污水處理廠提標改造工藝及供配電系統設計

石曉敏

(山西省城鄉規劃設計研究院 山西 太原　030001)

本項目污水處理廠為焦化工業園區的污水處理廠，污水來源主要包括焦化污水和生活污水等。焦化廠的污水水質成分復雜，含有的污染物種類很多，含有含酚、BOD5、氰化物、NH3-N、COD、硫化物等。因此污水處理難度較大，項目現在運行的污水處理工藝為：好氧生化污水處理工藝。這種處理工藝也是目前焦化廠主要采用的污水處理工藝。但是這種工藝經常出現出水水質COD不達標，NH3-N無法處理的情況。目前為解決我國水體富營養化問題和更為嚴苛的環保要求，對污水處理廠出水水質提出了更高的要求，目前的工藝無法滿足NH3-N排放限量的要求。為了解決這一問題，一些焦化企業開始對污水處理廠進行改造，并試驗各種污水處理方法。本項目采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)工藝對污水處理廠進行改造，項目原處理水量為70m3/h，本次改造提高到80m3/h。

1　污水及出水水質

項目原處理水量為70m3/h，污水水質見表1。

表1　污水水質

為了節約用水，本項目污水處理達標后，水全部回用。這樣既提高了水的重復利用率，又保護了環境。本次設計出水水質按照《城市污水再生利用 工業用水水質標準》(GB/T19923-2005)執行，具體水質要求見表2。

表2　出水水質 　 單位： mg/L

2　污水處理工藝敘述

依據焦化生產污水的水質和對污水處理廠出水水質的要求和本項目的實際情況，在制定污水處理廠處理工藝時，應當充分考慮的主要因素有：

(1)本項目污水處理后基本不外排，全部回用到熄焦和洗煤工段，即使如此，在設計時仍然要考慮如果出現無法回用、水量不平衡、焦化設備檢修污水無法回用，需要外排時，出水水質應達標，滿足標準對于排放水質的要求。

(2)目前焦化廠使用的的傳統好氧生化污水處理工藝經常出現出水水質COD不達標，并存在NH3-N無法處理的情況。因此在進行污水處理工藝方案確定時，不能采用傳統的好氧生化污水處理工藝。

(3)A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝基礎投資以及運行費用和傳統好氧生化法相比，要高一些，但是鑒于本項目需要對各種有機物和NH3-N脫除率要求很高的情況下，選用此工藝能夠滿足出水外排標準的要求，并且這種污水處理工藝運行穩定。考慮到以上因素，本項目污水處理采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝。為了提高污水處理的效果，本項目在污水預處理階段增加氣浮池，并采取臭氧催化氧化工藝和超濾反滲透的工藝，使出水水質滿足回用和外排的要求。

綜上，本項目污水處理方案為：除油-氣浮-A2/O-臭氧催化氧化-超濾反滲透。污水處理流程方框見圖1。

圖1　污水處理流程圖

80m3/h的廢水進水首先進入除油池和氣浮池，去掉廢水中的未溶解的漂浮油類和有機物進行預處理，然后進入廢水調節池進行處理，滿足污水的生化處理需求后，廢水進行A2/O得生化反應，來去掉廢水中的絕大多數有機物和各種雜志；然后進入二沉池、混合反應池、混凝沉淀池去掉廢水中的絕大部分懸浮物質和一部分的溶解性雜質，之后進入中間池、機械過濾器進行進一步的過濾和凈化，過濾后的廢水進入中間池，之后進入臭氧催化氧化塔中進行反應，利用臭氧的氫氧化性把廢水中的大部分有機物氧化分解，然后進入中間池、機械過濾器，之后進入超濾裝置，去除大分子物質，然后進入反滲透裝置，去除廢水中的小分子物質，然后上層清水進入清水池以備回用。清水池中的再生水是滿足回用水的要求，并滿足外排放的要求。

3　項目原供配電情況

3.1　電源狀況

焦化項目廠區目前現在設置了 110kV 總降壓的變電站，變電站的總容量為 147500kW，內設 2臺50MVA的變壓器，其電壓等級為110/6kV，電站的 110kV電源由臨近的變電站引入。

3.2　項目用電量、總裝機量

本項目目前設置了一座6kV的開閉所，開閉所的2回路6kV電源均來自廠區原有的變電站，變電站可以提供的容量為5000kVA。廢水處理站裝機容量 1488.15kW，運行容量539.88kW。

4　改造方案簡述和改造內容

項目各生產裝置均為連續生產，根據項目生產工藝的特點和有關技術標準規范的要求，將火災報警系統、載氣壓縮機油泵，厭氧池潛水攪拌機、缺氧池潛水攪拌機、加藥機、反應攪拌機、應急燈具等劃為一級負荷；將生產裝置區其余動力和照明負荷劃分為二級負荷。

4.1　供電方案

4.1.1供配電電壓選擇

根據項目污水處理工藝的電負荷統計，同時根據供電要求、當地電力系統部門的條件和及國家提出的關于電能輸送負荷和距離的規定，本項目選擇的供電電壓等級主要為：

低壓動力設備：380V，50Hz，三相四線。

照明燈具：220V，50Hz，單相三線。

檢修設備：220/380V，50Hz，三相五線。

4.1.2電氣主接線

建設項目低壓供配電裝置0.4kV 低壓配電系統為污水處理系統提供動力以及照明等電源。

4.1.3無功功率補償

本項目用電負荷的自然功率因數為 0.80，為達到正常運行時的功率因數，0.4kV 側的功率因素不應低于0.95。

4.1.4二次系統

本項目的低壓供配電裝置主要采用常規控制方式，也就是就地和現場兩種控制。對于工藝中有聯鎖要求的和較為重要的工藝用電設備除了就地和現場兩種控制方式外，還要增加遠方 PLC控制方式。對于工藝流程中有需要調節功率的電機應當采用變頻調節控制方式。對于容量較大或者起動時電壓不能滿足要求的電動機應當采用軟起動裝置進行啟動。11kW及其以上的電機應當設置電流表。55kW 及其以上的電機應當設置有功計量設備。

4.1.5配電線路

本項目污水處理界區內線路設計時均考慮采用阻燃電纜線路或者采用阻燃導線穿線管的線路。配電線路的供配電方式為：放射式。

界區內電纜敷設按條件采用電纜橋架、直埋(直埋電纜均須帶鎧裝)、穿管及構架等方式。爆炸危險區域電線主要采用穿金屬管敷設。電纜線路均應考慮必要的分隔及阻燃封堵等措施。

4.1.6照明

本項目工作場所照明采用集中控制，設置工作照明的配電箱，型式采用防爆式；并應盡可能安裝在非爆炸危險區域；項目應當采取防爆應急照明燈具(應急時間大于45min)，照明燈具應當滿足防爆要求。

表3　列舉主要用電設備

表3(續)

4.2　主要電氣設備選型

在安全、可靠的前提下，按照節能、經濟、工藝先進、無油化、無電網公害、阻燃防火、節約等的原則來進行選擇，應特別注意對于安全性的要求。應當根據所處環境條件確定電氣設備相應的防爆、防護和防腐等級, 主要用電設備見表3。

5　結論及建議

(1)考慮項目的實際情況本改造項目采用A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)污水處理工藝。

(2)污水處理方案為：除油-氣浮-A2/O-臭氧催化氧化-超濾反滲透。

(3)廢水處理站裝機容量 1488.15kW，運行容量539.88kW。