成套设备的调试与运行

成套设备到场时,是一台造好的机器,也是一台空的机器。设备在出厂前已经完备,微生物却没有;两者之间要做的工作,就是调试。

车间内一台运行中的带式压滤机,旁边有操作人员
Operations & compliance

成套设备到场时带了什么,又没带什么

成套设备以一套组装完成的整机离开车间。格栅、调节池、生物池、风机、提升泵、加药撬和控制柜都已在箱体内安装、接管、接线完毕,整机在出厂前经过测试。到场的是等着接线的设备,而不是一堆零件。

现场要提供的清单很短:平整的基础、进出水管、接至控制柜的电源、水,以及调试工作。这些就是集装箱式设备所需的全部现场工程,所以它能比混凝土现场建造的设备快得多地投入运行。

现场没有拿到的是正在运行的处理工艺。钢材、水泵和仪表都已完备,但它们里面的微生物还没有活起来。新设备里装的是清水,承担处理任务的细菌必须在水灌满之后再引入或培养。从一台测试合格的机器到一台真正在运行的设备,这段差距就是靠调试来补齐的。

调试的顺序

调试按固定顺序推进,每一步都是对前一步的检验。

  • 水力试验与查漏——用清水灌满池体和管道,确认没有渗漏。
  • 电气与控制检查——在任何负荷投入之前,确认水泵与风机的转向、保护定值、液位开关和报警。
  • 注水与带水试运行——注水至工作液位,让机械设备在清水条件下运转。
  • 接种——引入将要形成微生物群的活性污泥。
  • 负荷提升——把流量和有机负荷分步加上来。
  • 性能测试——让设备在设计负荷下持续运行足够长的时间,证明出水达到目标。

这个顺序不是偏好问题。微生物已经培养起来之后才发现渗漏,就得排空一台带活性的设备;接种之后才发现水泵反转,就会扰动脆弱的菌群。

启动微生物:接种污泥与负荷提升

活性污泥设备里的微生物是一群活着的菌,通常从一座同类型在用设备取少量接种污泥来启动。无法引入接种污泥时,只能靠污水里原有的微生物慢慢培养,耗时更长,也更难预期。

去除有机物的细菌几天内就能建立起来;氧化氨氮的硝化细菌较慢,其数量会滞后。所以设备可能在有机物已经达标时氨氮仍然穿透,也可能因为「太年轻」而被过早判定为失败。延时曝气口径给出混合液悬浮固体 3000–6000 mg/L、污泥龄 10–30 d,把浓度培养到这个水平的过程就是负荷提升。

负荷分步加上来:先按设计流量的一部分运行,随着菌群向工作浓度增长,再逐步提高流量和负荷。

温度的影响比多数现场预想的更大。低温水中硝化会变慢,所以冬季调试的设备达到氨氮目标的时间比夏季启动的更晚。氨氮限值带括号数值时,冬季那一个是更难的,负荷提升应当按它发生的季节来安排。

接种微生物:种泥从哪里来、加多少

接种是把一池水变成可用菌群的那一步,包含三部分:选择种泥来源、决定加入多少,以及在菌群增长过程中怎么读池内的数据。这三件事都要在灌池那天之前定好。

最好的种泥,来自工艺和废水性质都与新设备相近的在用设备,取它的回流活性污泥。承担生活污水处理的成套设备,通常从处理生活污水的市政厂取种;新设备要处理某类工业废水时,从处理同类工业废水的设备取更合适。新鲜种泥比陈旧的有价值:在罐车或干化床上放了几天的污泥,已经损失了当初把它运来所要的那部分菌群。袋装的专用菌剂是补充而不是替代,在没有在用设备可以取种时最有用。

种泥来源与用量同样重要。来自已知存在污泥膨胀或起泡问题设备的污泥,会把引起这些问题的微生物一并带来;长期承受高浓度工业负荷或有毒负荷的设备,其菌群已经适应了那边,可能完全不适应新的任务。来源有疑问时,引入量应当少一些、负荷提升慢一些,让菌群有时间向着新条件做选择。

用量通常表示为曝气池容积的一个比例,用新鲜回流污泥填满;而普遍给出的这个比例是起步方法而不是技术规格:适用于某台设备的数字,是由种泥的固体浓度和池子要达到的运行浓度推出来的。浓度低、体积大和浓度高、体积小,可以带来同样的固体总量,而起作用的正是这个总量。所以这个估算要分两步算——池子需要的固体量,除以手上种泥的固体浓度。

  • 种泥来源:工艺相同、废水相近的在用设备,取其新鲜回流污泥;只有在找不到这类设备时才用外购菌剂。
  • 加多少:以池子所需的固体总量除以种泥的固体浓度,而不是照搬另一个项目的体积。
  • 同时加入什么:该设备自己的进水,让菌群从第一天起就有食物;以及让它保持悬浮的搅拌与曝气。
  • 不要做什么:在浓度还没培养起来之前就排剩余污泥;或者第一天就满负荷运行,因为菌群增长的速度跟不上负荷到来的速度。

菌群增长期间,有四组读数说明情况。混合液悬浮固体的走势表明菌群是在增长还是被冲走。溶解氧表明曝气量是否跟得上需求,而需求随菌群增长而上升。出水有机物指标通常先稳定下来,出水氨氮要等硝化菌群建立起来之后才跟着稳定。用锥形瓶或量筒做的沉降试验,会在任何化验结果变化之前先显现污泥性状的改变;显微镜下出现后生动物,则是菌群成熟的传统标志。

负荷提升要看这些读数,而不是看日历。已经达到池内浓度、并能在部分负荷下稳住出水指标的设备,可以进入下一步;混合液浓度仍在攀升,或者溶解氧供多少就被消耗多少的设备,还不可以。适合你的设备与你的废水的顺序、接种量和提升节奏,应针对你的池体和进水向工厂确认,而不是照搬一个通用数字。

每日与每周要检查什么

设备投运之后,例行工作很短,且以目视为主。

  • 好氧池的溶解氧,避免风机出力超过工艺需要。
  • 混合液悬浮固体,这一读数显示菌群是被留住、在增长,还是在流失。
  • 回流污泥量与剩余污泥量,它们决定有多少微生物留下、多少排出。
  • 进出设备的流量,对照设计流量以及定容时所依据的峰值。
  • 目视检查池面、进水格栅和加药装置。

有几项属于每周而不是每日的巡检。

  • 污泥沉降性,菌群变化最早的信号。
  • 膜法设备的膜压差,因为压差上升决定了清洗周期。
  • 栅渣与除砂情况,以及任何运动部件的状态。

故障及其提示的问题

成套设备上的多数故障在影响出水之前就会先露出苗头,而且每一种都指向具体成因。

  • 沉降性差、污泥膨胀,指向负荷、氧与营养物之间的平衡,而不是沉淀池本身。
  • 起泡说明菌群还年轻、进水中表面活性物质多,或者污泥龄过长。
  • 膜压差上升意味着污堵,而清洗间隔能说明成因在生物段还是预处理。
  • 低温时氨氮穿透,意味着硝化跟不上负荷。
  • 格栅堵塞或旁通,会让固体进入生物段,之后以生物问题的形式暴露出来。
  • 污泥随出水带走,意味着菌群正在流失;先查剩余污泥排放量和回流比。

运行成本由什么决定

成套设备的运行成本由四部分组成。曝气是最大的连续负荷,因为只要微生物在工作,风机就要运行,而且它随有机负荷和硝化量一起上升。膜更换适用于膜法设备,其周期跟着清洗周期走。第三是污泥处置,因为剩余污泥必须脱水并运走。第四是消毒和除磷所用的药剂。

本站不发布能耗图表,因为可获得的数字都是没有标准来源的行业汇总值,因此这项对比是有意保留为定性描述的。规律与选择工艺时相同:出水水质最高的设备,往往也是能耗最高的那一个。

无人值守还是有人值守

现场有没有人,决定了配多少仪表才值得。无人值守运行的设备适合偏远站点,但需要更多仪表来替代操作人员:溶解氧读数、能自动控制曝气与提升泵的液位控制,以及出现故障时能通知到人的报警。

现场有人员的设备在仪表配置上可以更简单,因为读数是有人读、也能据此动手的。这个选择应当与供电和气候放在同一次选型讨论里。没有操作人员、也没有可靠报警通道的现场,与有受训人员值班的现场,是两份不同的技术规格。

请告诉我们现场要处理什么。