @1 Q& |% e& Z9 G对于一座建成的污水厂来说,核心的处理工艺在生物池,了解生物池的详细构造才能对生物池进行更好的运行管理,而了解生物池的详细构造最简单快捷的方法不是去一座已经运行稳定的生物池表面上去看,因为有很多管路,过水孔洞,水下设备都是在混合液面以下的,是已经无法看到的,这样是得不出来生物池的详细构造的,因此最快捷简单的方式是阅读生物池的图纸,通过详细的阅读图纸来进行生物池的基本的构造的认知,为运行管理做好基础准备工作。
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© 环保之家[2tech.cn]) g. A* l; h8 a/ j+ Z而对于配套的预处理和深度处理部分,要仔细查看图纸中的设计细节,理解设计意图,把图纸复盘到现场的处理构筑物上,要明确在污水厂中的每一阶段的构筑物都有自己不同的功能性,而这些功能的发挥是通过不同类型的构筑物内部的一些精细的设计来实现的,而作为运行人员要去通过认真的阅读设计图纸,才能把这些设计内容理解并应用在日常的管理中去。4 p/ H% v8 p) ?- F5 F© 2tech.cn
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污水厂的设计图纸涵盖多个专业学科,运营人员有时候不仅仅需要阅读工艺图纸来指导工艺管理,在日常运行中,做一些设施设备的改造,还要阅读结构图纸等。这都需要运营人员对本厂内的全部的大量的图纸进行详细的阅读和理解,从而更好的指导污水厂全面的生产运行工作。% I+ l% t; Z4 s© 2tech.cn
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污水行业由于本身的特殊性,设计和实际总有一些差别,这是由于中间有很多环节上的制约造成的。运营人员也常常抱怨设计中存在很多不合理的地方。但是仍有很多运营人员其实在厂里完全没有认真阅读过设计图纸,只是一味的抱怨,而设计人员也没有一而再再而三的为运营人员解读图纸的设计意图,双方在沟通交流上存在很大的偏差。当然这与运营人员偏重实际应用层面,设计人员偏重规范理论层面也有很大的关系。而运营人员不可能长期解读规范和理论,设计人员也不太可能长期跟踪水厂的日常运行,正是这种很难调和的矛盾,造成污水厂的实际运行起来总有一些磕磕绊绊的感觉。这时运营人员就会一味的指责设计的不足,但是这其实是一个行业性的问题,这需要全方面的改变。$ u" t7 m% h6 }0 Z7 q% R© 2tech.cn
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这个系列是希望运营人员通过认真仔细的阅读设计图纸,学习和认知污水厂的各种设计意图,从而更好的管理污水厂。指责和抱怨其实改变不了多少现状,在接触了一些项目的时候,发现其实有些设计意图是很明显的,但是运营人员不去利用设计意图,只是凭借以往的经验运行,造成了设计意图的无用化,而盲目运行又导致问题出现。特别是近年来,在全国污水厂提标增效的大背景下,越来越多的新工艺在污水厂中的设计中体现出来,这些新工艺依赖以往的旧的经验已经很难管控了,比如多点进水的改良型A2O+ AO工艺,各个环节的控制都非常精细,以往的运行人员的大曝气,高浓度其实并不是全方位解决水质达标的最佳方法。新的环境背景的要求污水厂的运行人员去学习这些设计的新工艺,把这些新工艺理解并能够转化成日常的管理思路。认真的阅读图纸是污水厂运营管理人员在新工艺实施过程中必须要进行的工作。
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当然污水处理行业中从业人员众多,难免会有部分设计人员敷衍了事,做出的设计不尽人意,这种情况是杜绝不了的。在这种项目上,运营人员其实更应该仔细阅读图纸,一方面是寻找图纸中的不足,为下一步的改进积累足够的话语权,如果没有仔细阅读图纸,就是和设计人员对峙的时候,运营人员都很容易被设计人员误导的无话可说,所以为了更多的话语权也是要仔细阅读图纸的;另一方面是在图纸中寻找解决之道,为了达标,需要利用设计中可能预留以及富裕的部分,来进行运行中的相互弥补,灵活变通的实现水质的稳定达标处理,毕竟对运营人员来说,水质达标才是硬道理。
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© 环保之家[2tech.cn]& J& L5 ~) S2 l! |8 y其实对于污水行业来说,这种矛盾不是现在存在,而会长期存在,这需要我们每一个从业人员不是总在抱怨,而是积极的从自身出发,不断地提升自身的技术和业务能力。我相信这个系列一开始的时候,很多运行人员一定希望这个系列成为讨伐设计人员的檄文,出一口多年来被设计人员摆布的恶气。这并不是这个系列的初衷,这个系列是希望运行人员弯下腰,坐进办公室,捧起图纸认真的学习设计内容,这才是希望每一个运行人员去做的事情,提升污水厂运行管理人员的能力,通过每一个普通运行人员的能力的提升和改变,促进整个行业的向前发展,而不是激化行业内的矛盾,与其花非常多的时间来指责对方的不足,倒不如先把自身提升到让对方能听从自己的意见为好。
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现阶段污水处理行业不论从地球环境层面,国家政策层面,普通民众的认知层面都要求污水处理行业要不断地向前发展,在这滚滚向前的洪流中,大环境不断地逼迫污水行业向前发展,我们每一个从业人员都应该摒弃各自为主的偏见,认真的向行业链条中的每一个环节进行学习,只有在不断地相互交流学习,才能提升污水处理行业的良性发展。: g  e! o9 ?4 s6 H  E© 2tech.cn
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作为污水厂的一线的运行人员是污水处理达标排放的最终实现者,一定要摒弃污水厂毫无知识可言的思想,要不断地提升污水知识,通过各种方式渠道学习污水处理,应该说污水厂的设计图纸是提升污水厂运行管理人员对本厂的认知最直接和最好的途径,认真的阅读和学习图纸中的设计意图,从而实现污水厂的更好的管理,现在和未来都是运营人员的重要工作。
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