污水廠的雨水調節池的工藝應用
時間：2024-02-02 作者：admin
由于歷史原因，多數城鎮的雨水和污水的排放管道是合并建設的，雖然近年來全國各地都在積極進行雨污分流管網的改造工作，但是涉及到老舊城區的拆遷改造，地下管網的復雜混接等等原因，該項工作進行的并不是很順利。為了避免降雨天氣里，污水廠無法及時處理初期雨水造成雨污混合液外溢造成環境污染的風險，一些地市要求污水廠建設進水調節池來減緩這種風險。
作為雨水削峰的調節池建成后，污水廠的運維管理人員發現市政污水廠的調節池使用率并不是很高，雨季會起到一定的作用，但是在其他季節調節池基本用途不大，造成了基建投資的浪費。污水廠應采取一定的工藝措施來提高已建成調節池的污水廠對該設施的利用率。
調節池一般建設在污水廠的進水口前端，處于污水廠工藝路線的最前端，從污水廠的工藝功能設置來說，它不太可能實現污染物的去除，因此調節池的工藝作用不能從污染物的去除角度來進行考慮，而是要從水量的角度來進行工藝功能的設置。
在規模較小的城鎮，市政污水廠接納的居民生活污水量受到城鎮居民用水習慣呈現明顯的周期性的峰谷規律，下圖是某污水廠的進水水量的波動變化情況，可以看到污水廠的進水的規律性的水量變化。這種規律性進水水量變化給污水廠的運行管理帶來很大的困擾，對污水廠內的微生物的污染物負荷不斷地在變化，微生物需要不斷地適應這種變化，同時污水廠的曝氣量，加藥量都要適配這種進水量的變化帶來的變化才能實現經濟運行，這需要污水廠建立靈敏和復雜的全過程的自控體系來實現系統運行設備的和污水量的自適配，這樣的自控系統需要的監測環節也更多，后期維護和保養量和費用都會增大，因此大多數污水廠的自控系統無法實現這一功能。
無論從微生物的負荷均衡和設備的穩定運行、降低自控系統的復雜性等角度來說，污水廠希望進水是恒流量的，顯然為雨污合流建設的調節池就有實現這樣工藝功能的便利性。
在非雨季的運行期間，污水廠的進水可以首先進入調節池，當然這需要在建設調節池前進行粗格柵、泵站，甚至細格柵的移位或者出水管輅的改道設計，來滿足附加構筑物調節池的進水。通過流程改道設計后將調節池作為污水提升段后的第一構筑物，然后調節池內也安裝了二次提升泵，通過二次提升泵的恒流量運行模式的調節后，再進入到后續工藝構筑物內。
要將調節池用于恒流量運行的污水廠提升泵站的運行模式，需要通過以下步驟來進行實現：
確定流量目標：污水廠運維人員需要確定所需的恒定流量。這可以基于污水處理廠的設計參數、預期的流量變化、生物池的運行負荷以及環境法規等因素進行決定。
安裝流量測量設備：在調節池的進出口處安裝流量測量設備，以便實時監測進出流量。
控制系統設計：設計一個自動控制系統，以實現恒流量運行。該系統可以基于實時流量測量數據，自動調節泵站的出水流量來保持恒定的流量，這種控制模式相對簡單，自控程序并不復雜，不需要太多的計算參數，主要增加一些流量監測，液位監測，設定恒定的出水流量，調節池一般的自控設計安裝廠家都能夠實現，污水廠運行人員一定要和設計人員進行明確的交底和工藝訴求。
變頻器控制泵站：使用變頻器控制泵站的運行速度，以調整出水流量。變頻器可以根據流量測量數據和預設的流量目標來自動調整泵站的轉速。
調節池容量和泵站調節能力匹配：要核實調節池的容量是否滿足全天恒量運行的容積，這項工作需要反復試算來確定，確保調節池能夠在泵站調節出水流量時提供穩定的儲存容量，這項工作需要在調節池設計建造的時候，積極和設計部門進行溝通，確定調節池不僅僅作為雨水調蓄，而且要作為非雨季期間恒水量調節池。通過前期有效的核算保障，使調節池具備恒水量運行的基礎。
設置合理的調控閥門：調節池兼備兩種工藝功能，就需要設定不同的閥門來滿足不同功能的實現。整個閥門系統的設置需要通盤考慮各種運行工況，兼顧雨季的過量的雨水和非雨季的日夜變化的污水的進入和提升，應有溢流，回流等閥門的控制。
監測和優化：定期監測流量數據和一級提升泵站和調節池二次提升泵的運行情況，進行必要的優化。根據實際情況，調整流量目標和控制系統參數，以確保系統的穩定性和高效性。
污水廠的調節池要承擔恒流量運行的工藝功能，需要通過前期籌劃設計和后期的運維管理，特別是自控設計中對恒流量運行的控制程序的編制和關鍵參數的確定，應結合實際運行的工況進行準確核實。
在針對污水廠的雨水調節池的恒流量運行設計一個自動控制系統以實現恒流量運行需要考慮以下幾個關鍵步驟：
1. 測量儀表的設置安裝：安裝流量測量設備，例如電磁或者超聲波的流量計，以實時監測進出流量。確保選擇合適的流量測量設備，以滿足所需的精度和可靠性要求。
2. 控制策略選擇：選擇適當的控制策略來實現恒流量運行。常見的控制策略包括比例-積分-微分(PID)控制、模型預測控制(MPC)等。根據系統的特點和要求，選擇最合適的控制策略。
3. 控制器設計：基于選擇的控制策略，設計一個控制器來調節泵站的出水流量。控制器可以是硬件控制器，如PLC(可編程邏輯控制器)，或是軟件控制器，如基于計算機的控制系統。控制器應根據流量測量數據和預設的流量目標，自動調節泵站的運行。
4. 反饋機制：建立反饋機制來監測實際流量與預設流量之間的差異，并將這些反饋信號傳遞給控制器。控制器可以根據反饋信號進行調整，以實現流量的閉環控制。
5. 安全保護措施：設計安全保護措施來確保系統的安全運行。例如，設置最大流量和最小流量限制，以防止超過系統容量或低于最低運行要求。
實際的污水處理系統和調節池的設計需要根據具體情況進行更詳細的考慮和優化。還建議污水處理廠運行人員咨詢專業的設計部門，把工藝功能的目的訴說清晰，以便設計單位正確理解污水廠的工藝運行需求，以確保最終實現的調節池的恒流量運行模式能夠滿足污水廠工藝處理要求，并通過優化的系統設計來提高恒流量運行的效率和穩定性。
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