汙水廠(chǎng)的雨水調節池的工藝應用
來源:科柏(bǎi)盛環保 發布時間:2024-03-04
由於曆史(shǐ)原因,多(duō)數城鎮的雨水和汙水的排放管道是合並建設的,雖然近年來全國各地都在積極進行雨(yǔ)汙分流管網的改造工(gōng)作,但是涉及到老舊城區的(de)拆遷改造,地下管網的複雜混接等(děng)等原因,該項工作進行的並(bìng)不是很順利。為(wéi)了避免降雨天(tiān)氣(qì)裏,汙水廠無法及時處理初期雨水造成(chéng)雨汙混合液(yè)外溢造成環境汙(wū)染的風險(xiǎn),一些地市要求汙水(shuǐ)廠建設進(jìn)水調節池(chí)來減緩這種風險。
作為雨水削峰的調節池建成後(hòu),汙水廠的運維管理人員發現市政汙水廠的調節池使用率並不是很高,雨季會起到一定的作用,但是在其他季節調節池基本(běn)用途不大,造成(chéng)了基建投資的浪費。汙水廠應采取一定的工藝措施來提(tí)高已建成(chéng)調節池(chí)的汙水廠對(duì)該設施的利用率。
調節池一般建設(shè)在汙水廠的進(jìn)水口前端,處於汙水廠工藝路(lù)線的最前端,從(cóng)汙水廠的工藝功能設置來說(shuō),它不太可能實(shí)現汙染物的去除,因此調節池的工藝作用不(bú)能從汙染物的去除角度(dù)來進行考慮,而是要從水量(liàng)的(de)角度來(lái)進行工藝功(gōng)能的設置(zhì)。
在(zài)規模較小的城鎮,市政汙水廠接納的居民生(shēng)活汙水(shuǐ)量受到城鎮居(jū)民用(yòng)水(shuǐ)習慣(guàn)呈現明顯的周期性的峰穀規律,下圖是某汙水廠的進水水量的波動變化情況,可以看到汙水廠的進水的規(guī)律性的水量(liàng)變化。這種規律性進(jìn)水水量變化給汙水廠的運行管(guǎn)理帶來很大的困擾,對汙水廠內(nèi)的微生物的汙染物(wù)負荷不斷地在變化,微生物需要不斷地適應這種變化,同時汙水廠的曝氣(qì)量,加藥量都要適配這種進水量的(de)變化帶來的變化才能實現經濟運行,這需(xū)要汙水廠建立靈敏(mǐn)和複雜的全(quán)過程的自控體係來實現係統(tǒng)運行設備的和汙水量的(de)自適配,這樣的自控係(xì)統需要的監測環節也更多,後期維護和保養量和費(fèi)用都會增大,因(yīn)此大多數汙水廠的自控係統無法實現這一功能。
無(wú)論從微生物的負荷均衡和設備的穩定運行、降低自控係統的複雜性等角度來說,汙水廠希望進水是恒流量的,顯然為雨(yǔ)汙合(hé)流(liú)建(jiàn)設的調節池就(jiù)有實現這樣工藝功能的便(biàn)利性。
在非雨季(jì)的運行期間,汙水(shuǐ)廠的進(jìn)水可以首先進入調節池,當然這需要在建設調節池前進行粗格柵、泵站,甚至細格柵的(de)移位(wèi)或者出水管輅的改道設計,來滿足附加構築物調節池的進水。通過流程改道設計後將調節池作為汙(wū)水提升段後的第一構築物,然後調節池內也安裝了二次提升泵,通過二次提升泵的恒流量運行模式的調(diào)節後,再進入到後續工藝構築物內。
要將調節池用於恒流(liú)量運行的汙水廠提升泵站的運行(háng)模式,需要通過(guò)以下步驟來進行實(shí)現(xiàn):
確定流量目標:汙水廠運維人員需要確定所(suǒ)需(xū)的恒定流量。這可以基於汙(wū)水處理(lǐ)廠的設計參數、預期(qī)的流量變化、生物池的運行負荷以(yǐ)及環境法規等因素進行決定。
安裝流量測量設備:在調節池(chí)的進出口處安裝流量測量設備,以便實時監測進出流量。
控製係統設計:設計一個自動控製係統,以實現恒流量運行。該係統(tǒng)可以基於實時流量(liàng)測量數據,自動調節泵站的出水流量(liàng)來保持恒定的流(liú)量,這種控製模(mó)式相對簡單,自控程序並不複雜,不需要太(tài)多的計算參數,主要增加一些(xiē)流量監測,液位監測(cè),設定(dìng)恒定的出水流量,調節池一般的自控設計安裝廠家都能夠實現,汙水廠(chǎng)運行(háng)人員一定要(yào)和設計人員(yuán)進行明確的交底和工(gōng)藝訴求。
變頻器控製泵站:使用(yòng)變頻器控製泵站的運行(háng)速度,以(yǐ)調整(zhěng)出(chū)水流量。變頻器可以根據流量測量數據和預設的流量目標來自動調(diào)整泵站的轉速。
調節池容量和泵站調節能力匹配:要(yào)核實調節池的容量是否滿(mǎn)足全天恒量運行的容積(jī),這項工作需要反(fǎn)複試算來確定,確保調(diào)節池能夠在泵站調節出水流量時(shí)提供穩定的儲(chǔ)存容量,這項工作需要(yào)在調節池設(shè)計建造的時(shí)候(hòu),積極(jí)和設計部門進行(háng)溝通,確定調節池不僅僅作為雨水(shuǐ)調蓄(xù),而且要作為(wéi)非雨季(jì)期間恒水量調節(jiē)池。通過前期有效的核算保障,使調節池具備恒水量運行的基礎。
設置合理的調控閥門:調節池兼備(bèi)兩種工藝功能,就需要設定不同的(de)閥門來(lái)滿足不同功能的實現。整(zhěng)個閥(fá)門係統的設置(zhì)需要通盤考慮各種(zhǒng)運行(háng)工況,兼顧雨季的過量的(de)雨(yǔ)水和非(fēi)雨季的日夜變化的汙水的進入(rù)和提升,應有溢流,回流等閥門的控製。
監測(cè)和優化:定期監測流量數據和一級提升(shēng)泵站(zhàn)和調(diào)節池二次(cì)提升泵的(de)運行情況,進行必要的優化。根(gēn)據實際情況,調整流量目標和控製係統參數,以確保係統的穩定性和(hé)高效性。
汙水廠的調節池(chí)要承擔恒流(liú)量運(yùn)行的(de)工藝功能,需要通過前期籌劃設計和後(hòu)期的運維管理,特別是自控設計中對恒流量運行的控製程序的編製和關(guān)鍵(jiàn)參數(shù)的確定,應(yīng)結(jié)合實際運行的(de)工況進(jìn)行準確核實。
在(zài)針對汙水廠的雨水調節池的恒流量運行設計一個自動控製係(xì)統以實(shí)現恒(héng)流量運行需要考慮以(yǐ)下幾個關鍵步驟:
1. 測量儀表(biǎo)的設置安(ān)裝:安裝(zhuāng)流量測量設備,例如電(diàn)磁或者超聲波的流量計,以實時監測進(jìn)出流量。確保選擇合適的流量測量設備,以滿足所需的(de)精度和可靠性要求。
2. 控製策略選擇:選擇適當的控製策略來實(shí)現恒流量運行。常見的(de)控製策略包括(kuò)比例-積(jī)分-微(wēi)分(PID)控製、模型預(yù)測控製(MPC)等。根據係統的特點和要求,選擇最合適的控製策略。
3. 控製器設計:基於選擇的控製策略(luè),設計一個控製(zhì)器來調節(jiē)泵站的出水流(liú)量。控製器可以(yǐ)是硬件控製(zhì)器,如PLC(可編程邏輯控製(zhì)器),或是軟(ruǎn)件控製器,如基於計算機的控製係統。控製器(qì)應根據流量測量數據和預設的流量目標,自動調節泵站的運行。
4. 反饋(kuì)機製:建立反(fǎn)饋機製來監測實際流量與預設流量之間的差異(yì),並將這些反饋信號傳(chuán)遞(dì)給控製器。控製器可以根據反饋信號進行調整,以實現流量的閉環控製。
5. 安全保護措施:設計安全保護措施來確保係統的安全(quán)運(yùn)行。例如,設置最大流量和最小流量限製,以(yǐ)防止超過係統容量或低於最(zuì)低運行要求。
實際的汙水處理係統和調節池的設計需要根據具體情況進行更詳細的考慮和優化。還建議汙水處理廠運行(háng)人(rén)員谘詢專業的設計部門,把工藝功能的目的訴說清(qīng)晰,以便(biàn)設計單位正(zhèng)確理解汙水廠的工藝運行需求,以確保最終實現(xiàn)的調節池的恒流量(liàng)運行模式能夠滿(mǎn)足汙(wū)水廠工藝處理要求,並通過優化的係統設計來提高恒流量運行的效率和穩定性。