關(guān)于智能電磁流量計在水廠中的改造流程與應(yīng)用

摘要：分析揚(yáng)子石化分公司水廠凈一智能電磁流量計深度處理改造項目新上溶氣氣浮單元、臭氧接觸氧化單元以及曝氣生物濾池存在的安全操作風(fēng)險及環(huán)保達(dá)標(biāo)情況，并介紹了針對該流量計安全生產(chǎn)隱患所采取的一系列安全措施，為即將投建的揚(yáng)子石化-巴斯夫有限責(zé)任公司污水回用項目提供安全操作及智能電磁流量計穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗。
隨著**對環(huán)保的重視以及污水排放指標(biāo)的不斷提升，大部分 20 世紀(jì) 90 年代及以前投資建設(shè)的污水處理廠已無法滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。因此，在原有污水處理智能電磁流量計的基礎(chǔ)上，新增污水處理設(shè)施，即污水深度處理改造，成為污水處理廠排水達(dá)標(biāo)的有效方法。但新上的污水深度處理改造項目往往是采用近期剛開發(fā)的污水處理技術(shù)，技術(shù)不夠成熟，或雖技術(shù)成熟，但卻因種種原因鮮見有工業(yè)生產(chǎn)實例，或即使有工業(yè)生產(chǎn)實例，但因污水處理廠處理水質(zhì)的特殊性(不同生產(chǎn)廠、不同地域，污水水質(zhì)千差萬別)，使得某種工藝或技術(shù)在某個污水處理廠應(yīng)用的成功不能保證其在其他污水處理廠應(yīng)用的同樣成功。此外，大部分污水深度處理智能電磁流量計所采取的技術(shù)或工藝，因缺乏豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗，其安全運(yùn)行也無法得到有效的保證。本文結(jié)合中國石化集團(tuán)資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司揚(yáng)子石化分公司水廠凈**量計(簡稱凈一智能電磁流量計)深度處理改造項目-新上 3 套污水處理單元的調(diào)試、運(yùn)行經(jīng)驗，從安全生產(chǎn)的角度，全面分析污水深度處理智能電磁流量計運(yùn)行的安全操作風(fēng)險及排水達(dá)標(biāo)等環(huán)保安全風(fēng)險，并提出了一系列相應(yīng)安全防護(hù)措施。
1 凈一智能電磁流量計深度處理改造流程
凈**量計深度處理改造項目總投資近 7 000萬元，新建 3 套深度處理單元，分別是溶氣氣浮單元、臭氧接觸氧化單元和曝氣生物濾池(BAF 單元)。該深度處理項目于2011 年3 月完成全部土建及設(shè)備安裝，并于 2011 年 4 月進(jìn)入調(diào)試、運(yùn)行階段。該深度處理改造流程:經(jīng)生化智能電磁流量計處理后的出水進(jìn)入溶氣氣浮單元，去除大部分懸浮物，再經(jīng)過臭氧接觸反應(yīng)池及臭氧釋放池，提高污水可生化性，并將殘余臭氧釋放，*后所有污水進(jìn)入生化處理主體單元-BAF 單元，進(jìn)一步降低污水中殘余的有毒有害物質(zhì)濃度。污水深度處理流程如圖 1 所示。

2 智能電磁流量計安全操作風(fēng)險分析
一般而言，新建流量計，因存在設(shè)計、施工及設(shè)備選型等多方面因素的影響，在運(yùn)行過程中會存在較多的安全操作風(fēng)險。
2. 1 溶氣氣浮單元
溶氣氣浮單元涉及到壓力容器，存在爆炸風(fēng)險，同時，因設(shè)計方面的問題，存在相應(yīng)的安全操作風(fēng)險。
1)設(shè)計方面。溶氣氣浮單元的 3 套操作設(shè)備雖彼此緊密相鄰，但卻分置在深度為 2. 5 m 的3 個地下槽，操作人員需要頻繁爬上爬下操作，不僅操作繁瑣，而且因每個槽空間狹小，操作不便，易導(dǎo)致機(jī)械傷害;同時因其緊鄰精對苯二甲酸事故池，使得槽內(nèi)有可能集聚有毒有害物質(zhì)，當(dāng)操作人員進(jìn)入槽內(nèi)時，會帶來潛在的安全風(fēng)險。
2)設(shè)備配件方面。為保證溶氣氣浮單元的運(yùn)行效果，安裝在溶氣氣浮單元中的壓力容器罐需保證一定的運(yùn)行壓力，一般污水處理廠很少會涉及到這方面內(nèi)容。因此，對壓力容器不熟悉、操作不仔細(xì)均會導(dǎo)致壓力容器罐壓力過高而造成安全風(fēng)險;同時，該壓力容器缺少必要且關(guān)鍵的配件，如在*近的運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)壓力表損壞，但因無該配件，且現(xiàn)存的壓力表與該空壓機(jī)壓力表不匹配，導(dǎo)致無法獲得壓力容器的真實壓力，給正常生產(chǎn)帶來了非常大的安全風(fēng)險。
2. 2 臭氧接觸氧化單元
對于臭氧接觸氧化單元而言，除了使用不當(dāng)、維護(hù)不好、材質(zhì)更換等原因，還涉及到高壓氧氣、臭氧、毒性氣體等，*易引起安全風(fēng)險。
1)高壓風(fēng)險。因氧氣輸送管線壓力較高(約0. 6 MPa)，所以對該管線日常的維護(hù)、檢查至關(guān)重要。結(jié)合凈一智能電磁流量計實際，因預(yù)處理段腐蝕性氣體濃度高，對該段氧氣管線進(jìn)行定期腐蝕檢查、維護(hù)非常關(guān)鍵。
2)爆炸風(fēng)險。氧氣在空氣中濃度較高時，遇到高溫或明火易發(fā)生爆炸，因此，如出現(xiàn)氧氣泄漏，會引起安全風(fēng)險。定期檢查管道腐蝕情況、各連接閥門泄漏情況，是防止氧氣泄漏的有效手段。同時，在臭氧發(fā)生器房間內(nèi)特別禁止明火，不準(zhǔn)使用油布，與氧接觸設(shè)備不要與油和黃油接觸，也可降低爆炸風(fēng)險。
3)中毒風(fēng)險。污水處理設(shè)施能產(chǎn)生許多有害氣體，比如甲烷(可燃?xì)怏w)、硫化氫、一氧化碳和二氧化碳，但卻很少涉及到臭氧，所以在發(fā)生突發(fā)性安全事故時，無法采取有效措施。因此，向操作人員普及臭氧危害知識、臭氧中毒等突發(fā)事故下的緊急施救以及正確使用防護(hù)面具等是非常重要的。另外，臭氧接觸反應(yīng)池頂部尾氣破壞器如運(yùn)行不正常，則會對周邊環(huán)境造成影響。
2. 3 BAF 單元
從安全操作風(fēng)險方面而言，BAF 單元所涉及到的設(shè)備、工藝等均與傳統(tǒng)的污水處理相似，安全中作風(fēng)險與傳統(tǒng)污水處理相同，但因 BAF 單元鼓風(fēng)機(jī)房建于地下，過于密閉，同時鼓風(fēng)機(jī)共有 8臺，有 6 臺屬于連續(xù)運(yùn)行。因此，當(dāng)操作人員巡檢或操作時進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)房，會對聽覺造成危害，同時，密閉環(huán)境使得散熱效果不佳，鼓風(fēng)機(jī)長期處于高溫環(huán)境內(nèi)運(yùn)行，不利于設(shè)備的使用。針對此問題，建議增加凈**量計空氣對流設(shè)備，且該項目已通過相關(guān)部門審批。
3 智能電磁流量計對排水達(dá)標(biāo)的環(huán)保安全影響
新增的 3 套污水處理單元中，如果其中一個單元運(yùn)行效果不佳，會直接影響到后續(xù)處理工藝，并*終對排水達(dá)標(biāo)及穩(wěn)定性造成影響，即新上的3 套單元環(huán)環(huán)相扣，相互影響。
3. 1 溶氣氣浮單元
在深度處理技術(shù)路線選擇上，*初的工藝路線是臭氧加 BAF 工藝，但經(jīng)過多方調(diào)研發(fā)現(xiàn)，懸浮物濃度會直接影響到臭氧單元的運(yùn)行效果，而凈一智能電磁流量計出水懸浮物較高會直接對臭氧單元運(yùn)行造成負(fù)面影響。因此，*后確定在臭氧單元前增加溶氣氣浮單元，來去除懸浮物。這一技術(shù)路線的更改無論是從理論上還是從實際生產(chǎn)上，都為排水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有利的作用，但因存在設(shè)備選型、施工缺陷等問題，使得溶氣氣浮單元出水水質(zhì)與預(yù)期差距較遠(yuǎn)。
1)設(shè)備選型、備件方面。與凈**量計原大氣浮單元相同，對于新建的溶氣氣浮單元而言，易出現(xiàn)問題的是排渣系統(tǒng)。本次設(shè)計選型過程中，選擇了離心泵。在運(yùn)行過程中，頻繁出現(xiàn)離心泵因抽入氣體不上量的情況。不僅嚴(yán)重影響了刮渣排渣系統(tǒng)，而且還直接影響到了溶氣氣浮單元的出水水質(zhì);同時，因缺少必要的設(shè)備備件，運(yùn)行過程中，當(dāng)空壓機(jī)壓力表損壞時，無法獲知真實的壓力情況，從而影響了參數(shù)調(diào)整及出水水質(zhì)。根據(jù)目前的運(yùn)行情況，建議更換凈一智能電磁流量計離心泵為潛污泵，同時更換相匹配的壓力表。
2)施工缺陷方面。溶氣氣浮單元刮渣系統(tǒng)，如刮渣板、浮渣槽、水位槽等需要較高的施工精度，但恰恰是在這些方面，存在嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題，如刮渣板與水位槽不平行、水位槽高低不平等諸多問題，使得刮渣效果不理想，無法對池面浮渣有效清除，影響了溶氣氣浮單元的運(yùn)行效果。針對這些問題，凈**量計技術(shù)人員已積*與相關(guān)單位聯(lián)系，以便盡快解決施工質(zhì)量方面的問題，確保出水水質(zhì)。
3. 2 臭氧接觸氧化單元
從臭氧接觸氧化單元的運(yùn)行調(diào)試經(jīng)驗來看，目前臭氧接觸氧化單元的尾氣破壞器與接觸反應(yīng)池直接相連，在曝氣過程中，廢水產(chǎn)生大量泡沫，并進(jìn)入尾氣破壞器中，不僅影響尾氣破壞器運(yùn)行效果，而且會導(dǎo)致該設(shè)備運(yùn)行壽命縮短。為了保護(hù)設(shè)備及現(xiàn)場環(huán)境，從開車初期，臭氧接觸氧化單元一直處于間斷運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重影響了出水水質(zhì)。為解決泡沫進(jìn)入尾氣破壞器的問題，提出了相應(yīng)的改造方案:在原管線上加一個集水罐，并相應(yīng)增加排水閥、噴淋閥，使得泡沫在該集水罐內(nèi)被消除，避免進(jìn)入尾氣破壞器。
3. 3 BAF 單元
從開車到目前的連續(xù)運(yùn)行，BAF 單元存在較多的影響排水達(dá)標(biāo)的安全隱患。同時，由于 BAF單元出水直接排江。因此，該單元的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到總排達(dá)標(biāo)。具體而言，BAF 單元存在新上設(shè)備操作運(yùn)行經(jīng)驗少、工藝調(diào)整難度大、反沖洗頻率強(qiáng)度需摸索等幾方面問題，影響了其穩(wěn)定高效運(yùn)行，但經(jīng)過近半年的運(yùn)行，基本解決了凈一智能電磁流量計的這些問題。
1)設(shè)備操作方面缺乏經(jīng)驗。凈一智能電磁流量計原生化系統(tǒng)均采用離心鼓風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)壓力較小。而新上 BAF 單元的鼓風(fēng)系統(tǒng)采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，有一定的運(yùn)行壓力及安全閥，在操作過程中，發(fā)現(xiàn)安全閥頻繁起跳，導(dǎo)致無法正常開啟該風(fēng)機(jī);另外，隨著運(yùn)行時間的增加，出現(xiàn)多處氣動閥無法開啟等問題。這不僅影響了曝氣池內(nèi)微生物的正常生長，也對總排水質(zhì)造成了直接影響。針對此問題，凈一智能電磁流量計技術(shù)人員在相關(guān)專家的指導(dǎo)下適當(dāng)調(diào)整工藝(如增加反洗強(qiáng)度，降低運(yùn)行壓力，保證安全閥不起跳)，問題得以解決。
2)工藝調(diào)整難度較大。因溶氣氣浮單元及臭氧接觸氧化單元運(yùn)行效果直接影響到 BAF 單元的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，當(dāng)上述 2 套單元運(yùn)行出現(xiàn)問題時，BAF 單元往往會運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)出水COD(化學(xué)需氧量)濃度升高、色度增加、懸浮物增多等問題。根據(jù)這些問題，積*進(jìn)行溶氣氣浮及臭氧接觸氧化單元的技術(shù)改進(jìn)、消缺等措施，目前這 2 套單元基本可實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
3)反沖洗操作經(jīng)驗少。BAF 單元*關(guān)鍵的操作便是反沖洗，其中包括反沖洗強(qiáng)度、頻率、反沖時間控制等。運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，因進(jìn)水水質(zhì)差，需要提高反沖洗頻率才能滿足出水水質(zhì)以及運(yùn)行壓力的要求。另外，反沖強(qiáng)度控制較難掌握，若強(qiáng)度小，反沖不徹底;若強(qiáng)度大，則容易跑料。經(jīng)過近半年的運(yùn)行摸索，通過提高頻率及時間的同時，相應(yīng)降低反沖強(qiáng)度，從而解決了上述問題。
4)曝氣強(qiáng)度難以調(diào)節(jié)。因 BAF 單元進(jìn)水為二沉池出水，其 COD 相對較低，生化需氧量低，不需要強(qiáng)度較大的曝氣，但為了保持生化池內(nèi)濾料呈膨脹狀態(tài)，確保微生物與污水的充分傳質(zhì)，又需要強(qiáng)度較大的曝氣，因此，產(chǎn)生了曝氣量與需氧量難以調(diào)節(jié)的矛盾。
4 效果及建議
(1)安全操作風(fēng)險控制。在污水深度處理智能電磁流量計開車運(yùn)行前，需充分評估新上單元存在的固有安全操作風(fēng)險，如高壓、中毒、爆炸風(fēng)險等，同時，也要考慮到設(shè)計施工缺陷引起的安全操作風(fēng)險，如操作空間狹小、易導(dǎo)致機(jī)械傷害、設(shè)備處于封閉區(qū)域、噪音大且不利于散熱等。在充分評估安全操作風(fēng)險后，采取有效措施(學(xué)習(xí)、培訓(xùn)、改造等)，防患于未然，避免安全事故的發(fā)生。
(2)智能電磁流量計排水環(huán)保達(dá)標(biāo)風(fēng)險控制。深度處理改造項目目的是提高排水水質(zhì)，盡管凈**量計改造項目所選擇的技術(shù)路線是切合流量計實際的，但在具體施工、設(shè)計細(xì)節(jié)、工藝運(yùn)行參數(shù)等方面存在或多或少的問題，因此，在實際運(yùn)行過程中，仍需要技術(shù)人員在現(xiàn)場摸索，不斷積累運(yùn)行經(jīng)驗，同時，對設(shè)計存在的問題，要積*給出相應(yīng)的措施，保證深度處理智能電磁流量計的穩(wěn)定運(yùn)行，確保排水達(dá)標(biāo)及環(huán)保安全。
(3)設(shè)備選型與安裝影響總排環(huán)保達(dá)標(biāo)。設(shè)備選型合理、安裝得當(dāng)是保證深度處理智能電磁流量計穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。從污水深度處理智能電磁流量計半年來的運(yùn)行情況看，設(shè)備故障是深度處理項目出現(xiàn)*多的問題，這除了對新上設(shè)備操作不熟悉、維護(hù)不到位有關(guān)外，設(shè)備選型不合理或現(xiàn)場安裝不當(dāng)也是重要原因之一，因此，設(shè)備選型的合理性及現(xiàn)場安裝得當(dāng)對新上項目排水達(dá)標(biāo)及穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
(4)設(shè)計審查要有針對性，在設(shè)備選型方面，要與工藝相結(jié)合。對于即將投建的揚(yáng)子石化 － 巴斯夫有限責(zé)任公司污水回用項目，在設(shè)計的初步審查方面，一定要結(jié)合目前智能電磁流量計運(yùn)行中出現(xiàn)的設(shè)備選型、運(yùn)行、安全操作、排水達(dá)標(biāo)等問題進(jìn)行有針對性的審查。同時，在設(shè)備選型方面，一定要與工藝相結(jié)合，在確保能順利實現(xiàn)工藝調(diào)整(如工藝條件、水量調(diào)整、穿越管線、藥劑投加量等)的前提下，對設(shè)備進(jìn)行選型，以保證在不影響生產(chǎn)的前提下設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。