污水处理厂提标改造工艺及供配电系统设计

石晓敏

(山西省城乡规划设计研究院 山西 太原　030001)

本项目污水处理厂为焦化工业园区的污水处理厂，污水来源主要包括焦化污水和生活污水等。焦化厂的污水水质成分复杂，含有的污染物种类很多，含有含酚、BOD5、氰化物、NH3-N、COD、硫化物等。因此污水处理难度较大，项目现在运行的污水处理工艺为：好氧生化污水处理工艺。这种处理工艺也是目前焦化厂主要采用的污水处理工艺。但是这种工艺经常出现出水水质COD不达标，NH3-N无法处理的情况。目前为解决我国水体富营养化问题和更为严苛的环保要求，对污水处理厂出水水质提出了更高的要求，目前的工艺无法满足NH3-N排放限量的要求。为了解决这一问题，一些焦化企业开始对污水处理厂进行改造，并试验各种污水处理方法。本项目采用A2/O法(厌氧一缺氧一好氧)工艺对污水处理厂进行改造，项目原处理水量为70m3/h，本次改造提高到80m3/h。

1　污水及出水水质

项目原处理水量为70m3/h，污水水质见表1。

表1　污水水质

为了节约用水，本项目污水处理达标后，水全部回用。这样既提高了水的重复利用率，又保护了环境。本次设计出水水质按照《城市污水再生利用 工业用水水质标准》(GB/T19923-2005)执行，具体水质要求见表2。

表2　出水水质 　 单位： mg/L

2　污水处理工艺叙述

依据焦化生产污水的水质和对污水处理厂出水水质的要求和本项目的实际情况，在制定污水处理厂处理工艺时，应当充分考虑的主要因素有：

(1)本项目污水处理后基本不外排，全部回用到熄焦和洗煤工段，即使如此，在设计时仍然要考虑如果出现无法回用、水量不平衡、焦化设备检修污水无法回用，需要外排时，出水水质应达标，满足标准对于排放水质的要求。

(2)目前焦化厂使用的的传统好氧生化污水处理工艺经常出现出水水质COD不达标，并存在NH3-N无法处理的情况。因此在进行污水处理工艺方案确定时，不能采用传统的好氧生化污水处理工艺。

(3)A2/O法(厌氧一缺氧一好氧)污水处理工艺基础投资以及运行费用和传统好氧生化法相比，要高一些，但是鉴于本项目需要对各种有机物和NH3-N脱除率要求很高的情况下，选用此工艺能够满足出水外排标准的要求，并且这种污水处理工艺运行稳定。考虑到以上因素，本项目污水处理采用A2/O法(厌氧一缺氧一好氧)污水处理工艺。为了提高污水处理的效果，本项目在污水预处理阶段增加气浮池，并采取臭氧催化氧化工艺和超滤反渗透的工艺，使出水水质满足回用和外排的要求。

综上，本项目污水处理方案为：除油-气浮-A2/O-臭氧催化氧化-超滤反渗透。污水处理流程方框见图1。

图1　污水处理流程图

80m3/h的废水进水首先进入除油池和气浮池，去掉废水中的未溶解的漂浮油类和有机物进行预处理，然后进入废水调节池进行处理，满足污水的生化处理需求后，废水进行A2/O得生化反应，来去掉废水中的绝大多数有机物和各种杂志；然后进入二沉池、混合反应池、混凝沉淀池去掉废水中的绝大部分悬浮物质和一部分的溶解性杂质，之后进入中间池、机械过滤器进行进一步的过滤和净化，过滤后的废水进入中间池，之后进入臭氧催化氧化塔中进行反应，利用臭氧的氢氧化性把废水中的大部分有机物氧化分解，然后进入中间池、机械过滤器，之后进入超滤装置，去除大分子物质，然后进入反渗透装置，去除废水中的小分子物质，然后上层清水进入清水池以备回用。清水池中的再生水是满足回用水的要求，并满足外排放的要求。

3　项目原供配电情况

3.1　电源状况

焦化项目厂区目前现在设置了 110kV 总降压的变电站，变电站的总容量为 147500kW，内设 2台50MVA的变压器，其电压等级为110/6kV，电站的 110kV电源由临近的变电站引入。

3.2　项目用电量、总装机量

本项目目前设置了一座6kV的开闭所，开闭所的2回路6kV电源均来自厂区原有的变电站，变电站可以提供的容量为5000kVA。废水处理站装机容量 1488.15kW，运行容量539.88kW。

4　改造方案简述和改造内容

项目各生产装置均为连续生产，根据项目生产工艺的特点和有关技术标准规范的要求，将火灾报警系统、载气压缩机油泵，厌氧池潜水搅拌机、缺氧池潜水搅拌机、加药机、反应搅拌机、应急灯具等划为一级负荷；将生产装置区其余动力和照明负荷划分为二级负荷。

4.1　供电方案

4.1.1供配电电压选择

根据项目污水处理工艺的电负荷统计，同时根据供电要求、当地电力系统部门的条件和及国家提出的关于电能输送负荷和距离的规定，本项目选择的供电电压等级主要为：

低压动力设备：380V，50Hz，三相四线。

照明灯具：220V，50Hz，单相三线。

检修设备：220/380V，50Hz，三相五线。

4.1.2电气主接线

建设项目低压供配电装置0.4kV 低压配电系统为污水处理系统提供动力以及照明等电源。

4.1.3无功功率补偿

本项目用电负荷的自然功率因数为 0.80，为达到正常运行时的功率因数，0.4kV 侧的功率因素不应低于0.95。

4.1.4二次系统

本项目的低压供配电装置主要采用常规控制方式，也就是就地和现场两种控制。对于工艺中有联锁要求的和较为重要的工艺用电设备除了就地和现场两种控制方式外，还要增加远方 PLC控制方式。对于工艺流程中有需要调节功率的电机应当采用变频调节控制方式。对于容量较大或者起动时电压不能满足要求的电动机应当采用软起动装置进行启动。11kW及其以上的电机应当设置电流表。55kW 及其以上的电机应当设置有功计量设备。

4.1.5配电线路

本项目污水处理界区内线路设计时均考虑采用阻燃电缆线路或者采用阻燃导线穿线管的线路。配电线路的供配电方式为：放射式。

界区内电缆敷设按条件采用电缆桥架、直埋(直埋电缆均须带铠装)、穿管及构架等方式。爆炸危险区域电线主要采用穿金属管敷设。电缆线路均应考虑必要的分隔及阻燃封堵等措施。

4.1.6照明

本项目工作场所照明采用集中控制，设置工作照明的配电箱，型式采用防爆式；并应尽可能安装在非爆炸危险区域；项目应当采取防爆应急照明灯具(应急时间大于45min)，照明灯具应当满足防爆要求。

表3　列举主要用电设备

表3(续)

4.2　主要电气设备选型

在安全、可靠的前提下，按照节能、经济、工艺先进、无油化、无电网公害、阻燃防火、节约等的原则来进行选择，应特别注意对于安全性的要求。应当根据所处环境条件确定电气设备相应的防爆、防护和防腐等级, 主要用电设备见表3。

5　结论及建议

(1)考虑项目的实际情况本改造项目采用A2/O法(厌氧一缺氧一好氧)污水处理工艺。

(2)污水处理方案为：除油-气浮-A2/O-臭氧催化氧化-超滤反渗透。

(3)废水处理站装机容量 1488.15kW，运行容量539.88kW。