市政污水厂运行优化管理

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市政污水厂运行优化管理（一）

我国城镇建设越来越完善，城镇居民的生活排水也得到了有效的收集和处理。在城镇中，生活污水通过城市底下的污水管网收集汇流到城镇污水处理厂中，然后在污水处理厂中，经过多个环节的处理，污水中的污染物得到有效的降解后，各项指标达到规定的排放标准排出系统之外，完成了城镇生活污水的处理过程。通过多年的污水处理设施的大规模建设，城镇居民的生活排水已经得到了有效的处理，直排进入自然水体的现象已经得到了基本控制，对城镇水环境的改善起到了重要的作用。可以说城镇污水厂基本的环境功能已经得到了发挥，但这并不意味着城镇污水厂的发展已经到了顶端。

      我国各地的城镇污水厂在大规模的建设期中，或多或少的存在着问题，这些问题因为各种原因不能第一时间得到解决，最终遗留下来，对污水厂的运行造成了极大的困扰，污水处理厂在建设完成转入运行后，需要大量的时间来进行这些问题的整改，让污水厂在相当长的一段时间内处于不正常的运行状态中。后期我国各地市由于地方环境标准的变化，对污水厂的排放标准也在不断地修订中，污水厂需要不断地提标改造才能满足地方的排放标准，这也使污水厂大量的精力物力都投入到了不断地升级，不断地修正建设中的失误中，没有到达一个稳定的运行状态，更谈不上优化运行了。

    在经历了多年的建设和提标改造后，国家政策不再督促各地的建设，污水处理设施的大建设已经结束，政策的导向开始向污水厂的高质量运行方向倾斜，比如今年开展的绿色标杆污水厂的评比等工作的开展。污水厂未来的发展不再是建设为主，而是对运行的改善和保障上进行，优化运行成为污水厂的未来发展主要方向。

    一、污水厂的优化运行概述

      污水处理厂的优化运行是指通过各种措施和手段，使污水处理厂在满足出水水质要求的前提下，以最低的运行成本和最小的环境影响实现稳定、高效的运行。污水处理厂的优化运行涉及工艺、设备、管理等多个方面，是一项复杂的系统工程。

      大多数污水厂的管理人员对于污水处理的优化运行还缺少足够的认识，日常的运行仍以维持和被动的运行为主，导致污水厂的工艺运行不稳定，活性污泥的生物功能发挥不完善，污水处理全过程中能耗、药耗、成本居高不下，设备的被动维护管理等等。污水厂的优化运行需要运行管理人员从污水处理的系统出发，对处理的全过程进行管理和优化，这对于大多数刚刚完成建设和提标改造的污水厂来说，这还是一个崭新的课题，。

污水厂的管理人员已经认识到正确的工艺操作和维护对于污水处理厂的稳定达标运行至关重要。如果没有正确和规范的运行污水处理厂可能会导致很多的问题。例如，如果污水厂的设备维护不当，某台设备的损坏会破坏污水处理的某个环节直至影响全部过程，最终导致的结果可能是污水厂的出水超标，导致排入环境水体后影响断面监测数据，对公众健康和环境构成重大风险；如果没有合理的管理，污水处理厂的曝气设备可能会出现腐蚀、结垢和堵塞问题，导致效率降低和水质下降；如果污水处理生物处理工艺没有得到合理的发挥和利用，会导致由于生物系统的额外弥补的化学补充造成能源、药剂消耗增加和处理过程更加复杂进而造成运营成本的增加。优化运行将针对这些问题展开，最终实现污水厂在达标前提下的能耗药耗的改善，成本的降低，还有碳排放的控制。

污水厂优化运行应该从以下几个方面来进行：

1、确定优化目标: 明确污水处理厂的优化目标，例如降低运行成本、提高出水水质、减少环境影响等。优化运行是在污水厂实现了初步的稳定运行之上的改进工作，由于已经实现了稳定运行，那么优化的目标就是针对成本的管控和降低，水质的再提升和稳定保障，全链条的环境污染影响的减少。未来污水厂不仅仅是水污染的降低，更是处理全过程中的污染排放量的控制和降低，是全系统和全链条的优化管理，污水厂的目标不应局限在厂内污水的处理达标，更应该关注污水处理过程中的材料和能耗的优化管理，这也是未来污水厂低碳发展的目标，这次系列内容会把污水厂的优化目标确定到污水处理厂内处理过程全链条的环境优化管理内容。

2、收集和分析数据: 收集和分析污水处理厂的运行数据，包括水质数据、设备运行数据、能耗数据等。数据是污水厂精细化管理的基础根基，也是优化运行基础，没有大量的数据支撑，优化这样的高层次的管理操作是缺乏依据的。对于污水厂的大量的运行数据，如何进行有效的收集和分析，从优化管理的角度进行深入的探讨和分析，优化管理不去根据数据进行是不行的，这需要污水厂的运行管理人员真正意识到污水厂内基础数据、运行数据的重要性，并能把这些数据转化为优化管理的支撑。

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市政污水厂运行优化管理（二）
3、确立工艺控制优化项目:
针对污水厂内的工艺运行的控制进行优化的项目。通过数据识别，确定污水厂工艺控制中需要进行优化的内容，从污水处理的各个环节和阶段进行控制的优化，控制的优化在于对收集的过程运行数据进行分析，寻找最佳的工艺匹配数据进行控制，实现工艺的优化。这个需要对污水处理的全过程进行分析，确定那些环节可以进行优化。对于工艺控制环节中的优化项目可以优先考虑涉及直接产生成本的，比如加药的环节，耗电的环节等，这些环节的优化可以达到立竿见影的效果，使运维管理人员更快的获得优化管理得来的结果，与经济挂钩的优化措施，往往是最容易得到认可的项目措施。

对于工艺环节中的微生物处理效果的优化，这需要污水厂建立全面系统的工艺管理措施，制定长期有效的执行和调整措施，活性污泥中的微生物数量庞大，工艺的优化调整措施并不是能够快速的看到效果，而且这些措施往往在实施过程中就被各种外界因素干扰而放弃了，这也使工艺优化措施多数难以有效实施，因此工艺环节的优化往往并不被大家认可。但是作为污水处理厂的核心处理环节，进行活性污泥的微生物的生物效能最优化运行是必然的，也是管理优化的核心环节，还是需要进行认真的组织实施的。

4、识别优化方案:
污水厂运维管理人员应识别能够实现优化目标的各种优化方案，对于各个环节的优化目标可以总结出不同的路径的不同的方案，这些方案可以从多个角度围绕目标进行展开，除去本厂进行的相应的工艺管理优化方案以外，其中也有一些外来的基于污水厂运行基础运行提升的新型技术或者设备希望通过在污水厂的实施来进行效果的验证，这需要污水厂管理人员理解并识别这些优化方案的侧重点。优化的方案侧重点一般会从工艺改进、设备升级、管理优化等方面来进行实施。工艺改进上主要围绕各个工艺段的最优化运行进行，工艺的最优化运行不仅仅是工艺效能的稳定发挥，还有工艺成本的管控，能否通过进行工艺优化实现这两方面的效果，是管理人员识别工艺优化方案的判断指标。设备的优化升级最终实现的目标是设备的更稳定更高效的运行，不同的设备的优化措施不一样，需要认真了解设备本身的运行特点，才能得出设备运行优化的方案是否符合设备运行的需求。管理是作为污水厂人员运行体系高效运作的保障，经过优化的管理将实现人员积极性的充分调配，岗位的合理安排，工作制度的建立健全，工作内容在有序的体系内高效运作，优化管理可以通过人员面貌，工作组织能力等方面体现出来。当然方案优化还有更多的侧面可以体现出来，比如成本的节约，工作量的减少，控制的提前，也包括碳的有效控制等等，这都是污水厂在实际运行管理中可以实现优化管理的具体内容，也是本系列会重点探讨的内容。
5、评估和选择方案:
对各种优化方案进行评估，选择最优方案。方案的择优需要专业的评估和分辨，这不是一项简单和专制的工作。方案择优选择是权衡多方利弊后得出的折衷的狭缝方案，方案并不是非黑即白的对立性或者排他性很强的，一个完美的优化方案往往是综合了多个角度的调整措施后得出，这就需要污水厂的运维管理人员具备充足的理论知识加上丰富的实践经验，但是污水厂并不一定全面具备这方面的人才，因此优化的方案的评估和选择，特别是涉及到一些全面系统性的优化方案，是需要外部的专业人士或者专业团队来进行的。充足的专业知识以及现场经验的大量储备，可以使专业人员更精准和预判性的对优化项目的实施进行判断，并在实施前进行修订和调整，使优化方案的可行性更强。

污水行业这种模式比较常见的是在设计审核的过程中，聘请专家来进行设计方案的论证和把关的过程，但是在运行中这种模式还是很难广泛普及，大多数污水厂运营管理人员感觉自己运行多年的经验是足以应付现阶段的工艺问题的，如果应付不了就是设备有问题，工艺有问题，进水有问题等等，而从来没有认知是自己的能力还有欠缺；知识和能力付费的机制并没有得到认可，大部分运维人员不太会相信外来人员会了解并解决本厂问题，当然也并不排除部分所谓的专家的技不配位，到了污水厂三缄其口，讳莫如深，也是大家对外来专业人员的期望放低，乃至放弃。使污水厂运维上缺少优化方案的评估机制，导致很多方案明明毫无可行之处，却还进行了实施，最终造成了成本的浪费和工艺的混乱，优化方案反而成了绊脚石，打消了污水厂优化运行的积极性。
6、实施优化方案:
制定实施方案，并组织实施。方案的实施不是一句空洞的口号，它是一个完整的体系化运行的工作。优化方案的实施，首要前提是要有优化方案，那就是要制定相关的优化方案，这个优化方案要有明确的目标，可实施的途径，落地实施的过程，也要针对性的加强方案效果的检测，设置优化方案实施检测的点位，收集方案优化期间工艺的运行数据，并进行分析指导方案的下一步调整方向，最终形成优化方案的闭环管理。

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市政污水厂运行优化管理（三）
7、监控和评价:
监控优化方案的实施效果，并进行评价，必要时进行调整。优化方案的最终实施最后仍是要落实到管理上来，运行良好的污水厂首先条件就是管理到位，对于优化管理方面的实施效果是需要进行评估后进行决策的。一种方案的制定不会是第一次就非常完美的实现工艺运行管理的优化，即使在别的污水厂中有了良好的实施效果，在自己的污水厂中实施过程中还是会出现一些不适配的情况，因此在优化方案落地后，要对优化的目标进行结果评估，检查优化方案实施后工艺效果变化，比如根据全流程检测后，改进了投加碳源的位置，然后根据改进后的位置投加一段时间后，观察系统的脱氮效果。效果评估需要在同等条件下进行对比，尽可能在外界条件变化不大的情况进行对比，如果出现进水浓度发生较大的变化，比如进水COD升高，导致碳氮比上升，进而使碳源投加量减少，那就不能简单的把这个归结在碳源投加点的优化上来。效果的分析要基于优化措施的实施前后外界条件一致的情况下进行，这样才能得出优化措施的真实效果。

基于真实效果的评价可以对优化措施进行下一步的工作，优化措施的结果一般两个维度考核，工艺提升和节能降耗，在这两个方面的评价结果，可以很直接的确定出优化措施实施后的结果，优化措施实施后，在工艺角度，各类水质指标在原有的流程内下降的更低或者应对变化更稳定，污泥浓度控制更低，曝气量需要更少等等；在节能降耗角度，药耗能耗更低是可量化对比的重要内容。通过两个维度对优化措施的评估后，如果在这两方面都有明显效果，可以确定优化措施是有效的，并可以将优化措施进行扩大和保持，以得到更明显的效果；如果仅有工艺效果，或者仅有节能降耗效果，都不是优化措施的完美效果，需要在工艺得到保障下，继续深度进行优化措施的能耗药耗管理，使优化措施得到进一步的深入，最终实现的是工艺保障和节能降耗的双效果实现。这也就是优化措施的监控评定和改进调整，优化措施也是要使用通用的管理措施来进行推进的，污水厂的运行人员需要了解一定的管理知识，才能把技术工作做好，并不是技术和管理完全要分割开进行的，技术优化改进，最终还是需要通过完整的闭合管理将其落实到位的。
上面这些内容可以说是污水厂优化措施实施的基本思路和执行途径，但是具备了思路和执行路径，并不因为就能够做好实施，仍需要大量的具体的细节工作内容进行，接下来的文章内容，将从污水厂全流程进行工艺优化措施的实施思路和途径做一些梳理，可能并不能把所有的优化措施都能梳理到位，仅仅希望能通过对污水厂的优化措施进行一些探索和讨论，能激发起各个污水厂的运营管理人员对管理的污水厂的优化措施的考虑和实施，最终共同改进污水厂的运行，实现污水厂的绿色低碳运行的最佳工况，是一个抛砖引玉的系列文章吧。污水厂全流程的优化管理措施（厂区进水）
污水处理厂的运行管理可以从工艺流程上进行划分不同的阶段，运行管理中的优化措施可以从污水厂的进水开始，经过多道工序最终达标出水的全过程的管理中进行发现和调整管理，那么污水厂的进水就是污水厂优化管理措施实施的第一个环节。那么针对污水厂进水的优化措施主要从哪些方面进行呢？污水厂的进水是污水厂运行管理中比较重要的一个环节，污水厂的工艺参数都需要结合进水水质来进行调整，但是由于管网建设、污水厂管理范围划分等多方面的原因，污水厂很难对进水有一个完整全面的了解，通过一些优化的工艺措施对进水进行管理，可以提升污水厂整体运行的系统控制能力，把运行控制从末端出水向前转移到前端进水，结果控制转为预先控制，可以实现更高效和更节能的工艺管理。

国家已经在提倡城镇污水处理实现厂网一体化，在各地市污水管理上的实际落地还有一段时间和距离，因此污水厂仍将在厂网分离的状态下保持相当长的一段时间，这是污水厂进水管理的前提条件，也就是说城镇污水处理其实是城镇居民产生、管网输送、污水厂最终处理的一个完整系统，但是污水厂现阶段还只能在污水厂最终处理这一个环节进行管理，这样就对污水的来源、转运环节无法进行控制，形成被动接受未知水质的运行工况。对于这种工况的管理优化措施应该首先从工艺角度进行分析，那就是如何通过优化管理对进水进行更全面和准确的了解，对进水的管理，污水厂需要从进水的水质和水量两个方面进行优化。
一、污水厂的进水水质：
污水厂进水中的有机污染物含量通过COD和BOD值可以检测得到，营养污染物可以通过总磷、总氮、氨氮的检测得到，还有一些较为常规的污染物指标悬浮物SS、温度、PH等等都可以通过污水厂化验室检测得到，其他重金属等微量污染物需要进行委托送检方式来完成。这些检测数值对污水厂的运行管理起到决定性的支撑作用，但是并不是所有污水厂都能全面系统的了解污水厂内的真实进水水质的。

无法了解真实进水水质有两个方面的原因：
1、进水是时刻变化的。城镇居民的生活用水的最大的特点就是和城镇居民饮食起居习惯密切相关，全天有一日三餐的用水高峰期，也有深夜用水低谷期，这种水量的变化也带来水质的变化。很多污水厂忽略了这种变化，通过早晨化验员人员的单一取样进行化验，并以这个化验数据作为全天进水水质来进行后续的工艺管理，这与实际的进水污染物浓度的全天变化明显有很大的差别，也造成了污水厂工艺控制的基础失真；
2、厂区内所取得进水并不纯粹。大多数污水厂的进水取样一般在细格栅后，这样可以减少进水中悬浮杂质对化验结果的影响，但是这个取样点就必须忽视污水厂厂区生产和生活包括雨水对进水得影响，因为大部分污水厂得厂区生产生活排水包括雨水都会排入到厂区集水井内，如果取样时没有避开厂区内各类排水，会造成化验数据与实际进水不符，一部分回到集水井内的活性污泥会严重改变进水水质数据，造成对工艺误判

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市政污水厂运行优化管理（五）
二、污水厂的预处理段
污水从外管网收集进入到污水厂内以后，首先要经过预处理后，对污水中的各种非生物降解、非化学去除的污染物杂质进行去除后，再进入到后续的处理流程中，预处理段对污水厂的整体运行起到非常重要的基础作用，对预处理段各个环节管理及优化措施，一方面优化预处理段的运行，更重要的是对污水厂内的全流程都将产生改善。
1.集水井：在预处理段，厂区外的污水在进入到第一个污水构筑物是污水集水井，集水井的作用有几方面，一个是外管网内的汇流污水进入到污水厂的暂存池，一个是厂内生产废水、生活污水的汇集池；一个是污水在厂内进行第一次不同的廊道分配进水；还有一个就是对进水管网的液位进行监测。

对于收集厂外和厂内污水的功能没有什么可进行优化的，监测功能是通过安装在集水井这个功能主要是满足市政污水厂为了保障运行的持续性分为两条或者多条运行线路的，这种分配一般从进水就开始了，也就是在集水井处就设置了两个进水廊道，集水井处会设置两道或者多道阀门，分别对应不同的进水廊道。
集水井的工艺特点是深度较深，由于厂区进水井是城市污水管网的汇流井，城市的污水管网内的污水流态是重力流，污水厂的集水井就是城市管网的最低点，因此在污水厂中集水井底部的标高是全厂的最低点，相对于地面的0地平来说，集水井的深度往往都是在地下-10米左右，甚至更深。这么深的集水井安装的两条线路的进水涵洞一般都在集水井底部开启，而为进水涵洞安装的控制闸板阀门也需要安装在集水井底部，但是控制闸板提升的电动机一般安装在地面上，这就需要给闸板和电动机构之间配置很长的传动杆，这个传动杆一般是空心钢管，在实际运行中，如果频繁进行两个通道的切换开启阀门的话，进水涵洞处堆积的杂物，闸板阀门两侧轨道上的杂物，经常会是闸板在关闭过程中受到阻碍，如果电动机构的过力矩设置不合理，没有及时发生力矩过载跳停电机的话，持续的关闭动作会造成这个传动杆发生折弯，严重的发生断裂，最后失去阀门的调控作用。

对于这个问题产生主要是由于进水水质中大型的漂浮杂质和泥沙，在雨污分流未彻底完成之前，包括一些污水厂的进水管网在河道内敷设等原因，进水中的这些杂物在管网中受到大水量冲击的时候，会进入到污水厂的集水井内，厂区内生产工艺产生的废水携带的大量无机杂质也会进入到集水井内。这些杂质在集水井底部堆积后，对闸板阀门的关闭到位起到阻碍，就会造成传动杆的弯曲。

关于这个问题的优化管理措施，可以从几个方面进行：
一是控制集水井内的液位：保持低液位的运行，低液位运行，可以加快管网内的污水的流速，集水井内的液位也会较低，这样进水涵洞的闸板阀会露出水面，这样可以减少水中杂物卡在闸板阀的轨道上造成轨道堵塞，低液位也会保持污水管网内的污水快速流动，污水中的杂物没有机会在集水井内停留，快速穿过进水涵洞进入到粗格栅内，避免对进水闸板阀造成影响；
二是加强对厂内工艺回水中污染物质的控制：这个主要是污泥脱水和深度处理单元的生产排水中进行优化管理，合理的控制污泥调节/储存池的上清液溢流，污泥中含有的大量无机和有机固体物质通过污泥脱水运出厂外，而不是通过溢流重新回到系统前端，堆积在集水井进水阀门处造成阀门堵塞；
三是对传动杆增加支护环：集水井的过深的深度造成了传动杆的过长的长度，过长的长度造成传动杆的挠度增加，一般的安装单位会考虑成本只会安装一到两个固定传动杆的支护环，对传动杆的挠度限制较少，也使传动杆在闸板关闭过程中容易发生变形，增加一些支护环可以减少重力作用下过长的传动杆的变形；
四是在集水井内增加提篮或抓斗格栅：针对外管网中携带进入的大量的大型悬浮杂质，特别是外管网布局复杂，修复规范难度大的地区，大量非生活污水的悬浮杂质经常性从污水管网进入，污水厂可以考虑在集水井内增加提篮格栅或者抓斗格栅，这样可以将大型的漂浮杂质隔绝出去，减少这些悬浮杂质对厂内设备损坏，特别是集水井内的闸板阀的损坏。

这些优化措施有些是可以通过工艺运行改善的，比如控制低液位，大多数污水厂实际的运行液位都远远高于设计运行液位，这个问题将在泵房的优化运行中详细说明，这里不展开说明了，大家可以持续关注污水厂优化运行的后续文章，工艺运行也包括污泥处理和深度处理得工艺控制等。有些是要通过设备改造来实现的，比如增加支护环，增加提篮格栅等等。不论采用那种优化管理措施，污水厂需要结合自身的实际的运行情况进行分析判断，采用什么样的措施能改善集水井内的设备的运行保障率，如果能通过工艺的调整来降低设备的运行风险，尽量从工艺优化运行的角度进行调整，这种一方面可以优化管理，一方面也节约了成本，并且还降低了运行风险性，应该是最优先选择的。

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市政污水厂运行优化管理（四）
污水厂的进水水质的复杂因素的变化对污水厂的工艺管控造成一定的运行管理的难度，产生了无法了解污水厂真实的进水水质的情况，针对这种进水水质的变化情况污水厂可以采取的相关的工艺优化措施来进行解决，对于相应的工艺优化措施主要是围绕如何获取真实的进水水质的方面来进行，这就需要分析产生误差的原因，并针对原因进行相对应的措施来进行解决，市政污水厂的进水外部原因引起的变化在厂网一体化未能完全实现前，是污水厂没有办法直接管控的，污水厂主要是针对厂内的因素进行相应的工艺优化管理，那么相应的工艺优化主要措施有：

1、增加进水在线设备：
和出口在线一样，进口在线设备可以根据要求设定固定的取样周期，定期对进水水质进行化验，现在可以实现的化验项目有COD、氨氮、总氮、总磷四项，在线设备利用进水在线设备的设定周期取样可以在一天的范围内设定不同的时段进行取样和化验，可以设定两小时或者一小时进行一次自动分析，这样可以更加准确的观察一天中水质随时间变化的情况，了解真实的进水水质可以更准确的进行工艺管理。

2、采取自动采样装置：
如果厂内的条件不容许，可以在进口设置自动采样装置，自动取样设备与进口在线设备不同之处，主要是没有化验分析功能，但是可以实现对进水水样在设定周期内的连续取样，利用在线设备的自动运行可以增加一天之内的取样次数，减少取样人员的工作，取样人员可以在每天的固定周期从设备内将不同时段的连续水样取出，做混合水样或者各个时段、重点时段的水质项目化验。
3、建立水样留存机制：
污水在污水厂内的处理时间一般在20小时左右，这也是同一时刻取进出水水样其实并不是同一个水样的工况问题根源，为了留存相应的进水证据来验证进水超标问题，这需要污水厂在工艺管理上进行水样留存的优化管理措施。在污水厂内购置足够大的样品冰箱，一般留存2~3天的自动取样装置的各个时段的水样就可以了。如果污水厂设计的停留时间为两天，在某天运行的情况来看，当天出水水质没有什么问题，就可以将对应的两天前的进水水样倒掉，给当天的水样留出位置留存，方便两天后出水水质变化的对照检查。通过这样的工艺措施，可以建立完整的水样证据链条，减少今后的外部监管层面的纠纷。
4、定期进行整天的水样项目化验分析：
污水一天中的水质会随着居民生活用水习惯发生不同的变化，通过在线设备的全天检测或者对自动取样装置所取一天不同时段水样的分析化验，对污水厂全天进水水质可以有一个全面的了解，利用整天的全面数据替代之前的一天的单一数据，这样的数据可以精准的对污水处理厂内各个工艺段的参数进行分时段的设置，比如加药量、曝气量等，这样可以有针对性的降低能耗药耗，从而实现低碳节能的运行管理。

5、进口取样化验设备的运行优化管理：
污水厂的进口取样和在线化验设备最大的问题在于设备取样时容易被进水中未经过处理的污染物堵塞，特别是进水中的絮状污染物对取样水泵的缠绕等，通过合理的选择取样点进行规避。取样点放置在细格栅后，如果采用的MBR工艺可以放置在膜格栅后，通过格栅处理的水中，悬浮杂质和絮状污染物都会减少很多，可以有效避免自动取样的水泵的堵塞；也可以通过两级取样，先通过大泵取样进入到水样箱内，然后通过水样箱内的取样水泵再次提升，这样直接取样的水泵的口径变大，也可以减少取样堵塞的风险；加强对设备定期的清洗维护工作，也是在日常管理中需要增加的优化管理内容，缺乏定期的管理是很多设备运行出现问题的主要原因之一。

6、对厂内工艺回水的工艺优化管理：
污水厂在生产过程中，不可避免的要进行工艺排水，工艺排水包括污泥处理过程中的各类废液，包括滤池反冲洗过程中的冲洗废水，还有一些工艺管理过程中的污染废液的排放等。这些工艺回水都汇流到厂前的集水井内，和进水混合到一起提升到后续处理构筑物内，这些回水会影响到进水水质的检测，造成进水水质虚高的检测结果。集水井是厂外进水和厂内回水的混合场所，污水进水取样很难将回水和进水分离，真实了解管网进水水质，应在集水井前的管网的最后一个检查井进行取样，但是污水厂内一般不会将污水管网的最后一个检查井放在厂内。这是从设计上已经限定的，这需要管理人员对厂区回水加以优化管控，比如对污泥脱水段的废液回流进入到污泥调节池内，可以对脱水废液中的药剂充分利用。这些工艺段的优化管控措施将在后期的对不同工艺段的优化措施中详细进行讨论。除了对工艺段的优化管控措施外，对化验结果的甄别分析，也是从数据对进水水质优化的措施之一，无法从硬件设施上改善进水取样的问题，可以从结合工艺回水的排放时间确定这些时段的数据不可采纳，减少内部污染物带来的误判风险。以上内容为污水厂进水水质的优化管理措施，当然随着污水处理的不断改进和提升，对进水水质的优化管理措施也会不断的被改进和提升，污水厂运维管理人员可以结合这些优化措施，深入的挖掘本厂内的进水水质分析的工艺，进行更贴合本厂实际的优化管理措施。

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市政污水厂运行优化管理（六）
（2）粗格栅
粗格栅在污水厂中是比较问题较多的一个处理设备，粗格栅的位置是污水厂的进水首个处理构筑物，进水中未经过处理的各种污染物和漂浮杂质都会进入到粗格栅内，这给粗格栅的运行带来了很大的运行风险，对于粗格栅的运行优化也主要针对粗格栅运行中可能存在的各种问题进行优化运行的管理。采取针对的优化措施，首先需要知道粗格栅的实际运行问题都是从哪里引发的，下面来逐一分析粗格栅的运行问题都有哪些：

1、管网内的复杂杂物问题：城镇污水收集管网由于建设期间的各种溢流问题，以及运行多年以后管网出现的各种破损，错接混接等问题，造成各种复杂污染杂物进入污水管网中，通过地下污水管网汇流进入到污水厂内，特别是中途无提升泵站的污水管网，大量的杂物会直接进入到污水管网末端的污水厂中，而这些杂物需要通过污水厂内的第一个处理设备——粗格栅去除掉。从粗格栅的设计和制造厂商角度来说，并不能完全接受这种污水管网的先天问题，大多数粗格栅从设计到制造还是沿用污水中的杂物以生活污水中的漂浮杂质为主的概念进行的，在实际运行中，污水管网中可能会收集到粗大的木棒、大型的树枝、建筑用的方木块、大型的缠绕物、大量的油脂毛发等，这些与生活污水中食物残渣、粪便残渣、家庭用纸、木屑、碎皮、纤维、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等残留物完全不同，都会通过城镇污水管中最终进入到污水厂的粗格栅中，使粗格栅往往不堪重负，造成粗格栅的实际运行与设计目标不符的问题。

2、长期高液位运行的问题：城镇污水厂提升泵站的高液位运行是大部分污水厂采用的通用方式，高液位运行对不同的粗格栅选型会产生很大的不同运行效果：
（1）回转耙式的粗格栅，高液位运行会造成回转耙式的粗格栅迎水面积扩大，更多的耙齿浸没在水中，耙齿上拦截的杂物也更多，会造成粗格栅的运行负荷增大，导致粗格栅运行故障；
（2）固定格栅的粗格栅，高液位运行会造成大量的漂浮杂质堆积在粗格栅前端的高液位上，不能被粗格栅底部的固定栅条拦住，甚至有些被栅条拦住的杂物在被粗格栅栅条耙齿提升到过高的水面上时，被水流冲回到粗格栅前的污水中，造成更多的漂浮杂质堆积在格栅前的水面上；
（3）抓斗式粗格栅，过高的液位，底部的泥沙等杂物会造成抓斗在提升过程中，被高液位的污水冲走，反复堆积在粗格栅前端的进水渠内。

3、粗格栅底部的传动问题：
粗格栅大部分采用的是链条传动，在设备的上部水面以上的部分有电动机、减速机、主动轮等，通过链条将粗格栅的耙齿链接在一起，在粗格栅设备底部会有一个传动齿轮，将链条在底部进行导向和传动，由于底部传动的齿轮长期浸泡在水中，如果没有良好的密封会使污水中的各类杂物进入到齿轮和链条之间，导致链条和齿轮在传动过程中脱离开，导致粗格栅停运，这需要将该渠道内的液位抽下去，然后人进入到格栅井内进行检修，或者直接通过吊车将格栅起吊出来进行检修，检修风险和难度都非常大，给运行管理带来很大的问题。
4、选型和安装问题：
粗格栅安装在污水厂的第一道工序，污水通过漫长的重力管网一路奔流下来，污水本身的从高处具备势能通过重力坡向的管网系统内转化成很高的动能，这部分高动能的污水厂在低液位运行的情况下，会对粗格栅造成极大的冲击，特别是粗格栅和细格栅选择一致的回转耙式的格栅，为了减轻设备总重，大量的栅条耙齿采用轻质材料制作，比如不锈钢和尼龙等，这些轻质材质很难经受高动能污水中的杂物对其冲击，因此经常能看到污水厂采用的回转耙式的粗格栅大量破损的耙齿造成设备故障，选型是粗格栅稳定运行的重要保障；粗格栅的安装也是造成后期运行不稳定的重要因素之一，由于粗格栅进水渠底还要低于进水管网末端管的管底标高，也就是管网和整个污水厂的最低点，粗格栅的设备要从进水渠底一致延申到液面以上一定高度，因此粗格栅也是整个污水厂内竖向安装净高最高的一个设备，竖向高度经常超过了10米净高，如此高的竖向设备，在安装过程中很容易发生挠度扭曲，造成粗格栅的机架扭曲，而土建施工中存在的施工误差，使粗格栅在安装中无法准确到位，形成应力安装，在运行过程中会逐步导致粗格栅发生扭曲变形，造成运行中的各种故障。

在实际运行中，还是会有更多的问题造成粗格栅的运行不稳定，多数污水厂的较为头疼的设备问题主要也是集中在粗格栅上，粗格栅的问题有先天不足也有后天维护的问题，作为污水厂运营管理人员来说，对于先天不足的问题可能需要花费较大的费用进行设备更新更换，对于现阶段污水厂运行经费长期拖欠，运行维护的费用更是捉襟见肘的困境来说，这个可能完全不可能在短期内实现，那么可能比较能够是实地落地的就是对粗格栅的优化管理了。

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市政污水厂运行优化管理（七）
对于粗格栅的优化运行措施主要有下面几个方面：
（1）、选型的优化：在污水厂初期建设期间或者升级改造期间一定要结合实际的进水水质的情况，特别是存在雨污合流的收集管网，当地管网的建设和管理情况，如果是改造项目应结合改造前的进水水质中大型漂浮杂质的数量和原有粗格栅的去除效果，做好粗格栅的选型。比如进水中如果存在大量的大型漂浮杂质或者管网中石块较多的污水，应选择固定栅条的高链式粗格栅，这样的粗格栅栅条质地坚硬，不易被粗大的漂浮杂质和石块冲击损坏；污水中的杂质主要是生活污水中的卫生用品的，可以考虑回转耙式的粗格栅，可以加大捕捞密度，减少粗格栅漏渣的可能性。

（2）、运行的优化：粗格栅的运行方式有时间控制和液位控制，如果通过时间控制粗格栅的模式，优化的措施是针对季节性进水的不同进行不同的运行时间控制，夏天雨季期间，大量的雨水管内的漂浮杂质也会进入到污水厂中，这需要粗格栅的运行周期进行针对性调整，运行时间加长，停留时间缩短，提高粗格栅的总体运行时间，避免出现杂物大量堆积的情况，保持粗格栅后的栅渣运输和清运的及时性，避免粗格栅垃圾过多，回落到栅后的水渠内。液位控制的粗格栅要保持格栅前后的低液位，过高的液位控制，会造成格栅前后液位差计的指示数据相差过低，不能触发粗格栅的启动，造成粗格栅表面堆积大量浮渣，再次启动可能会因负荷过高，导致链条卡滞断裂、电机过热等问题出现。
（3）、冬季优化管理：北方地区冬季气温较低，粗格栅属于半浸没式污水处理设备，在冬季期间，设备上部和下部的温度相差极大，很容易造成粗格栅捞出的浮渣冻结在格栅或者栅后的输送装置上。增加保温厂房，可以避免粗格栅本身的冻结，对栅渣输送装置开停时间设置冬季的运行周期，将粗格栅捞出的栅渣完全推出去后继续保持一段时间的运行，将运输装置中的水分充分排掉后再停止运行，在无轴螺旋底部开孔释放栅渣中的水分，及时清运运输装置后的转运栅渣，避免堆积过高造成清运装置冻结等。粗格栅作为污水厂进水的第一个处理设备，进水中复杂状况对粗格栅本身的冲击是最直接的，粗格栅损坏也较多，在粗格栅的优化管理上一定要结合不同季节下不同的进水水质进行相应的优化管理措施，以减少粗格栅的损坏和浮渣的跑漏。
3.进水提升泵房
污水再通过粗格栅以后，一般在经过栅后闸板阀门后就进入到污水厂的进水提升泵房内，删前栅后的闸板阀可以通过同时开启或者关闭后，将对应的粗格栅的运行状态调整为停运或者投用，这两个闸板阀需要配合的同步使用，栅后的闸板阀的具体优化的管理措施与设置在集水井内的删前闸板阀基本相同，不再作详细的说明。通过粗格栅对进水中的大型的漂浮杂质拦截后，污水进入到下一个处理设施内，污水提升泵房。城镇生活污水的排放是重力流，也就需要通过逐步降低的管网来输送污水，到了污水厂内以后，往往有很低的管底标高，一般很难和污水厂的整体建设的构筑物标高一致，因此需要对较深的污水管网内的污水进行提升，而通过粗格栅的下一个构筑物污水提升泵房的功能就是主要是将依靠重力流动的城镇污水提升到污水厂处理构筑物所需的高度。从这个功能来看，污水提升泵房主要是要增加污水的重力势能，增加势能的主要途径就是通过污水提升泵的高速离心的动力赋能，而这个需要消耗大量的动力，因此污水提升泵房内是整个污水厂中能耗较高一个构筑物，对于这个构筑物的优化管理也主要是在能耗的控制上进行的。污水提升泵的能耗主要是将污水从底部提升到一定高度过程中需要消耗的能量，降低这部分能量就需要对污水提升泵的能耗进行详细的了解。下图是污水厂内污水提升泵的安装工作原理图，

污水提升泵工作原理介绍，其的工作原理主要基于离心力和真空效应。当泵启动时，叶轮开始旋转，通过离心力将污水吸入泵体。随着叶轮的旋转，污水在离心力的作用下逐渐被推送到泵的出口。同时，泵的设计采用真空效应，通过快速旋转的叶轮在吸入污水的同时形成一定的真空压力，促使污水顺利被提升至出口。这种工作原理使得污水提升泵能够高效、稳定地输送污水，适用于城市污水系统中的多种场景，包括污水厂的第一级的污水提升过程。污水提升泵的结构特点主要体现在其设计的合理性和耐腐蚀性能。泵的主体结构通常由泵体、叶轮、驱动装置和控制系统等部分组成。泵体采用耐腐蚀材料，以防止污水对泵体的侵蚀，提高泵的使用寿命。叶轮的设计通常具有高效能、防堵塞等特点，以确保泵在长时间运行中保持高效稳定的工作状态。驱动装置和控制系统则能够精准控制泵的启停和运行参数，提高泵的智能化水平。

污水提升泵在污水厂中的作用比较单一，但是在实际运行中需要进行优化需要对水泵的运行原理和管理内容进行详细了解。

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市政污水厂运行优化管理（八）
对于污水提升泵运行来说，仅仅知道提升泵是怎么工作的还是不够的，需要知道更多的控制细节。在污水厂中，污水提升泵的高耗能运行已经成为了运行人员的共识，如何采用合理的控制措施进行能耗的降低，成为污水提升泵的优化运行的核心内容。污水厂内的污水提升泵的主要功能是将进入污水厂内的污水提升到一定高度后，在污水厂内形成重力流的高起点，以进行后期的构筑物的重力自流，减少构筑物之间的污水输送产生二次的能量损耗。理论上最佳的设计是一次提升，全程重力流，但是由于污水出水水质的高标准要求，仅靠二级生物处理已经不能满足污水水质的达标，增设的深度处理单元中对污水需要进行加药过滤等，这需要污水具有足够的势能才能保障通过阻力较大的过滤层，如果依靠污水提升泵的一次提升满足最终过滤出水的水力势能，提升的高度会很高，前段的生化处理段的构筑物的高度也会做的很高，从工程建设费用以及后期的运维管理都会造成很大的困境。为了避免这样的结果，在采用深度处理的污水厂中，一般会设置两级提升，一级提升到生化处理过程结束，深度处理单元再进行二次提升，满足深度处理单元的过滤等工序的水头要求，这样可以降低一级提升的扬程，以及生物处理段的整体构筑物的高度，从整体的设计的经济性和运行的可靠操作性上都比一次提升有很大的改善，也是现阶段污水厂采用的通用的污水提升方式。已经可以确定污水厂的二级提升是必须的工序，那么对于二次提升中的水泵能耗进行优化控制措施的开展前，首先要明确水泵的提升过程中能耗的特点，这对于在污水厂中进行能耗管理是必备基础。污水厂在设计过程中，设计人员会根据进水管道的管底标高，生物处理段的高程要求，设计的进水水量计算出需要提升的污水水量和高度，也就是污水提升泵的流量和扬程，而水泵厂家拿到这个设计资料后，会在生产的水泵系列中选择与设计资料匹配的流量和扬程的水泵，并且在水泵出厂前都会有配置水泵样本，水泵样本明确了水泵的扬程和流量的关系，其中与运行管理关系更为紧密的是水泵的效率曲线。
水泵的效率概念就是水泵的有效功率和轴功率的比值。水泵铭牌上的效率是指该台水泵在额定转速时可以达到的高效率值。一般水泵效率是60％～85％。高效率的泵说明做同样功，该泵所消耗的能源低，反之高。1、效率高和效率低的两台泵，做同样的功，应该是效率高所消耗的能量低，效率低所消耗的能量高。2、高效率的泵与低效率的水泵在做相等功前提下，高效率的水泵能耗低，简言之，耗电量就低。节省了电费，对于大功率的水泵电机来说，这是笔不小的成本开支。    从这个概念上来说，如何使水泵在高效能下工作，也就是污水提升泵优化运行的目标，这个目标最终的结果就能反映到污水厂能耗的降低上来，污水提升泵的优化措施也就是围绕水泵的高效能运行来进行的。在进行水泵的高效能运行之前，需要针对水泵的效能曲线做一些基本的了解。下面是一张水泵的效能曲线图：    在水泵制造厂商提供的水泵样本的运行曲线中，可以看到流量Q和扬程H的关系，特别是效率ŋ曲线，在这张图中可以看到效率曲线并不是随着流量增大而同步上升的：水泵在刚启动，转速较低的情况下，水泵的流量开始逐步上升，水泵的效率ŋ也是从0开始逐步上升的过程，在这个过程中水泵的扬程H会下降，这个过程中水泵效率ŋ在持续增加，但是水泵效率也是一个低能效区间，也就是低流量高扬程低效能的工况；在效率ŋ到一个高效点后，效率ŋ就不再随着水泵流量增加而继续提升了，效率ŋ在这里出现了拐点，向下运行，也就是出现大流量低扬程低效能的运行工况。从水泵流量扬程效能曲线可以了解污水提升泵的高效能并不是在水泵输出的高扬程，大流量状态下达到的，而是在一个合理的扬程和流量下达到的，这就是水泵运行曲线提供的高效的运行控制点。当然这个高效点不会是运行最终的控制点，一般把高效点向下浮动8~10%左右的区间都可以认为是高效区间，这为后期的水泵控制提供了区间控制而不是点位控制。对水泵的运行曲线了解以后，就可以知道水泵的优化运行，是将水泵的运行区间控制在高效段内，而不是简单的大流量，高扬程的工况。
在了解了水泵的效能曲线以后，水泵的优化措施就比较明确了，具体的优化措施有：
（1）、了解污水厂内安装水泵的参数。在进行水泵的优化管理之前，一定要明确水泵的高效能区间，污水厂的设计和运行中一定会存在一定的偏差，导致设计采用的水泵运行工况和实际的运行工况不同，在进行污水提升泵的优化措施之前一定要确定厂内安装水泵的各项参数，特别是对已安装水泵参数中的高效点，高效区间（高效点前后8~10%的范围），水泵实际的工作参数，污水提升泵的稳定的工作液位，水泵的实际的工作扬程（实际工作液位往往高于设计工作液位，这样水泵的实际工作扬程会比设计的工作扬程低），不同时段的污水厂进水水量（居民生活习惯导致进水水量会随着一天不同的时段发生明显的变化）等等的一系列参数，这些实际运行的参数需要污水厂的运行管理人员进行详细准确的收集，然后将这些参数进行统计整理后，确定为水泵优化运行的控制参数，后续的优化控制措施其实就是在设计参数和实际运行工况参数之间进行相互的契合，具体收集的参数表如下:
项目        水泵数量        进水每日变化的时间区间        各个进水时段区间的泵房液位        设计高效扬程区间        实际扬程区间        设计高效流量区间        实际流量区间
设计参数                /                                       
运行参数                                                       
可以根据实际的运行情况收集更多的参数，便于优化措施的深入实施。

王立立

感谢分享，，，，，，，，，，，，，，，，，，感谢蓝版，，，，，，，，，，，，

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水世界蓝天

王立立 发表于 2024-8-30 09:43
感谢分享，，，，，，，，，，，，，，，，，，感谢蓝版，，，，，，，，，，，，

为什么不发一个WORD文 ...

是的，发不上来，坛子不稳定

honywu

内容很丰富，资料不错，感谢分享

吴先生

内容很丰富，资料不错，感谢分享

水世界蓝天

吴先生 发表于 2024-9-13 10:19
内容很丰富，资料不错，感谢分享

不客气，多谢您的关注

水世界蓝天

市政污水厂运行优化管理（九）
2、收集完整的实际运行数据，可以作为水泵的优化措施的基础数据。大多数的污水厂的污水提升泵建设完成以后与设计的参数是不能吻合的，需要重新根据实际进水的数据进行优化调控。

实际的进水水位是首先要进行确定的，进水水位的高低会受到实际运行中的管网的液位高低影响，由于城镇生活污水的来水量并不是恒定的，进水量的变化曲线对于大多数污水厂来说都不会是一条平直的曲线，一天中进水水量会根据不同的时段会出现高低峰值区域，这也决定了污水厂如果保持恒定的进水液位就需要根据不同时段的来水量主动的调整水泵的流量，调节流量可以通过变频或者开停水泵的方式。但是这种方式往往受到污水厂工作人员实际操作的精细化的程度的影响较大，一些污水厂运行人员为了避免这种频繁操作，就会保持一个较水泵集水池的一个高液位运行，高液位运行在一定程度上可以消除管网侧频繁波动的水量变化对污水厂提升泵的水量提升的影响，同时高液位运行，污水厂的水泵也可以保持一个相对恒定的液位，这样的水泵的流量也可以恒定下来，恒定的流量可以对污水处理的生物处理核心形成稳定的水量负荷，使微生物具有稳定的生存环境，因此一些污水厂的集水井和泵房液位都保持了较高液位。但是长期高液位也有一些弊病。
主要存在的弊病有以下几个方面：a、高液位会消减管网的纳污能力，城镇地下管网对于市政污水厂来说是一个调蓄池，污水在管网中流动过程是一个重力流，重力流对管网不是一个完全充满的状态，它在不同的流量下对管网的充满度也不同，污水厂通过提升泵的运行控制集水井和泵房内的低液位，就可以保持管网内污水的良好流动，这样会给管网一个空间，成为污水厂的调蓄池，在一些城镇居民高峰用水量期间和降雨期间，这个富裕的空间就可以容纳这部分水量，降低污水厂的运行压力。但是由于污水厂保持了管网终端（污水厂集水井和提升泵房）高液位运行，会将部分高峰期污水滞留在管网内，这些滞留的污水会占据重力流的管网中的上部空间，消减了管网的纳污能力，就会造成在雨季雨污合流的情况下管网纳污能力不足，造成城市部分地区内涝，或者管网内污水伴随雨水外溢到环境水体中，造成污染。b、高液位会造成污水在管网内停留时间过长，对污水进水水质产生一定的影响。高液位下，终端液位较高，污水在管网内的落差会减小，势能也随之减小，这样会造成污水在管网中流速变缓，导致污水中的比重较大的杂物沉积到管道底部，这部分沉积到底部的杂物在管道内的厌氧环境下进行有机物的厌氧反应，会消减进水中的有机物含量，特别是一些小分子有机物在管道内降解更加明显，这也受到温度的影响较大，呈现在污水厂中，就是夏季的进水COD浓度会下降，而总磷总氮的变化没有COD明显，就会导致污水厂需要额外投加更多的碳源和除磷剂来保证系统的氮磷达标排放，造成运行成本的上升。

c、高液位会造成水泵的运行工况与设计参数不符，导致水泵的运行点偏离高效段区间。通过对污水厂集水井和水泵房液位的统计，可以得出水泵房的高液位多数已经高于设计的高液位，水泵的出水管的标高是固定的，而水泵房内的高液位会缩减水泵的扬程，导致水泵进入到低扬程大流量的工作区间，偏离高效段，造成水泵的能耗损失增大。d、污水管网内的高液位，容易造成大量的漂浮垃圾聚集在管网内，当外部水量过低，污水提升水量不变，将管网液位降低以后，这些大量的漂浮垃圾就会短时间内大量涌入到污水厂内，造成污水厂预处理系统的运行压力增大，严重时会损坏粗细格栅的运行，造成系统停运的风险。从上面几点分析来看，在污水厂维持高液位运行，对管网的运行压力、污水厂的进水水质、水泵的运行效率都有较大的影响，而且对未来污水厂的精细化管控和厂网一体联动管理模式，都会产生一定的影响，因此污水厂应尽可能保持低液位的运行控制。

对污水厂来说，短期内高液位运行可以减少污水厂内的系统压力，但是会造成长期的运行隐患，但是操作较少，反而在大多数污水厂更多的采纳；长期的的正常液位运行需要进行复杂跟随操作，会造成运行人员的精细化管理的运行压力，操作也较为复杂，仅依靠人工操作肯定是无法满足复杂的系统控制要求，这就需要污水厂采用自控程序来优化污水提升泵的运行。因此在污水厂污水提升泵的运行上首先推荐是使用设计精准的自动控制的程序来进行水泵的优化运行。自控程序的设计需要更多的结合实际运行的工艺状况来进行，但是现有污水厂的自控控制程序简单的以液位为水泵的启停点，在不同的液位下投入不同的水泵来进行控制，这种控制模式粗放，完全不能满足系统平滑水量的需求。因此需要对自控系统提出更详尽的设计要求，这样才能更好的实现水泵的优化运行。

水世界蓝天

市政污水厂运行优化管理（十）
3、污水提升泵的自控系统的优化实现
水泵的液位控制在合理的范围内，使水泵的工况条件在水泵的高效段内，达到水泵低能耗高效能的运行，这是水泵优化的方向。在实际中由于进水流量的实时变化，使这种优化有很大的设计挑战，有相当多的文献资料对水泵的高效运行控制进行探讨，也给出了非常多的控制思路，这些控制思路由于对进水流量的敏感更高，人工操控已经无法满足高精度的运行控制，因此都需要自控系统来完成，自控系统在设计之初缺少对进水流量、液位的实际工况数据的收集，使自控系统的设计与实际相差较大，也导致自动控制很难实现。自控系统的优化控制理论的实践要如何进行的呢？
总体来说自动控制实现能耗的降低，首先需要对运行工况数据进行实时准确的收集，这需要污水厂在污水提升泵房内设置足够多的检测仪表：液位计是参与污水提升自控系统的重要仪表，液位计的选型要考虑泵房的实际的工况，提升泵的泵坑上方有污水蒸汽，泵坑液面会有大量的浮渣垃圾堆积这些都会对液位检测产生影响，污水厂可以根据厂内泵坑内的实际情况选择不同种类的液位计（超声波、压力式等）来提供精确的液位数据；对于流量计也需要选择合理的准确的流量计，如果在水泵提升后有总进口的管道式电磁流量计可以采用作为控制的数据，如果是分管的流量计就需要做积算以后在进行数据的采用；对能耗控制要求较高的污水厂可以在污水提升泵的供电控制柜内设置电度计量表，作为能耗控制的衡量数据；对实际安装的管路净高度、管件数量等进行水泵扬程的核算，并结合之前统计的各种工况下的泵坑内的液位数据进行不同工况下的水泵扬程核算，做好核算数据的收集；对水泵的运行样本数据要收集并分析水泵高效运行区段的扬程和流量数据，并上下浮动5~8%之间作为水泵的高效控制区间，作为能耗优化的自控系统的控制基础。以上这些数据是作为自动控制系统中需要收集的具体数据，污水厂需要在优化工作开展之前，对这些数据的采集并整理成自控的基础数据。

控制系统的硬件设施除去在线收集的数据仪表外，还有水泵的变频控制系统，水泵变频控制系统是保持水泵能够平滑的进行流量调整的控制系统设备，仅靠工频运行的水泵可调整的流量是矩形分布的，变频的控制水泵可以实现平滑的曲线分布，这样在进厂污水逐步上升的过程中，水泵也能保持在高效的范围内平滑增大流量，这样可以降低依靠水泵开停台数来实现的流量调控，节能的效果会显著提高。作为自控系统来说，具有一个PLC控制器也是必不可少的，针对污水提升泵房是需要单独设置一个PLC控制单元的，并且需要针对水泵的能耗曲线和工况特点进行编程，并能够根据采集的实时数据进行程序运算后对现场水泵进行控制，通过现场安装的PLC最终实现水泵提升的能耗优化的自动控制。具备了上述的硬件以后，就需要对软件部分进行条件的设定，由于污水厂的运行人员大部分不是自控专业，对自控系统的理解并不是很到位，这里也不展开对自控系统内部核心程序的讲解，只从污水厂运营管理的角度提出相应的自控要求。a、确定水泵运行的控制方式，恒定液位还是恒定流量。两种方式带来不同的控制策略，这需要污水厂根据外管网的实际要求来进行确定，外管网对液位控制要求比较高的，就需要恒液位控制优先；没有特别的要求的，可以考虑在尽可能低的最高液位下恒流量运行。恒流量运行对污水厂的生化系统的友好性更强，但是恒液位往往是管理部门的重点强调的，污水厂要结合自身的优化需要，灵活采用水泵控制方式。b、将收集的基础数据提供到自控程序编写人员，程序人员必须使用现有真实的基础工况数据进行程序编写，这样才能在实现复杂的控制功能时能够准确的与实际工况吻合，而不是满足控制但是与实际不相符，最终也导致控制不能实时到位。
c、提出控制要求。污水厂需要实现水泵的高效运行，需要在不同的控制策略下实现区间内水泵的自动启停和频率调整，并且每一台水泵的扬程和流量在水泵样本的高效段内，这就是水泵能耗优化的自控系统的具体要求。这需要运行人员和自控编程人员深度交流水泵高效段的含义，每天进水流量的时变化情况，恒液位或者恒流量运行的控制目标等内容，才能让编程人员编制合理的控制程序。
d、目标实现。通过液位计数据、电度表数据、流量计数据等进行单台至多台水泵的流量和扬程的核算，复核水泵运行区间是否在设定的高效段内，如偏差较大，应进行程序调整，直至最终实现不同工况下，各台水泵的高效运行。污水提升泵的高效低耗的运行优化不是简单的水泵提升叠加，而是对水泵参数、运行工况、控制反馈参数等有全面的理解和应用，需要运营和自控两种不同专业共同融合进行设计，并且需要一段时间的调整和修改之后，实现水泵能耗节省的最大化，只有这样才能真正的实现水泵的能耗优化控制运行。

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市政污水厂运行优化管理（十一）
（4）细格栅间
污水经过提升泵提升后，增加了重力势能，从低位管道进入到高位渠道内，从污水提升泵之后，污水在厂内开始重力流直至生化处理段结束，进入到深度处理之前才再经过一次提升。因此在深度处理之前，各个工艺段不再对污水再进行高程增加，而是一直降低的过程，在这个工艺段中各个构筑物和设备在运行管理中需要进行水头损失的考虑，避免在这些过程中产生较大的水头损失造成后续工艺构筑物的运行障碍。
对于细格栅的工艺功能来说，细格栅的工艺原理和结构都与粗格栅类似，但是它的工艺功能与粗格栅却完全不同，粗格栅的工艺功能主要是为了保障污水提升泵的叶轮不受到进水中大型的杂物冲击，造成水泵损坏；细格栅的位置一般设计在污水提升泵之后，主要的工艺功能也不是保护污水提升泵，而是为了后续工艺设备和设施的保障。

城镇市政污水厂的污水有多方面的来源，有的来自城镇居民生活排水，有的来自雨污合流的雨水，有的来自管网的跑冒滴漏，错接混接等杂用水等。这些多种来源的污水混合进入到污水厂内以后，这些多个来源的污水中存在各种复杂的杂物，除了能被粗格栅拦截的粗大的杂物之外，还有一些细小，柔软，缠绕性强的杂物会以个体的形体柔软变化通过粗格栅，并被污水提升泵的叶轮提升到下一个构筑物内，但是这些杂物一方面在后续的构筑物内会由于和水的密度不一致，导致从池面上漂浮出来，在池体水利死角搅拌差的池体表面形成漂浮的杂物垃圾，造成较差的感官体验，比如在夏秋两季大量漂浮堆积在曝气池部分角落里的西瓜籽就是让很多污水厂极为头疼的物品，而且这些杂物也会造成深度处理单元的过滤单元的堵塞，增加了过滤单元的冲洗频次，能耗和设施设备损耗都会增加；另一方面会对后续处理设备造成很大的影响，一些旋转的叶轮会被这些柔软的缠绕性杂物不断缠绕挟裹，导致旋转部分阻力过大，严重时可能会造成设备电机负荷过高烧毁。因此这些能穿过的粗格栅的细小、柔软、缠绕性杂物必须在进入主要处理构筑物之前进行去除，而这就是细格栅的工艺功能。
多数细格栅的工艺位置放置在污水提升泵之后，这个阶段的污水已经具备了高位的重力势能，污水一般都在高位运行，这时细格栅就可以安装在较浅的污水渠道内实现对水中杂物的去除，而不像粗格栅安装在与进水管底同一位置的深水渠内，造成粗格栅的实际工作区域小，大部分设备区域都是为了延申粗格栅到污水厂水平地面上方便人员操作的作用，正因为这个原因，就造成了粗格栅的损坏率较高，而细格栅由于自身的工艺功能不是为了保护污水提升泵，因此选择放在污水提升泵之后可以减少设备无效部分，降低设备投资，提高设备运行的稳定性，是针对设备运行的设计优化内容的体现。

从细格栅本身的设计选型来看，细格栅选型有回转耙式、转鼓式、阶梯冲压孔板式等等，这些格栅体积较小，栅条间隙或过水孔之间的间隙较小，一般为5~10mm，采用6mm的居多，间隙细窄可以拦截更多的细小的漂浮杂质，但是由于杂物的细小，自身的重量也比较小，多数杂物在格栅背部掉落的效果较差，也会造成多数杂物粘附在格栅上重新回到格栅后面的水渠中，受到穿过格栅的污水水流冲击，造成杂物重新回到水中，造成了细格栅的工艺功能发挥效果不佳。这种情况与污水厂对细格栅的工艺控制也有一定的关系，多数污水厂为了防止细格栅堵塞，细格栅一般采用的是连续运行的方式，特别是在一些管网建设管理较好的污水厂内，连续运行的细格栅上仅能拦截到很少的一部分杂物，而且这些杂物数量少，自身重量小，不宜掉落，导致细格栅的工艺功能不佳。
针对这种工况，可以对回转耙式细格栅最高点位置安装转刷对不容易掉落的细小杂物进行机械清除，对于孔板类的阶梯格栅和转鼓式的细格栅可以采用高压水冲洗的方式进行杂物掉落去除，除去这些对细格栅设备本身的优化机械措施之外，污水厂还可以通过运行管理对细格栅进行优化运行。

细格栅的优化运行可以通过间歇运行，使细小的杂物在细格栅上拦截的数量增多，多数的细小杂物的重量相对于单一细小杂物会显著增加，在进入到背部自然掉落的可能性就会增加，在优化中，还可以通过合理的控制单次的运行时间，使杂物在细格栅上有一个将携带的水分沥去的过程，缺少水的毛细吸引力，这些细小的杂物掉落就更容易了。设定这样的运行模式，需要结合细格栅前后的液位差和细格栅的运行时间控制器共同来完成。

水世界蓝天

市政污水厂运行优化管理（十五）

王立立

市政污水厂运行优化管理（十二）--------------------没见到