2024年初,“雙百跨越”污水處理標桿聯盟對標桿比選進行全面升級,首次應用城鎮污水處理服務“1+6”領跑者系列標準的評價體系,在第三期標桿比選中,為污水行業篩選出34座標桿污水處理廠(詳情點擊:34座污水廠上榜,第三期“雙百跨越”標桿污水廠榜單發布)。目前,“雙百跨越”污水處理標桿聯盟已成立4周年,已為污水處理行業篩選出93座標桿污水處理廠,貢獻“高質六化”的優秀運營案例。合肥市胡大郢凈水廠是第三期“雙百跨越”精細化標桿污水處理廠(也是第二期“雙百跨越”精細化標桿污水處理廠),本文向行業同仁分享該廠的精細化建設和運營經驗。
01激活十五里河,構建友好生態
合肥市胡大郢凈水廠(簡稱“胡大郢凈水廠”)地處十五里河北側、宿松路東側,南側為高鐵鐵路及鐵路交通樞紐用地。采用全地下式設計,設計規模10萬噸/日,占地58.6畝(含代征綠化帶),其中地下箱體28.47畝,服務面積28.6平方公里,主要收集處理十五里河流域中上游污水。
污水處理工藝采用“改良A2/O+反硝化深度處理”,尾水排放至十五里河,出水執行《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染排放限值》(DB34/2710-2016),在此基礎上,總磷、總氮、氨氮和化學需氧量4項指標濃度值分別不高于0.3mg/L、5mg/L、1.5mg/L、30mg/L。
圖 1 工藝流程圖
該項目于2016年10月開工建設,2018年11月30日調試運行,2018年12月31日完成環保驗收,2019年1月投入運行。
圖 2 胡大郢凈水廠鳥瞰圖
胡大郢凈水廠具有良好的生態、環境和社會效益。(1) 生態效益:十五里河為無源之河,主要作為城市泄洪河,上游來水不足,導致河流水體水質較差,旱季常出現干涸情況,胡大郢廠高標準尾水為十五里河流域提供生態補水,讓十五里河水流動起來,“活”起來,生態效益明顯。(2) 環境效益:十五里河污水收水范圍為一個狹長的地帶,管網高程差大,管道承壓破損多、易發生污水溢流。在中上游建立胡大郢凈水廠,有效解決了上述問題。
(3) 社會效益:利用合肥南站邊不規則土地(堆土場)建設全地下式污水處理廠,下部箱體處理城市污水,頂部建有集健身、休閑、娛樂、比賽與一體的休憩新樂園。
02資源高效利用,水廠價值外放
1、靈活選址,城市資源高效利用
建設地址地形狹長,土地形狀不規則,難以作為商業開發利用,且毗鄰高鐵線路,進一步限制了其開發利用途徑。將該地塊建設全地下式污水處理廠,有利于發揮環境效益和土地資源價值,選址符合“就地收集、就地處理、就地再利用”的城市水資源高效管理、利用理念,與城市低影響開發、海綿城市建設殊途同歸。
2、解決鄰避效應:突出地下廠環保優勢生產設備均位于地下箱體內,運行噪聲得到最大程度的隔離,對人居環境不會造成噪聲污染。地下式污水處理廠無敞開式水面,不存在“光”污染問題。污泥脫水設施處于地下箱體,直接用封閉罐車外運,無臭氣散出。同時通過對粗格柵、細格柵、厭缺氧池等污水處理進水預處理區及污泥脫水機房等的加蓋收集和惡臭氣體集中處理系統,對臭氣進行有效收治,處理達標后高空排放。從而基本消除污水處理過程中所產生的臭氣影響。有效解決了污水廠不可避免的噪聲、臭氣、光污染等帶來的“鄰避效應”問題。
3、緊湊布局,節省大量土地資源建筑物布局緊湊、合理,空間高效利用,地下箱體兩層結構,生產輔助用房與處理單元疊合布置。且地下式污水處理廠的建造主要涉及地下空間,10萬噸處理規模箱體占地面積僅28.47畝,面積較同規模地上污水廠節約近2/3,為城市開發節省大量土地資源。4、發揮社會價值,提高民眾幸福感箱體頂部覆土綠化,并建設籃球場、網球場、羽毛球場、足球場、兒童樂園、老人活動區、智能跑道等體育設施,打造一體的免費開放式公園,為市民提供休閑游憩場所,改變民眾對傳統污水處理廠的固有印象,提高民眾幸福感。同時一個地塊“分層供地”,提高土地綜合利用率,也有效提升了周邊土地的商業使用價值。
圖 3 地上體育公園社會開放5、工藝運行穩定,保證出水穩定達標
低溫條件下市政污水廠活性污泥中微生物種群數量少、活性低、分解有機物能力弱、處理效率低、出水水質差。地下箱體結構溫差小,冬季水溫不低于12℃,有利于生物處理系統的穩定運行,保證了出水的穩定達標排放。
03 精細化管控引領污水處理新高度
1、生產情況
2021—2023年,在進水濃度逐年增加的情況下,處理水量仍保持緩慢提升且出水穩定達標,主要污染物消減量逐年增加。通過精細化運營管理,各項能耗、藥耗均保持在合理且具備競爭力水準,平均電單耗0.307kwh/m3、碳源單耗43mg/L、除磷單耗35mg/L。2、安全環保風險防控按規范編制安全風險辨識管控手冊,繪制安全風險四色分布圖,制定專項安全生產事故應急預案等,定期進行風險識別,加強培訓及演練,自運營開始,零安全事故。
圖 4 胡大郢凈水廠風險管控
3、管理體系依托質量、環境、職業健康體系,規范化管理廠區各項生產工作,從人員、工作場所、設備設施和環境影響等方面進行有效管控,以達到人員安全、質量保證、環境保護、顧客滿意和企業受益的一種宏觀的管理理念,進一步提升運營管理的體系水平。
圖 5 胡大郢凈水廠完成管理體系認證
4、過程管理(1) 工藝控制通過技改藥劑投加方式,采用多點投加碳源和除磷藥劑,根據過程化驗和儀表數據及時調整藥劑投加位置和投加量,實現生化池出水硝態氮控制在5-10mg/L、磷酸鹽控制在0.1-0.3mg/L,確保出水穩定達標。
圖 6 生產工藝的精細化管理
圖7 總磷(TP)控制 與 圖8 總氮(TN)控制
利用中科智水、明牛APP與物聯網等信息化平臺,實現各級生產人員對運行工藝參數實時把控和生產數據的統計,實現工藝調控過程把控和統計分析,確保工藝調控有效、穩定。
圖 9 物聯網平臺
(2)設備管理按設備類型建檔,制定設備維護方法、年度維護計劃、月度維護計劃、月度維護檢查標準,檢查實施結果,以保養優先、維修為輔為原則,最終實現設備PDCA管理。
圖 10 設備PDCA管理
依據物聯網、電力需求側等信息平臺,監控設備運行狀況,按照設備類型及區域,進行網格化管理,劃分負責人,強化三級巡視,從不同角度對設備進行“診斷”,最大程度降低設備故障率,同時核心設備100%備用。
圖 11 電力運維云平臺和設備信息管理平臺
(3)安全管理
貫徹落實《中華人民共和國安全生產法》《中華人民共和國環境保護法》及其他法律法規的要求,同時響應中節能集團各項安全環保管理要求,制定公司安全環保管理制度,并落實各項安全環保管理工作。
圖 12 安全管理體系導圖
為提高公司員工安全意識和應急處置能力,定期開展管理制度、崗位操作規程、職業健康、消防等培訓演練,并進行培訓效果評估和總結,了解員工安全知識更新、工作表現等情況,并為下一年度的培訓起到借鑒作用。
圖 13 員工安全培訓
實現廠區監控、信號全覆蓋,建立核心區域門禁系統、消防系統,設置安全警示標識、安全器材等,定期盤點安全物資,檢查有效性,精細化安全管理。
圖 14 安全物資與安全標識
(4)先進技術應用
①精確脫氮、曝氣控制系統建立精確脫氮、曝氣系統,鼓風機與氨氮、溶解氧儀表,加藥泵與硝態氮、溶解氧儀表進行聯動,最終實現生化池DO控制在2mg/L左右,濾池出水硝態氮在4mg/L左右,在確保達標前提下實現單耗控制目標。
圖15 精確脫氮 與 圖16 精確曝氣
②精確除磷系統
在生化池末端、深度處理前段安裝磷酸鹽在線儀表,生化池磷酸鹽儀表和前段加藥泵聯動,深度處理前段磷酸鹽儀表和末端加藥泵聯動,控制生化池出水磷酸鹽在0.2~0.3mg/L之間,在確保達標前提下實現單耗控制目標。
圖 17 精確除磷系統
③能源管理系統
建立電力使用管理平臺,自動分析每臺設備用電量,出現異常自動報警,專人核實,同時安裝智能用電系統,如智能照明、通風等,優化生產調控,降低能源損耗。
圖 18 電力使用管理平臺
(5)現場管理
按照集團公司安全標準化圖集,現場實行目視化、標準化管理,主要設備、設施等設置標志標牌:含設備參數、維護周期等,操作規程圖文并茂,易于掌握;管理要求、作業流程按相關工藝指導書、公司制度、規范和標準執行。
圖 19 目視化管理
04 榮譽滿載:科技與管理并進的輝煌成就
胡大郢凈水廠采用的技術獲得“國家科學技術進步獎”“AAO工藝高標準處理城鎮污水低碳集成技術”“十二五”國家水體污染控制與治理科技重大專項-小流域水環境綜合整治集成技術”。
在工程建設中,胡大郢凈水廠先后獲得“廬州杯”、“工程優質獎”、“黃山杯”獎、國家級“市政工程最高質量水平評價”,工程建設成績優。在運營中,獲得5項專利授權、發表論文3篇、榮獲“安徽省優秀運營單位”,且是合肥市18座城區污水廠評比第一名,運營管理成績顯著。
圖 20 獲獎證書
05 未來展望:“六化”引領與產學研融合新篇章
1、達標為本,安全先行落實日常廠區質控管理、安全管理,強化突發應急管理,推進安全標準化工作。2、“六化”全能標桿建設在精細化基礎上,對照城鎮污水處理服務“1+6”領跑者標準,梳理薄弱點,根據地下式污水處理廠運營特點針對性建設,全力打造“六化”全能標桿污水處理廠。3、運營管理經驗總結提煉提煉、總結地下式污水處理廠運營管理經驗,發揮桿污水處理廠優勢,形成可復制、可推廣的運營管理模式。4、推進產學研融合
針對減污降碳,聯合中科大進行有效菌種、節能推流器等研究工作。
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編輯:趙凡
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