城市污水處理廠可持續(xù)的運行優(yōu)化控制

城市污水處理廠可持續(xù)的運行優(yōu)化控制第1頁/共65頁一、城市污水處理技術進展

與其它技術的發(fā)展過程一樣，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，城市污水處理技術也經(jīng)歷了一個由初級到高級逐步發(fā)展完善的過程。20世紀以前：僅限于物理方法和化學方法20世紀初：活性污泥法誕生20世紀20年代：二級生化處理系統(tǒng)形成并推廣完善20世紀70年代：污水廠才逐步完善了二級處理工藝。隨著水資源的日趨短缺，城市污水處理己從二級處理向三級處理過渡，人們將物理方法、化學方法、生化方法和物化方法有機地結合起來提高污水處理深度，以期達到城市污水的資源化。我國與世界其他國家城鎮(zhèn)生活污水處理率比較第2頁/共65頁二、我國城市污水處理廠的現(xiàn)狀及存在問題1、現(xiàn)狀

城市污水廠加快了建設步伐，從一定程度上改善了我國的地表水環(huán)境，尤其是城市水環(huán)境。污水處理廠增多污水日處理能力提高城市生活污水處理率上升2、存在問題

1）總體處理能力偏低，地區(qū)分布不平衡城市污水處理廠主要集中在東部地區(qū)，全國污水處理能力的65.5%,而中部和西部地區(qū)的污水處理能力僅占全國的18.8%和15.7%.

2）污水處理設施陳舊，運行負荷率有待進一步提高

城鎮(zhèn)生活污水收集系統(tǒng)之后，管網(wǎng)配套覆蓋率低城市污水處理設施設計規(guī)模超過實際處理要求3）污水資源化率低，污泥利用率不高

我國目前城鎮(zhèn)生活污水再生利用量占污水處理量的5%左右；污泥利用率20%第3頁/共65頁城市污水處理廠可持續(xù)運行的優(yōu)化控制三、我國城市污水處理廠的發(fā)展趨勢

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市化進程的加快,同時受水資源短缺和能源危機等影響,未來的城市污水處理廠將向以下方向發(fā)展：1、污水處理普及率更高城市污水處理的普及率及處理率將有很大的提高,污水處理設施的投資在國民經(jīng)濟總值中所占的比例會更大。2、推廣低能耗高性能的污水處理工藝技術高效、低能耗的城市污水處理技術和工藝流程將得到積極的開發(fā)和利用,以節(jié)省投資、降低維護費和運行費。3、水處理排放標準提高4、多功能的污水處理技術更為流行隨著城市的發(fā)展,城市用水的供需矛盾日益突出,污水處理廠不僅要承擔控制污染的任務,還要承擔解決城市水資源短缺的任務。城市污水處理廠的尾水資源化將是必然趨勢。5、有關污水處理的政策更加完善與城市污水處理廠的資源化相配套的相關政策、法律、法規(guī)更加健全,推進以節(jié)水型為中心的可持續(xù)社會的建成。第4頁/共65頁2、城市污水處理廠的運行與管理第5頁/共65頁一、概論

城市污水處理廠是個復雜系統(tǒng),涉及變化因子/如水質、水量、水溫等多,工藝流程復雜,構筑物、設備及管線繁雜,調控因子多，同時污水處理廠又是耗能大戶,需要資金投人大,運營費用高。如何使污水處理廠的運轉優(yōu)化，在保證出水水質的條件下減少運行費用，提高能源利用率，我國運行管理上主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、污水處理廠缺乏系統(tǒng)綜合運行調度

國內外污水處理廠的運行管理均存在重單元管理和設備管理,而輕工藝的系統(tǒng)管理。污水處理各單元各個單元之間的聯(lián)系不密切，有水質水量突變等突發(fā)情況發(fā)生時,不易迅速作出調整。

2、城市污水處理廠管理人員素質有待提高

污水處理廠的運行是一個復雜的過程,要利用大型的構筑物、機械、設備與自控裝置,還涉及到各種測試手段,這就要求有高素質的操作管理人員,以先進的技術、文明的方式,安全地搞好生產運行。3、自動化控制水平有待提高

污水處理廠的高度自動化管理有利于控制污水處理廠的運行能及時發(fā)現(xiàn)處理設備異常，同時還可以節(jié)省人工。第6頁/共65頁預處理工藝及其構筑物的運行、維護和管理厭氧生物處理工藝的運行與管理好氧生物處理工藝的運行與管理消毒與計量污泥處理構筑物二、污水處理構筑物的運行、維護與管理第7頁/共65頁1、格柵

格柵主要通過柵網(wǎng)攔截作用是去除污水中體積較大的大塊飄浮物，否則這些大塊污物將堵塞水泵和管道，影響設備的正常運行。①應記錄每天發(fā)生的柵渣量，用容量或重量均可。根據(jù)柵渣量的變化，可以間接判斷格柵的攔污效率。當柵渣比歷史記錄減少時，應分析格柵是否運行不正常。②測定柵前、柵后水位，分析過柵流速控制是否合理，是否應及時清污。1）

監(jiān)測指標①流量分配調節(jié)②過柵流速的影響2）格柵的運行維護（一）預處理系統(tǒng)第8頁/共65頁3）格柵控制方式一是利用柵前柵后的液位差即過柵水頭損失來自動控制格柵的開啟；二是時間控制根據(jù)不同季節(jié)的柵渣量，設置格柵除污機的自動開停時間，柵渣量多時，開機時間設置長一些，反之，停機時間設置長一些。定期清洗水位測量儀的探頭紀錄每天發(fā)生的柵渣量，通過柵渣量的變化規(guī)律，調整格柵的定時開停時間，使格柵的運行更為高效。4）定時巡視檢查污水廠內最易發(fā)生故障的設備之一，定時現(xiàn)場巡視，觀察格柵上的柵渣量，水頭損失，格柵是否局部堵塞，格柵及輸送機是否有異常聲音，柵條是否變形，柵齒是否脫落，前后渠道是否沉砂

5）衛(wèi)生安全防止人員中毒，并減輕硫化氫對設備的腐蝕強制通風——排除硫化氫和甲硫醇等惡臭有毒氣體及時清除柵渣——防止腐敗產生惡臭，柵渣堆放處應經(jīng)常清洗第9頁/共65頁攪拌器、風機開始供氣，對沉砂進行提升，在風機開啟之前，還應首先開啟自來水，進行洗砂。風機與砂水分離器交替運行，風機和砂水分離器的運行時間均可依據(jù)污水中的含砂量來調節(jié)，由時間繼電器控制。工作順序是：沉砂—洗砂一排砂一出砂。渦輪沉砂池1）

監(jiān)測指標2、沉砂池測量并記錄每天的除砂量應定期測定沉砂池和洗砂設備排砂中的有機物含量。對于曝氣沉砂池，應準確記錄每天的曝氣量。曝氣沉砂池通過調整曝氣強度，可以改變污水在池內的旋流速度，2）運行控制第10頁/共65頁3、初沉池每班測排泥量；每天測一次排泥含固量。每班應記錄以下內容：排泥次數(shù)；排泥時間；排浮渣次數(shù)；浮渣量；溫度和pH值；刮泥機及泥泵的運轉情況。1）監(jiān)測指標2）運行控制表面負荷、停留時間、堰上負荷第11頁/共65頁排泥濃度下降初沉池一般采用間歇排泥，當發(fā)現(xiàn)排泥濃度下降，可能的原因是排泥時間偏長，應調整排泥時間。經(jīng)常測定排泥管內的污泥濃度，達到3%時需排泥。比較先進的方法是在排泥管路上設置污泥濃度計，當排泥濃度降至設定值時，泥泵自動停止；或根據(jù)時間控制排泥，排泥泵的開停時間可根據(jù)運行經(jīng)驗設定。浮渣槽溢流若發(fā)現(xiàn)浮渣槽溢流，可能的原因是浮渣擋板淹沒深度不夠，或刮渣板損壞，或清渣不及時。也有可能浮渣刮板與浮渣槽不密合。排泥不及時若排泥不及時，SS去除率會降低，并造成泥斗、泥管和刮泥設備堵塞。SS去除率低除排泥不及時之外，表面負荷過大、停留時間太短、進水整流不合理、出水堰板不平、密度流、風力、污水嚴重腐敗等都能使SS去除率降低。3）異常問題的分析第12頁/共65頁1、厭氧消化的影響因素與控制要求甲烷發(fā)酵階段是厭氧消化反應的控制階段，因此厭氧反應的各項影響因素也以對甲烷菌的影響因素為準。溫度因素

營養(yǎng)與C/N比生物固體停留時間（污泥齡）氨氮、硫酸鹽、含鹽量有毒物質酸堿度、pH值和消化液的緩沖作用（二）厭氧生物處理運行控制第13頁/共65頁2、厭氧反應器的啟動1）厭氧活性污泥來源污水廠消化池污泥。工業(yè)廢水厭氧處理裝置中厭氧污泥：好氧生物系統(tǒng)排出的剩余污泥化糞池或排水溝渠底泥其它來源2）厭氧活性污泥培養(yǎng)接種污泥量：與培養(yǎng)時間成成比，增加接種污泥量可以縮短培養(yǎng)期。逐漸提高溫度：升溫過快，易導致污泥上浮，升溫速度一般0.5-1℃/h。啟動初期：適量進水，低負荷運行生活污水或易生化廢水為主。負荷提高期：pH值穩(wěn)定的條件下，逐漸加大負荷，觀察去除效果、產氣率、酸堿度變化3）厭氧活性污泥馴化異步培養(yǎng)法，先培養(yǎng)后馴化；同步培養(yǎng)法，同時培養(yǎng)馴化第14頁/共65頁啟動期反應器進出水COD濃度變化情況負荷提高期水力負荷曲線負荷提高期反應器容積負荷及COD去除率的變化負荷提高期反應器氣體產量變化第15頁/共65頁厭氧污泥的主要聚集形式包括顆粒(granules)、絮體（flocs)、絮狀污泥(nocculentsludge)等。定義：團體和顆粒是結構緊密的聚集體。這些聚集體沉降后呈現(xiàn)固定的形態(tài)。絮體和絮狀污泥則是具有蓬松結構的聚集體，這些聚集體沉降后無固定形態(tài)。3、厭氧顆粒污泥第16頁/共65頁1）厭氧顆粒污泥的形成:

提高單位反應器中微生物量的有效方法之一是形成顆粒污泥。目前的研究認為形成顆粒污泥的條件至少有一下兩點：由一些無機物的晶體（CaCO3)形成顆粒污泥的中心，微生物和有機物在上面發(fā)生沉積和自凝聚，從而形成顆粒污泥。在UASB的啟動階段，由于升流式污泥床的水力篩分作用將一部分分散懸浮的生物絮體排出反應器，使比重大的污泥顆粒保持在反應器內。第17頁/共65頁顆粒污泥基本成熟后的掃描電鏡照片（運行第120天）第18頁/共65頁2）顆粒污泥的培養(yǎng)條件一般需要2-4個月；可分為：啟動期、顆粒污泥形成期、顆粒污泥成熟期；接種污泥的選擇：維持穩(wěn)定的環(huán)境條件，如溫度、pH值等；污泥負荷0.05-0.1kgCOD/kgSS.d，容積負荷應小于0.5kgCOD/m3.d保持反應器中低的VFA濃度；表面水力負荷應大于0.3m3/m2.d，淘汰絮狀污泥；進水中可適當提供無機微粒，如鈣和鐵，同時應補充微量元素(如Ni、Co、Mo)第19頁/共65頁3）顆粒污泥的沉速及其變化第20頁/共65頁4、厭氧反應器運行控制1）有機負荷對處理效果的影響反應器針對特定的廢水存在一個最大運行負荷區(qū)間，繼續(xù)增加負荷造成系統(tǒng)運行極不穩(wěn)定，揮發(fā)酸積累處理效率降低、甚至系統(tǒng)破壞

2）pH值對處理效果的影響參與厭氧消化的兩大類微生物所適應的pH值范圍并不一致第21頁/共65頁3）酸堿度的影響為了保證pH值穩(wěn)定，厭氧消化液中堿度、揮發(fā)酸含量必須保持一定的平衡。揮發(fā)酸越低越好，揮發(fā)酸越低出水COD越低一般VFA:100-300mg/L堿度：一般大于1500mg/L影響硫酸鹽還原菌與產甲烷菌關系的重要指標是COD/SO4比值4）硫酸鹽的影響5）溫度

避免溫度大幅度波動降溫幅度越大，影響越大，恢復時間越長第22頁/共65頁1、污泥膨脹類型絲狀菌膨脹絲狀菌過度繁殖引起絮體松散、沉淀惡化，SVI200-2000，最常見。非絲狀菌膨脹法國有30%的污水處理廠有污泥膨脹德國有50%的污水處理廠有污泥膨脹美國有60%的污水處理廠有污泥膨脹結合水過量增多，污泥相對密度變小，體積顯著增大，沉淀性能變差。（三）好氧生物處理運行控制第23頁/共65頁

表征污泥沉降性能的主要參數(shù)：污泥沉降比SV%；污泥指數(shù)SVI：

SVI值大于150mL/g，固液兩相不能正常分離。污泥面成層沉降速度ZSV；絲狀菌長度。1）非絲狀菌性污泥膨脹

菌體外蓄積大量高粘性多糖類物質，多糖類物質分子中含有很多羥基，與水結合性強，成親水性造成絮體松散。第24頁/共65頁2）絲狀菌膨脹比表面大、沉降性能差耐低營養(yǎng)耐低氧適合高C/N的廢水絲狀菌生理特點絲狀菌污泥膨脹的原因氮、磷不足

pH值低

BOD負荷過低水溫偏高

DO不足廢水中糖類、碳水化合物含量較多硫化氫含量高反應器的流態(tài)第25頁/共65頁2、活性污泥膨脹控制方法1）臨時性控制方法藥劑助沉法混凝劑、助凝劑、粘土、硅藻土控制投加量殺滅絲狀菌絲狀菌對化學藥劑敏感，控制劑量可以殺滅絲狀菌而減少對菌教團損害液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、雙氧水第26頁/共65頁2）工藝控制方法改變完全混合為推流式改變流態(tài)：設置生物選擇器：根據(jù)生物選擇性行理論，設置高負荷的生物選擇器區(qū)改變構造：設置厭氧-好氧交替運行，有利于菌膠團增加填料：曝氣池前端設置軟性填料，利于絲狀菌固著生長回流污泥定期加氯：輔助手段增加首端曝氣量，避免溶解氧不足第27頁/共65頁3、泡沫

化學泡沫

由洗滌劑或化學藥品引起，隨著活性污泥的生長，大量的洗滌劑會被微生物所吸收，泡沫也就消失了。若發(fā)現(xiàn)有白浪狀的泡沫，應當減少剩余污泥的排放量。若發(fā)現(xiàn)濃黑色的泡沫，表明污泥衰老，應當增加剩余污泥排放量。生物泡沫生物泡沫呈褐色，也可在曝氣池上堆積很高，并進入二沉池隨水流走，由于諾卡氏菌引起的生物泡沫。是污水中含大量油、脂類物質引起。第28頁/共65頁諾卡氏菌引起泡沫防治措施：泥齡控制消泡劑噴水消泡加氯消除諾卡氏生物泡沫第29頁/共65頁4、生物脫氮活性污泥法1）生物硝化的控制因素F／M：一般都在0.15kgBOD／(kgMLVSS·d)以下。負荷越低，硝化進行得越充分

泥齡SRT：硝化細菌增殖速度較慢，世代期長，如果不保證足夠長的SRT，硝化細菌就培養(yǎng)不起來，也就得不到硝化效果。實際運行中，

SRT控制在多少，取決于溫度等因素?；亓鞅萊：回流比一般比傳統(tǒng)活性污泥法大?；旌弦褐泻写罅康南跛猁}，如果回流比太小，活性污泥在二沉池的停留時間就較長，容易產生反硝化，導致污泥上浮。硝化工藝混合液的DO應控制在2.0mg／L以上，一般在2.0～3.0mg／L之間。當DO小于2.0mg／L時，硝化將受到抑制；當DO小于1.0mg／L時，硝化將受到完全抑制并趨于停止。溶解氧DO：第30頁/共65頁pH和堿度對硝化的影響硝化細菌對pH很敏感，在pH為8～9的范圍內，其生物活性最強，在生物硝化系統(tǒng)中，應盡量控制混合液的pH大于7.0，當pH＜7.0時，硝化速率將明顯下降。當pH＜6.5時，則必須向污水中加堿。隨著NH3-N被轉化成NO3-N，會產生出部分H+，這將消耗部分堿度，每克NH3-N轉化為NO3-N約消耗7.14g堿度(以CaCO3計)。因而當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，便會耗盡污水中的堿度，使混合液pH降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。混合液pH下降和堿度不足的原因第31頁/共65頁溫度對硝化的影響

硝化細菌對溫度的變化也很敏感。并隨溫度的升高，生物活性增大。在30℃左右，其生物活性增至最大.當污水溫度低于15℃時，硝化速率會明顯下降；當溫度低于10℃時，已經(jīng)啟動的硝化系統(tǒng)可以免強維持。但如果硝化系統(tǒng)被破壞，在10℃以下再重新啟動，培養(yǎng)硝化菌將是非常困難的。在冬季，為保證一定的硝化效果，可以采用增大泥齡SRT的方法來應對低溫對硝化的影響。當污水溫度在16℃之上時，采用8～10d的泥齡即可；但當溫度低于15℃時，應將污泥齡SRT增至12～20d。冬季低溫應對措施第32頁/共65頁2）生物反硝化的影響因素內回流比r內回流比r影響脫氮效果。典型城市污水的脫氮工藝常采用r為300～500%。污泥回流比R生物反硝化系統(tǒng)的污泥回流比R較單純生物硝化系統(tǒng)要小些。這主要是二沉池入流污水中的氮絕大部分已被脫去，二沉池中NO3-N濃度不高，二沉池由于反硝化導致污泥上浮的危險性已很小。運行良好的處理廠，R可控制在50%以下溶解氧反硝化要求在缺氧條件下運行，在實際運行管理中DO低于0.5mg／L在A-O脫氮工藝的缺氧段中，應使混合液的DO盡量低，DO越低，脫氮效率越高；當DO高于0.5mg／L時，脫氮效率明顯下降。第33頁/共65頁BOD5／TKN對反硝化的影響（碳源影響）

反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的，所以進入缺氧段的污水中必須有充足的有機物（電子供體），才能保證反硝化的順利進行。從理論上講，當污水的BOD5／TKN>2.86時，有機物即可滿足需要。但由于BOD5中的一些有機物并不能被反硝化細菌利用或迅速利用，因此，實際運行中應控制BOD5／TKN大于4.0，最好在5.7之上。否則，應外加碳源，補充有機物的不足。溫度對生物反硝化的影響

溫度越高，硝化速率也越高，在30～35℃時增至最大。當?shù)陀?5℃時，反硝化速率將明顯降低；至5℃時，反硝化將趨于停止。在冬季要保證脫氮效果，就必須增大SRT，提高污泥濃度。pH值和堿度對反硝化的影響

反硝化細菌對pH值的變化不如硝化細菌敏感，在pH為6-9的范圍內，均能進行正常的生理代謝，生物反硝化的最佳pH值范圍為6.5-8.0。反硝化過程中會產生部分堿度，將每gNO3-N轉化成N2，約可產生3.75g堿度，這樣可補償生物硝化所消耗的堿度的一半左右。第34頁/共65頁5、生物除磷的影響因素1）F／M與SRTA-O生物除磷工藝是一種高F／M低SRT系統(tǒng)。

SRT大于15d時，除磷效率在50%以下，

SRT降至6d以下時，除磷效率升至80%以上。負荷與SRT要同時保證BOD去除要求2）回流比R

A-O除磷系統(tǒng)的R不宜太低，一般在50%-70%的范圍內，保持足夠的回流比，盡快將二沉池內的污泥排出，防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環(huán)境發(fā)生磷的釋放。3）溶解氧DO

聚磷菌只有在嚴格厭氧狀態(tài)下，才進行磷的釋放；放磷越多，則吸磷越多，放磷量與吸磷量成正比。厭氧狀態(tài)下，聚磷菌每多釋放1mg磷，進入好氧狀態(tài)后就可多吸收2.0-2.4mg磷。好氧段的DO應保持在2.0mg/L之上，一般控制在2.0-3.0mg/L，因為聚磷菌只有在絕對好氧的環(huán)境中才能大量吸收磷。另外，保持好氧段的高氧環(huán)境，還可以防止聚磷菌進入二沉池后，由于厭氧而產生磷的釋放。第35頁/共65頁4）BOD5／TP

一般認為，要保證除磷效果，應控制進入?yún)捬醵蔚奈鬯蠦OD5／TP大于20，以保證聚磷菌對磷的有效釋放。聚磷菌大多為不動菌屬，其生理活動較弱，只能攝取有機物中極易分解的部分，要使出水TP＜lmg／L，應控制SBOD5／TP＞l0，而要出水TP＜0.5mg／L，應控制SBOD5／TP＞205）pH值對除磷效果的影響在pH=4.0時，磷的釋放速率最快，當pH＞4.0時，釋放速率降低，pH＞8.0時，釋放速率將非常緩慢。在厭氧段，水解菌將部分有機物分解為脂肪酸，會使污水的pH值降低，從這一點來看，對磷釋放也是有利的。在pH值為6.5-8.5的范圍內，聚磷菌能在好氧狀態(tài)下有效地吸收磷，且pH=7.3左右吸收速率最快。低pH值有利于磷的釋放，而高pH有利于磷的吸收6）溫度對除磷效果的影響

在5～35℃的范圍內，均能進行正常的除磷第36頁/共65頁1、加氯消毒系統(tǒng)的運行維護

1）加氯系統(tǒng)

一般由加氯機、混合裝置、接觸池組成。

記錄投入運行的時間和流量計現(xiàn)實的加氯量和氯瓶的重量；進行漏氯檢驗2）加氯量的控制城市污水二級出水加氯消毒之后，若要保持一定的余氯濃度，加氯量應該控制在10-15mg/L。二級出水的加氯消毒，可不需要在出水中保持余氯濃度，而以實際消毒耗氯量為加氯量的控制指標。當不需要保持余氯濃度時，二級出水加氯量一般為5-10mg/L。在實際運行控制中，可以大腸菌群數(shù)作為消毒效果的指標來控制加氯量（四）消毒與計量的運行與管理第37頁/共65頁2、常用污水計量設備的運行管理

污水長中常用的計量設備有巴氏計量槽、電磁流量計、超聲波流量計等。選擇原則：精度高、操作簡單、水頭損失小、不易沉積雜物。（1）、巴氏計量沿堰的運行管理

1）施工：預制搪瓷襯里，在現(xiàn)場埋置于鋼筋混凝土槽內

2）液位測量要準確（2）、電磁流量計的運行維護

1）安裝：要求介質有穩(wěn)定流態(tài)；不能測負壓管道流量；保證滿管測量

2）正確使用和維護：周期性檢查，定期清垢除塵（3）、超聲波流量計的運行維護

1）影響因素：上下游有足夠的直管段；滿管流；溫度、管道內結垢

2）運行維護：信號強度和良度的檢查；傳輸時間和時差；定期標定和校正；定期清垢除塵第38頁/共65頁（五）污泥處理的構筑物1、污泥濃縮池1）影響因素

水力停留時間：一般在12-30h范圍內固體表面負荷：初沉池90-150kg／(m2·d);活性污泥：10-30kg／(m2·d)

溫度：15-20℃最佳；溫度較低可允許稍長的停留時間

運行方式：連續(xù)和間歇2）運行維護

及時清除浮渣；防治絲狀菌膨脹；降低惡臭；防止流態(tài)不均勻造成短路3）異常問題與排除

污泥上浮，浮渣量多：加大集泥速度、及時排泥

排泥濃度低，濃縮比?。航档腿肓魑勰嗔俊⒔档团拍嗨俾识塘鳎赫{整溢流堰板、改造修復進泥口、調節(jié)入流污泥含固量

第39頁/共65頁2、污泥消化池1）影響因素

pH:6.8-7.4溫度：10-60℃

消化時間與負荷：最短允許消化時間和最大允許有機負荷混合攪拌：機械攪拌、水力循環(huán)攪拌、沼氣攪拌毒性：氨的濃度、硫離子、重金屬2）消化池的運行維護

pH及堿度的控制：中性、堿度2500-3000mg/L；利用VAF、ALK、CH4含量預測毒物控制：投加Na2S,投加量根據(jù)重金屬離子的種類及污泥中的濃度計算確定加熱系統(tǒng)的控制：消化液的溫度波動控制在0.5-1.0℃上下浮動的范圍內攪拌系統(tǒng)的控制：連續(xù)攪拌、間歇攪拌日常維護：定期取樣分析檢測；清砂清渣；除垢；防滲防腐檢查

第40頁/共65頁四、污水處理廠電氣與機械設備的運行與管理1、常用電氣設備運行維護1）配電設備使用與維護：固定式高、低壓開關柜、抽屜式低壓開關柜等2）變壓器的故障分析及運行絕緣降低：老化、受損、油質劣化溫度過高：電流過大、通風不良、變壓器內部損壞聲響異常：表面有閃絡、線圈擊穿自動裝置跳閘：短路、過負荷、二次線路、絕緣外阻3）電動機：定時測試外殼溫度、定期清潔機身、檢查電流表4）變頻設備：操作前切斷電源、日常檢查運行是否異常、定期檢查變頻器運行時無法檢查的部位第41頁/共65頁2、污水處理廠常用設備維護

污水處理廠常用的主要設備包括：泵類、鼓風機、格柵除污機、刮吸泥機、曝氣設備、污泥脫水設備等幾大類。1）格柵除污機及運行

控制格柵除污機間歇運行：人工控制、自動定時控制、水位差控制2）排泥機械

鏈條刮板式：速度0.6-0.9m/min；刮板高度150-200mm；防臭行車式：加強巡視白天2h/次，夜間4h/次；及時加油；故障清除；大修3）污泥脫水設備

帶式壓濾脫水：濾帶檢查、足夠的濾布沖洗時間、通風除臭、分析濾液離心脫水機：油箱油位、冷卻水及油溫、設備的震動情況，進泥調質第42頁/共65頁五、污水廠的自動化控制污水處理廠自動監(jiān)控系統(tǒng)的總體原則：實用性、先進性、可擴展性、經(jīng)濟性、易用性、可靠性、可管理性、開放性1、自動控制設備與軟件監(jiān)視操作儀表設備、控制設備、控制軟件2、污水廠工藝流程的自動控制

1）污水預處理控制：進水閘門、除渣機、除砂機

2）初次沉淀池控制：刮泥機和除泡沫設備、排泥泵3）曝氣池控制：供氣量、回流污泥量、排泥量

4）二次沉淀池控制：BOD-MLSS負荷、DO、回流比、進水水質

5）加氯消毒混合池控制：氯投加量、余氯監(jiān)測

6）污泥濃縮池控制：進泥量、排放濃縮污泥量

7）厭氧消化池控制：溫度、污泥的投配和攪拌8）污泥脫水預處理設施控制：混凝劑投量

9）脫水機：繼電器和計時器控制第43頁/共65頁六、污水處理廠安全生產

在污水處理廠的生產過程中，會產生一些不安全、不衛(wèi)生的因素，如不及時采取防護措施，勢必危害勞動者的安全和健康，產生工傷事故或職業(yè)病，妨礙生產的正常運行，因此，確保安全生產，改善勞動條件是污水處理廠正常運轉的前提條件。1、安全生產制度

建立安全生產責任制、安全生產教育制、安全生產檢查制、傷亡事故報告處理制、防火防爆制2、防毒氣

掌握污泥性質；檢查工作環(huán)境硫化氫濃度；鼓風通風、防毒用具、地下井檢查3、安全用電4、防溺水和高空墜落5、化驗室安全第44頁/共65頁3、城市污水處理廠的升級改造與水質提升第45頁/共65頁一、目標與原則

1、目標

城市污水處理廠升級改造的目標是增加處理規(guī)模、提高處理標準和處理效率、降低日常運行成本。2、遵循的原則

1）改造后的工藝能夠滿足新標準處理水質的要求；2）工藝運行可靠，且具有靈活操作性；3）盡量利用現(xiàn)有的構筑物，使改造投資小；4）布置緊湊，合理利用空間；5）在改造過程中盡量不對現(xiàn)有工藝的運行產生影響。應充分挖掘自身處理效能，通過適當?shù)母慕ㄒ赃_到改造工藝的目標，其次才考慮污水廠的擴建。第46頁/共65頁二、目前城市污水處理工藝

1、傳統(tǒng)活性污泥法

工藝特點出水水質穩(wěn)定，有機物去除率高、污泥負荷高、池容積小、電耗省、運行費用低。

由于污泥不穩(wěn)定，需增加設施進行穩(wěn)定化處理，增加了運行管理環(huán)節(jié)，加大了基建投入（1000-2000元/m3·d），但污泥產生的沼氣可用來發(fā)電或驅動鼓風機，使污水處理總能耗低（0.15-0.20kWh/m3），運行成本低（0.25元/m3左右），由于其明顯的經(jīng)濟性，特別在大型城市污水處理項目建設中（＞20萬m3/d），是國內外廣泛采用的城市污水處理工藝。2、A/B法工藝特點工藝的單元構成復雜產生的污泥不穩(wěn)定污泥量大建設投資比較多處理成本高運行管理復雜第47頁/共65頁3、氧化溝工藝特點處理工藝及構筑物簡單、有機物去除率較高、脫氮、除磷、綜合指標較優(yōu)、泥齡長、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定，但負荷低、占地大、電耗大、運轉費用偏高。4、SBR工藝特點工藝簡單，可省略二沉池和污泥回流設備，效率高，沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹，脫N除P，需要較大的調節(jié)池，設備閑置率高。第48頁/共65頁5、A-O法前置反硝化—不加碳源,外加堿度,降低負荷設內循環(huán)產生堿度,3.75mg堿度/mgNO3-N勿需建后曝氣池回流水含有NO3-N（沉淀池污泥反硝化生成）要提高脫氮率，要增加回流比工藝特點第49頁/共65頁三、污水處理廠的升級改造要點及方式

我國對城鎮(zhèn)污水處理廠的升級改造主要是針對以傳統(tǒng)污水處理為核心的二級生物處理工藝，以達到新標準的排放要求，尤其是對氮磷的去除。改造的技術策略主要是在原有二級生物處理的基礎上強化脫氮除磷，結合經(jīng)典脫氮除磷工藝，改變運行狀態(tài)和配套強化措施。1、技改要點1）利用復合工藝改造

復合工藝是指在同一主反應區(qū)內，結合不同工藝的特點，協(xié)同完成對污染物的去除。2）利用聯(lián)合工藝改造

聯(lián)合工藝是指在不同的反應區(qū)各自完成對污染物的去除。在原工藝改造的基礎上仍然不能穩(wěn)定去除污染物，可考慮聯(lián)合利用具有各自優(yōu)勢且不相互影響的工藝去除污染物，完成工藝的升級改造。3）利用生物強化技術改造

生物強化技術對提高城市污水處理廠處理效果、耐沖擊負荷能力及解決系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的異常問題有其他方法無法比擬的優(yōu)越性，采用生物強化技術強化原有工藝，以滿足水質和水量的要求。第50頁/共65頁2、具體實施的技改內容污水處理廠技術改造主要包括工藝改造、水力改造和設備改造。1）工藝改造調整活性污泥工藝

通過增加厭氧/缺氧處理過程、調整厭氧/好氧/缺氧的體積比、增設不同區(qū)域的污泥回流和混合液回流系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的活性污泥工藝改造為Bardenpho工藝、A/A/O工藝、改良A/A/O工藝、倒置A/A/O工藝等，同時達到脫氮除磷目的。第51頁/共65頁采用活性污泥和生物膜復合工藝

充分發(fā)揮2個污泥系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢。達到高效脫氮除磷的目的。增加化學處理過程。

在沉淀池或污水處理反應池內投加金屬鹽和聚合物等化學藥劑．通過化學反應和凝聚作用生成沉淀物以達到去除懸浮有機物和除磷的目的。第52頁/共65頁增加深度處理工藝。

應用新型過濾、吸附、混凝、沉淀、氣浮和消毒工藝以及曝氣生物濾池工藝、膜技術等以達到再生水的回用。唐山市西郊污水處理二廠，為了解決唐山市的缺水問題，對其二級處理出水進行了再生水回用的改造擴建。提升泵房和出水泵房均采用45kW潛污泵4臺：新建2座生物濾池，每座濾池內配置回流泵3臺；新建高效纖維濾池，將濾池分為6格，雙排布置，采用纖維濾料，反沖洗方式為氣水反沖，布水布氣采用ABS長柄濾頭。第53頁/共65頁2）設備改造設備改造有助于污水處理廠安全穩(wěn)定、節(jié)能降耗、能夠挖掘出已建污水廠的處理潛力。具體措施主要有：①采用更高效的水泵和變頻設備，提高輸水能力和效率；②采用新型除砂系統(tǒng)，提高預處理的能力：③采用更有效的鼓風控制系統(tǒng)和曝氣設備，提高充氧能力；④采用儀表、控制和自動化(ICA)實時監(jiān)控和在線監(jiān)測技術提高處理效率。3）水力改造在污水廠實際改造過程中，水力改造通常貫穿于工藝改造和設備改造，作為工藝、設備改造的輔助手段。水力改造有助于改善流量分配不均、短流、死水區(qū)、密度流、射流和污泥流失等問題。具體的措施如下：①保證流量分配均勻。使每組構筑物處理流量都能達到設計要求；②防止水的溢流，解決由于流量變化．導致處理構筑物發(fā)生短流、沉淀物溢出等問題；③沉淀池內擋板的合理設置，可以消能、均勻配水。提高沉淀效率。第54頁/共65頁“分點進水”的工藝在污水廠升級改造中的應用特點：（1）工藝簡單。（2）土地占用少，基建費用省。（3）短時高效，運行穩(wěn)定，抗負荷能力強?！胺贮c進水”工藝是根據(jù)動力學負荷的理論、在階段曝氣活性污泥法的基礎上進一步優(yōu)化而得出的，工藝流程圖：第55頁/共65頁3、數(shù)學模型在污水處理廠升級改造中的應用

采用活性污泥模型作為手段研究城市污水處理廠脫氮除磷改造效果，其優(yōu)點在于可以對多個方案的不同運行條件進行多次模擬。尋求最優(yōu)效果下的運行控制參數(shù)。用于污水廠的改造實踐，減少對污水廠正常運行的影響。美國SouthBermuda污水廠，應用國際水協(xié)的活性污泥模型ASM2D對各種處理工藝進行了模擬和比較，結果發(fā)現(xiàn)在只增加1座初沉池、1座與原二沉池同等尺寸的二沉池和相應的濾池，并將原調節(jié)池改造成生化反應池，應用Myratek公司開發(fā)的生物工藝智能優(yōu)化控制系統(tǒng)(BIOS)后，即可滿足擴容需要，為污水廠節(jié)省了大量改造資金。第56頁/共65頁4城市污水處理廠的節(jié)能減排第57頁/共65頁根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2009年底，全國城鎮(zhèn)累計建成污水處理廠1993座，總處理能力已超過1億m3/d。面對未來嚴峻的“