關(guān)于智能電磁流量計(jì)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(jì)深度處理改造項(xiàng)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(xiǎn)及環(huán)保達(dá)標(biāo)情況，并介紹了針對該流量計(jì)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(xiàng)目提供安全操作及智能電磁流量計(jì)穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
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(jì)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(xiàng)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(shí)例，或即使有工業(yè)生產(chǎn)實(shí)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(gè)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(jì)所采取的技術(shù)或工藝，因缺乏豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，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(jì)(簡稱凈一智能電磁流量計(jì))深度處理改造項(xiàng)目-新上 3 套污水處理單元的調(diào)試、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(jì)運(yùn)行的安全操作風(fēng)險(xiǎn)及排水達(dá)標(biāo)等環(huán)保安全風(fēng)險(xiǎn)，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(jì)深度處理改造流程
凈**量計(jì)深度處理改造項(xiàng)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(xiàng)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(jì)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(jì)安全操作風(fēng)險(xiǎn)分析
一般而言，新建流量計(jì)，因存在設(shè)計(jì)、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(xiǎn)。
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(xiǎn)，同時(shí)，因設(shè)計(jì)方面的問題，存在相應(yīng)的安全操作風(fēng)險(xiǎn)。
1)設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)槽空間狹小，操作不便，易導(dǎo)致機(jī)械傷害;同時(shí)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(shí)，會帶來潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
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(xiǎn);同時(shí)，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(shí)壓力，給正常生產(chǎn)帶來了非常大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
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(xiǎn)。
1)高壓風(fēng)險(xiǎn)。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(jì)實(shí)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(xiǎn)。氧氣在空氣中濃度較高時(shí)，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(xiǎn)。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(shí)，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(xiǎn)。
3)中毒風(fēng)險(xiǎn)。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(shí)，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(xiǎn)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(xiǎn)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(shí)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(shí)進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)房，會對聽覺造成危害，同時(shí)，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(jì)空氣對流設(shè)備，且該項(xiàng)目已通過相關(guān)部門審批。
3 智能電磁流量計(jì)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(gè)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(jì)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(shí)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(jì)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(jì)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(shí)，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(shí)，無法獲知真實(shí)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(jì)離心泵為潛污泵，同時(shí)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(jì)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(yàn)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(gè)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(shí)，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(yàn)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(jì)的這些問題。
1)設(shè)備操作方面缺乏經(jīng)驗(yàn)。凈一智能電磁流量計(jì)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(shí)間的增加，出現(xiàn)多處氣動(dòng)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(jì)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(shí)，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(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
3)反沖洗操作經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(shí)間的同時(shí)，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(xiǎn)控制。在污水深度處理智能電磁流量計(jì)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(xiǎn)，如高壓、中毒、爆炸風(fēng)險(xiǎn)等，同時(shí)，也要考慮到設(shè)計(jì)施工缺陷引起的安全操作風(fēng)險(xiǎn)，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(xiǎn)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(jì)排水環(huán)保達(dá)標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)控制。深度處理改造項(xiàng)目目的是提高排水水質(zhì)，盡管凈**量計(jì)改造項(xiàng)目所選擇的技術(shù)路線是切合流量計(jì)實(shí)際的，但在具體施工、設(shè)計(jì)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(shí)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(yàn)，同時(shí)，對設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。從污水深度處理智能電磁流量計(jì)半年來的運(yùn)行情況看，設(shè)備故障是深度處理項(xiàng)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(xiàng)目排水達(dá)標(biāo)及穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
(4)設(shè)計(jì)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(xiàng)目，在設(shè)計(jì)的初步審查方面，一定要結(jié)合目前智能電磁流量計(jì)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(shí)，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(shí)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。