城市污水處理廠案例（操作）

1、職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)水污染控制課程案例城市污水處理廠案例（操作）一、概述某城市污水處理廠廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為 100,000 m3/天，是一條完整的處理系統(tǒng)，由粗格柵、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、沉砂池、低負(fù)荷生物處理工段（用于有效去除有機(jī)物質(zhì)、懸浮固體，氮和磷）以及污泥處理設(shè)施組成。來(lái)自收集區(qū)域的污水引至水廠進(jìn)水口，在那里通過(guò)2個(gè)自動(dòng)的自清洗粗格柵。粗格柵用來(lái)保護(hù)后續(xù)的泵站，阻止大塊雜質(zhì)的進(jìn)入，否則會(huì)造成泵的損壞。 污水經(jīng)粗格柵后進(jìn)入一個(gè)泵站。泵將污水提升使污水靠自流經(jīng)過(guò)該水廠的其它部分到達(dá)出水口。 用泵將污水輸送至2個(gè)自動(dòng)自清洗的細(xì)格柵前面，然后，污水流進(jìn)2 個(gè)渦流式沉砂池進(jìn)行自動(dòng)排砂

2、。 污水從沉砂池進(jìn)入2條并行操作的生物處理線(xiàn)，每條線(xiàn)包括一個(gè)選擇池和2個(gè)并聯(lián)的氧化溝。在選擇池內(nèi)，污水與生化活性污泥混合。從選擇池出來(lái)的污水和污泥流至按氧化溝設(shè)計(jì)的曝氣池。選擇池出水口處的自動(dòng)堰控制至曝氣池的流量方向。 在曝氣池內(nèi)進(jìn)行水的生物處理。通過(guò)操作進(jìn)水和出水堰與按一定的順序進(jìn)行兩個(gè)渠內(nèi)變化曝氣和缺氧條件相結(jié)合的方法來(lái)達(dá)到有機(jī)物質(zhì)和氨氮的去除。曝氣池出口處的自動(dòng)堰控制曝氣池內(nèi)的液位。 水與活性污泥的混合物流從曝氣池自流進(jìn)入二沉池，在那里，水與污泥靠重力進(jìn)行分離。通過(guò)池周?chē)贾玫囊缌魇侄?，在清水通過(guò)流量計(jì)量裝置排到某個(gè)受納體之前，將其先引到氯接觸池。 沉淀池的設(shè)計(jì)是一種平流（圓形）吸口刮泥

3、橋式的沉淀池，這能保證污泥從沉淀池底部有效地排除。 從沉淀池底部出來(lái)的回流污泥引至四座沉淀池共用的污泥泵房，從那里將污泥泵送回到工藝中作為回流污泥，或者作為剩余污泥排掉。污水靠重力流經(jīng)整個(gè)水廠 。污水超越設(shè)施建在沉砂池下游的進(jìn)水井以便生物裝置能進(jìn)行旁通。大容積的回流污泥泵房也可以作為污泥儲(chǔ)池。來(lái)自工藝的剩余污泥從污泥泵房輸送到2 臺(tái)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械濃縮和脫水。每套脫水單元由一臺(tái)進(jìn)泥泵、一條預(yù)脫水帶、一臺(tái)帶式壓濾機(jī)和一臺(tái)聚合物投加泵組成。這種配置能提高污泥脫水系統(tǒng)的能力和靈活性。 設(shè)有一個(gè)聚合物制備單元服務(wù)于這兩條脫水線(xiàn)。由于在膨脹的曝氣溝內(nèi)污泥的泥齡較大，因此剩余污泥需進(jìn)行生物穩(wěn)定，這樣在脫

4、水后不會(huì)使其變質(zhì)，形成很大的臭味。從濃縮和最后脫水出來(lái)的廢水靠重力引至該水廠的進(jìn)水井。二、操作 1、粗格柵站格柵通過(guò)液位差和絕對(duì)液位控制回路支配的一臺(tái)計(jì)時(shí)器自動(dòng)操作。液位控制回路的功能如下：每座格柵有2個(gè)液位元件，一個(gè)位于上游，一個(gè)位于下游，測(cè)量各自的水位。信號(hào)由2個(gè)分開(kāi)的變送器分別記錄。在SCADA 系統(tǒng)內(nèi)記錄的信號(hào)作為絕對(duì)液位以及液位差指示。對(duì)預(yù)設(shè)定值的觀測(cè)，無(wú)論是格柵上游最大絕對(duì)值還是最大液位差，可動(dòng)作格柵處的電動(dòng)耙進(jìn)行。每座格柵配有一個(gè) M/O/A (手動(dòng)/關(guān)/自動(dòng)) 開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)模式下，隨著選擇開(kāi)關(guān)處于自動(dòng)位置，該格柵將或者按過(guò)格柵的高絕對(duì)液位或者按PLC內(nèi)計(jì)時(shí)器的設(shè)定以前進(jìn)方向循環(huán)

5、運(yùn)行。當(dāng)M/O/A 選擇開(kāi)關(guān)處于手動(dòng)位置時(shí)，操作員通過(guò)動(dòng)作格柵起動(dòng)按鈕或格柵停止按鈕能夠手動(dòng)操作以前進(jìn)方向運(yùn)行的格柵。 當(dāng)一座格柵無(wú)論在何時(shí)起動(dòng)時(shí)，都要起動(dòng)輸送機(jī)。格柵的運(yùn)行與柵渣輸送機(jī)的運(yùn)行是聯(lián)鎖進(jìn)行的。柵渣輸送機(jī)設(shè)有一延時(shí)停止功能，確保正在運(yùn)行周期的柵渣輸送機(jī)內(nèi)的雜質(zhì)完全排出。粗格柵之前和之后的電動(dòng)閘板可以通過(guò)就地控制箱上的按鈕打開(kāi)和關(guān)閉。操作目的：確保格柵進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逑匆苑乐垢駯哦氯?。為了在柵桿上形成過(guò)濾層，減少磨損，盡量減少操作時(shí)間。糾正措施：若格柵在高流量下有堵塞的趨勢(shì)，應(yīng)減小高位設(shè)定點(diǎn)和低位設(shè)定點(diǎn)之間的差值。日常維護(hù)：檢查格柵和螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行情況，必要時(shí)，必須對(duì)格柵和/或輸送機(jī)進(jìn)

6、行清洗，柵渣料斗滿(mǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換。 2、機(jī)械細(xì)格柵格柵通過(guò)液位差和絕對(duì)液位控制回路支配的一臺(tái)計(jì)時(shí)器自動(dòng)操作。液位控制回路的功能如下：每座格柵有2個(gè)液位元件，一個(gè)位于上游，一個(gè)位于下游，測(cè)量各自的水位。信號(hào)由2個(gè)分開(kāi)的變送器記錄。在SCADA 系統(tǒng)內(nèi)記錄的信號(hào)作為絕對(duì)液位以及液位差指示。對(duì)預(yù)設(shè)定值的觀測(cè)，無(wú)論是格柵上游最大絕對(duì)值還是最大液位差，可動(dòng)作格柵處的電動(dòng)耙進(jìn)行。每座格柵配有一個(gè) M/O/A (手動(dòng)/關(guān)/自動(dòng)) 開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)模式下，隨著選擇開(kāi)關(guān)處于自動(dòng)位置，該格柵將或者按過(guò)格柵的高絕對(duì)液位或者按PLC內(nèi)計(jì)時(shí)器的設(shè)定以前進(jìn)方向循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)M/O/A 選擇開(kāi)關(guān)處于手動(dòng)位置時(shí)，操作員通過(guò)動(dòng)作格柵起

7、動(dòng)按鈕或格柵停止按鈕能夠手動(dòng)操作以前進(jìn)方向運(yùn)行的格柵。 當(dāng)一座格柵無(wú)論在何時(shí)起動(dòng)時(shí)，都要起動(dòng)輸送機(jī)。格柵的運(yùn)行與柵渣輸送機(jī)的運(yùn)行是聯(lián)鎖進(jìn)行的。柵渣輸送機(jī)設(shè)有一延時(shí)停止功能，確保正在運(yùn)行周期的柵渣輸送機(jī)內(nèi)的雜質(zhì)完全排出。柵渣輸送機(jī)將柵渣排到一個(gè)倉(cāng)斗內(nèi)，當(dāng)倉(cāng)斗裝滿(mǎn)時(shí)，進(jìn)行手動(dòng)排渣。格柵配有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)器已回到正常的限制位置時(shí)，在PLC內(nèi)使用停止功能。操作目的：確保格柵進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逑匆苑乐垢駯哦氯?。為了在柵桿上形成過(guò)濾層，減少磨損，盡量減少操作時(shí)間。糾正措施：若格柵在高流量下有堵塞的趨勢(shì)，應(yīng)減小高位設(shè)定點(diǎn)和低位設(shè)定點(diǎn)之間的差值。日常維護(hù)：檢查格柵和螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行情況，必要時(shí)，必須對(duì)格柵和/或輸送

8、機(jī)進(jìn)行清洗，柵渣料斗滿(mǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換。 3、沉砂池(渦流式沉砂池) 設(shè)于沉砂池中心的可控頻率攪拌器在該池內(nèi)提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)流以一定的速度使砂子顆粒沉降，同時(shí)使較輕的顆粒，如有機(jī)固體，在該水流中保持懸浮。 用與攪拌器軸聯(lián)動(dòng)的一臺(tái)空氣提升泵排除沉砂池中心斗中的沉降砂子，通過(guò)在該泵的底部注氣將其沉降至一個(gè)分砂器中。2臺(tái)羅茲鼓風(fēng)機(jī)，每個(gè)沉砂池一臺(tái)，向泵提供壓縮空氣。 該攪拌器每天以恒定的速度連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)。通過(guò)一個(gè)變頻轉(zhuǎn)換器，可以將攪拌器的速度調(diào)節(jié)到產(chǎn)生最佳的局部砂粒的沉降效果。正確的速度將在水廠調(diào)試期間進(jìn)行設(shè)定?？諝馓嵘玫倪\(yùn)行在按進(jìn)水流量的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制，控制泵的間隔時(shí)間和最小的泵送時(shí)間的控制受計(jì)時(shí)器

9、支配。當(dāng)一定的預(yù)設(shè)的進(jìn)水量(m3)已經(jīng)過(guò)進(jìn)水流量計(jì)或當(dāng)該流量超過(guò)一定的預(yù)設(shè)值達(dá)一定的預(yù)設(shè)定時(shí)間的情況下，泵將由計(jì)時(shí)器控制。不過(guò)，若二次相繼起動(dòng)之間的時(shí)間超過(guò)某個(gè)設(shè)定值，不管過(guò)流量多少或當(dāng)前的流量如何，該計(jì)時(shí)器都將起動(dòng)泵。操作目的：將隨污水帶入水廠的絕大部分砂子沉淀。避免有機(jī)化合物隨砂子一起在污水中沉淀。攪拌器的轉(zhuǎn)速必須用變頻器調(diào)到在有機(jī)懸浮物質(zhì)不沉淀的情況下使沉砂量達(dá)到一個(gè)最佳的液位。該速度的減低會(huì)引起微細(xì)砂粒的沉淀，但也有可能含有有機(jī)顆粒。 4、生物選擇池來(lái)自沉砂池的污水流入2條生物工藝線(xiàn)，每條線(xiàn)包括一個(gè)選擇池和2個(gè)氧化溝。接收來(lái)自沉砂池的進(jìn)水和二沉池的回流污水的一個(gè)配水構(gòu)筑物間，通過(guò)采用2

10、個(gè)固定的溢流堰, 將總的液體混合流量在這2條工藝線(xiàn)之間分開(kāi)。之后，混合液體進(jìn)入氧化溝前面的缺氧選擇池，選擇池的主要目的是增強(qiáng)活性污泥的沉淀性以確保后續(xù)的二沉池中的污泥和清水足夠的分離。選擇池由環(huán)狀隔間組成，里面設(shè)有2個(gè)攪拌器。由于在隔間內(nèi)的停留時(shí)間短，在選擇池內(nèi)保持著高養(yǎng)料與生物群比率以及高BOD含量。這些條件會(huì)引起有機(jī)物質(zhì)瞬間吸附到活性污泥顆粒中，因此增強(qiáng)了它們的沉淀性。另外，對(duì)形成細(xì)菌的礬花增長(zhǎng)也有益處，但需犧牲掉絲狀細(xì)菌。由于選擇池內(nèi)的非曝氣條件，所以它可作為反硝化容量，幫助曝氣溝去除污水中的硝酸鹽。部分通過(guò)出泥中的磷消化而進(jìn)行的生物除磷是在本生物系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的。維護(hù)：池壁的一般清洗。5、

11、氧化溝在2條工藝線(xiàn)的每一條內(nèi)，混合液體流在2個(gè)下游的曝氣溝之間通過(guò)2根來(lái)自選擇池的管道被分開(kāi)。每個(gè)曝氣溝出水口處的電動(dòng)操作的溢流堰能提供兩溝之間的流量分配?；旌弦毫髁靠芍苯拥竭_(dá)這2個(gè)下游的曝氣溝或者在它們之間進(jìn)行均勻的配流，根據(jù)曝氣溝的操作模式而定。工藝池的生物處理由以下三個(gè)主要工藝組成： (1) 好氧 BOD-去除 (有機(jī)物質(zhì)的好氧新陳代謝):活性污水中的一些微生物種群降解并通過(guò)需氧消耗有機(jī)物質(zhì)。這個(gè)工藝要求混合液體中的氧濃度是一定的。(2) 硝化作用(氨好氧轉(zhuǎn)化成硝酸鹽): 在原水污水中，全部氮以氨(NH4+)的形式正常存在或在處理階段的早期轉(zhuǎn)化成這種形式。兩個(gè)特殊種類(lèi)的微生物在協(xié)合作用（

12、亞硝酸化菌和硝化細(xì)菌屬）中能在消用氧的情況下將氨轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。所以，該工藝要求有氧存在。這些菌慢慢增長(zhǎng)，它們的活性完全取決于溫度，從而，它們要求在曝氣的條件下污水要有一定停留時(shí)間以便保持活性污水的存活。最小污泥齡由幾個(gè)因素決定，如：水溫。 (3) 反硝化(有機(jī)物質(zhì)的缺氧新陳代謝):如果混合液中沒(méi)有氧，提供好氧BOD-去除的大部分微生物也能通過(guò)用硝酸鹽(NO3-)替代氧進(jìn)行新陳代謝?？衫孟跛猁}中有氧部分進(jìn)行新陳代謝進(jìn)程，同時(shí)會(huì)將氮釋放到大氣中作為氮?dú)釴2。用這樣的方法，硝酸鹽將從混合液中脫除。然而，該工藝要求有硝酸鹽以及有機(jī)物質(zhì)存在于液體中并且缺氧。所以，硝化作用必須在反硝化取得之前進(jìn)行。同時(shí)

13、，反硝化的細(xì)菌必須給有足夠量的BOD，局部的混合液體容量必須保持無(wú)曝氣工況。為了得到所有這些工藝所需的條件，若要求的話(huà)，可以使用不同的操作模式。 好氧BOD-去除和硝化作用是采用高效的表面圓盤(pán)式曝氣器進(jìn)行必要的曝氣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)池子均配有11個(gè)曝氣器，有五個(gè)機(jī)組配有雙速電機(jī)，其他配置單速電機(jī)。除曝氣外，在高速模式下進(jìn)行的曝氣器的操作也會(huì)產(chǎn)生污水和污泥的混合。在這種情況下，沒(méi)有曝氣的混合是需要的，在低速模式下運(yùn)行的雙速曝氣器只提供混合。污泥濃度必須根據(jù)污水的溫度及池子的有機(jī)負(fù)荷保持一定液位，以獲得必要的好氧和總泥齡，保證有效的BOD-去除、硝化作用和反硝化。 生物處理池中的污泥濃度通過(guò)連續(xù)提供來(lái)

14、自二沉池的污泥（回流污泥）得以保持。每個(gè)池子配有2個(gè)自動(dòng)電動(dòng)溢流堰控制池子排放到二沉池(開(kāi)/關(guān))。通過(guò)一臺(tái)液位變送器，當(dāng)這些堰當(dāng)打開(kāi)時(shí)，也能控制池中水位保持在一個(gè)固定的設(shè)定水位，從而保持圓盤(pán)式曝氣器能浸沒(méi)在一個(gè)恒定的深度，避免曝氣器過(guò)大的淹沒(méi)， 這對(duì)保證并優(yōu)化曝氣器的性能是必要的。溝1和溝2并聯(lián)恒定操作，每條溝處理一半的進(jìn)來(lái)污水。在每個(gè)池內(nèi)，幾臺(tái)曝氣器從流量方向的進(jìn)口連續(xù)計(jì)數(shù)，可以經(jīng)常保持不運(yùn)行，或者在低速模式下交替運(yùn)行，如果電機(jī)是雙速類(lèi)型的話(huà)，這是為了確保該溝上游部分用于反硝化目的的非曝氣條件。其他的曝氣器（在操作的曝氣器）將處在運(yùn)行中以保持溝內(nèi)其余部分有一恒定的氧濃度，以便實(shí)現(xiàn)好氧BOD-去除和硝化作用。通過(guò)水的循環(huán)，接收含BOD原水的該溝非曝氣部分將被不斷地供給來(lái)自該溝曝氣部分的硝酸鹽，由此獲得最佳的反硝化條件。這種模式被稱(chēng)為“局部反硝化”。 如果操作員想在沒(méi)有反硝化的情況下運(yùn)行該水廠，如：在寒冷季節(jié)，為了充分利用整個(gè)曝氣過(guò)程的工藝容量，那些長(zhǎng)期不運(yùn)行的曝氣器可以設(shè)定為零。6、二沉池用裝在轉(zhuǎn)動(dòng)式刮泥橋上的吸管系統(tǒng)將污泥從二沉池底部排出。正是因?yàn)橛辛嗽撓到y(tǒng)，污泥當(dāng)經(jīng)過(guò)刮泥機(jī)時(shí)會(huì)立即被排出，從而避免了污泥在缺氧條件下停留時(shí)間的延長(zhǎng)，延長(zhǎng)會(huì)引起在暖季節(jié)期間污泥的增長(zhǎng)。將可能漂