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关键词:全膜法;水处理;应用
中图分类号: O434 文献标识码: A
一、水处理设备的选择
1、水处理设备选择原则
水处理设备的选择要本着以保证人们用水安全的原则,因此在对水处理工艺进行选择时需做到以下几点:
不管是采用任何技术、工艺,水处理后其水质都要达到国家规定的生活饮用水标准。
技术安全可靠性原则。目前,尽管我国关于水处理的技术和设备有很多种,但是要从众多的技术理论和设备中选择技术最为先进及安全可靠性最高的设备。
设备运行费用最低原则。针对我国偏远、经济欠发达地区,如果水处理设备运行费用过高,超出了当地人民的经济承担能力,即使是水处理建设工程建设完工,也会因为高昂的设备运行费用当地人民承担不起而失去建设的意义。所以在水处理设备工程建设时一定要考虑到设备运行费用问题。
易管理原则。针对经济欠发达地区设备技术管理人员相对短缺的问题,在设备管理和维护方面要求尽量做到简单、易管理。如果设备的管理技术要求的过于高,超出了设备技术管理人员的能力范围,则设备的正常运行和管理将得不到保障。
2、我国水处理设备发展的目标
要想使我国的水处理设备行业得到进一步的发展,满足人们对安全饮水的需求,就需要大力提倡新型水处理设备的研发和使用。据我国现阶段的水处理发展现状来看,我国水处理设备未来的发展目标有以下几个方面。首先,水处理设备要更加人性化。也就是在对水处理设备进行设计和研发的过程中,要站在设备生产者、使用者和维护者的角度去考虑,要尽可能的使水处理设备的生产过程和使用过程更加便捷、舒适、安全、宽敞,同时还要尽量降低人的工作量,减少繁杂、有污染、狭窄、危险的工作,在设备中要将人的技能、知识和尊严充分的体现出来。其次,水处理设备发展要以环境化为目标。在水处理设备研发过程中,不能只注重其水处理效果,为了得到纯净安全的饮用水而对环境造成二次污染,水处理设备本身就应该要向着低碳、环保、节能的方向发展,同时在设备运行的过程中还要对噪音、臭气、温差、振动、消毒等进行控制和安全防范。再次,现代化是水处理设备发展的另一目标。现代化主要在设备的设计理念、材料选用、操作运转、效率功率、产品标准、自控水平和使用寿命等方面表现出来。水处理设备的设计理念要以国际先进技术标准为原则,要以世界发达国家的先进技术水平为榜样,逐步构建成套化、系列化、标准化和集成化的现代化水处理设备体系。最后,水处理设备的自动化发展也是一个重要的发展目标。自动化能够使设备的使用更加方便,降低工作人员的工作量,并且有助于一些相关数据的收集与处理。
二、影响膜使用寿命的原因分析
1、膜污染
膜污染大致分为胶体污染和微生物污染。在RO 膜表面常会形成一层凝胶层,粘附在膜表面上,就是胶体污染物,胶体的存在一方面增加了溶质的传质阻力,另一方面又有可能形成硅酸盐垢,是不利因素,应及时通过膜清洗去除。
2、膜结垢
产生结垢的主要原因是浓差极化现象造成的,当成垢盐的浓度超过其饱和浓度时就会发生结垢,浓差极化程度越严重,要达到相同流量,所消耗的能量就越多,对膜的损害就越大。
3、不当的化学清洗方法
RO 系统清洗维护工作具有重要的意义,它与设备的运转寿命、使用质量有着直接的关系,对膜组件如何选择清洗药剂的剂型、频率、时间等参数对膜元件寿命有着重要影响,其清洗方案应该根据膜污染或结垢的具体情况而定。
三、技术改进措施
1、提升系统预处理能力
1.1超滤断丝堵漏技术实施。
银前化水超滤设备已安全运行三年,达到厂家承诺使用寿命,出水污染指数明显偏高,2012 年 2月份达到 4.0~5.0,为延长其使用寿命,对超滤进行修复使用,根据超滤内部结构,对其进行检测堵漏,具体步骤如下:检测:将氮气压力控制在 0.1 MPa,空气进口阀门关闭,记录初始压力,若产水口的压力衰减低于预计压降,此超滤单元将被关闭,如果膜泄露,通过上端出水口管可见上端主管有气泡产生。堵漏:将毛细管注满水,排尽空气,然后从产水口加入氮气,观超滤膜组件封胶端面,若有连续气泡冒出,可判定此根毛细管已发生破裂,然后用同样的方法找出此毛细管的另一端头,待端面干燥后用牙签和 pvc 胶堵住毛细管两端,使其与系统隔离,这样已经报废的超滤膜元件又可恢复使用。
1.2纤维过滤器氮气辅助反洗技术改进
实施了“氮气辅助反洗管路改造”,敷设管道将氮气引入纤维过滤器辅助反洗,“氮气”具有足够的压力,可以形成足够的冲力。首先将过滤器内的水放掉一部分通氮气反洗 5 min,从排空口排空。然后将过滤器加反洗水二分之一,通氮气两分钟,从排空口排空,再重复一次即可。经改造,预处理水质得到改善,周期出水量大大提高。
2、探究先进的膜元件化学清洗方法
2.1膜元件分段清洗工艺改进
膜法水处理膜元件的污染,通常污染时渐进式发展的,如不尽早控制,污染将会在较短时间内损坏膜元件,由于一段二段串连运行,导致两段产生不同的污染,一段作为第一道进水主要受到金属氧化物、胶体的污染;二段进水采用一段浓水,主要受到无机物结垢以及二氧化硅沉积物的污染。因此在化学清洗时应针对不同的污染采用不同的药剂进行分段清洗。本套系统设设计之初并未考虑分段清洗,造成了膜污染加剧,清洗效果不彻底,严重影响膜元件使用寿命。车间实施了分段清洗改造,实现了分段先清洗,大大提高了清洗效果,减少了清洗频次。
2.2调整超滤化学清洗方案,提高化学清洗效果
以往的化学清洗,清洗液从进水口进,从产水和浓水侧循环回来,这个过程与超滤产水的水流方向一致,对于附着在丝管内壁的污物既有向前的冲刷作用,也有清洗液由浓水到产水的过滤作用,在这种情况下,丝管内壁的污物就不彻底易清洗。因此,对超滤清洗步骤作如下调整:
(1)增加低流量循环和浸泡的时间,每项不少于3 h。(2)提高清洗液的温度在 35~38 ℃。(3)在高流量循环时将超滤产水回水阀关闭,使之在高流量循环时不再发生过滤现象,使附着物更容易冲刷掉。(4)采用反洗泵水冲,经过 5-6 个小时的浸泡循环,附着在丝管内壁的污物已经松软,这时用反洗泵对超滤进行反向水流冲洗,方向是从超滤丝管的外壁向内流,从进水口和浓水口处流出,这样就能够对附着在丝管内壁的污物彻底冲刷干净,从而达到了最佳的化学清洗效果。
2.3 创新膜元件“复苏”修旧利废新方法
在实际工作中,由于有一些一段生物污染严重的膜被替换下来,需做好保存保护措施。车间采用的将膜元件保存在密封的容器中,保存液是 1%的亚硫酸氢钠。亚硫酸氢钠不仅能抑制微生物的产生,而且还能对已形成的生物污染具有清洗作用,因此系统中替换下来的旧膜均被放置于盛满亚硫酸氢溶液的容器内浸泡,下次检修时,可对系统中的损坏膜机型替换,可有效延长膜元件寿命。经过车间人员的精心维护,车间膜法水处理系统以安全稳定运行 5 年,大大超过了厂家承诺的 3年,为企业节约成本 100 余万元,在延长膜元件使用寿命方面积累了宝贵经验。
四、效果评价
以上措施实施后,预处理效果明显提高,保证了膜法水处理进水水质合格,统计 2011 年 5 个月以来的膜法水处理进水水质见表 1。(以月平均为准)
对 2013 年 9 月份膜法水处理的压差情况进行统计,见表 2 所示。
结束语
由统计表可看出,经过化学清洗,压差最高 0.26MPa,最低 0.22 MPa,平均 0.25 MPa,取得了预期效果。化学清洗效果明显提高,压差降低,避免暴膜现象的发生,有效延长了膜元件使用寿命,目前水处理膜已经安全运行 6 年,超出厂家承诺寿命 3 年以上。参考文献
[1]安增琴,贾佑东,贺中爱,王站,王卫东,辛霞.膜法水处理设备的应用与改进[J].冶金动力,2013,01:62-63.
[2]李长海,张雅潇,党小建.全膜法水处理技术在超临界机组中的应用[J].水处理技术,2013,04:116-119.
关键词:钢铁;污水处理;运行管理
中图分类号:U664文献标识码: A
1、钢铁工业污水来源分析及其分类
钢铁企业在生产过程中的多个环节均能够产生工业废水。总的来说包括循环冷却水系统产生升的排污水,在产生脱盐水、软化水和纯水的设施中产生的浓盐水,以及在钢铁生产的各个运行过程中产生的生产废水等。弄清钢铁企业工业废水的来源就能为合理的处理好工业废水奠定基础。
一般说来,钢铁企业的循环冷却水系统包括了敞开式的净水循环系统,密闭式的纯水或软化水循环系统以及敞开式的浊水循环系统。循环冷却水系统的部分和结构稍复杂但是在密闭式的纯水和软化水循环系统中除了一般性渗漏之外基本不会产生其他废水。敞开式的净水循环水系统的排污水可以直接用于浊水循环冷却系统,这样看来整个循环冷却水系统产生的工业废水集中于敞开式的浊水循环水系统的排污水。脱盐水、软化水以及纯水是钢铁企业在生产过程中十分重要的冷却剂,然而在企业生产这些脱盐水和软化水的过程中也会产生大约40%左右的浓盐水,目前浓盐水的处理常常是串级使用或者直接排放,浓盐水也没有被当做工业废水的范畴进行处理。除了以上介绍的两种废水之外,钢铁生产的各个工序中也会产生一些废水,包括冲洗地坪和输送皮带产生的废水、自湿式除尘器产生的废水、冷轧水等。这些废水中主要的污染物为夹带的固体悬浮物,含铬废水等。
2、污水处理过程中的主要设备
污水处理过程中涉及很多专业性的设备,大体可划分为专用设备、电器设备和通用设备三类。其中,离心脱水机、提升泵、转刷、搅拌器是最主要的设备。
2.1、专用设备
包括污泥泵、污水泵、计量泵、存水泵、螺旋泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、离心鼓风机、自动取水样机、表面曝气机、格栅清污机、刮泥机、刮砂机、消化池污泥搅拌机、污泥浓缩刮泥机、刮泥吸泥机、热交换机、污泥脱水机和药液搅拌机等。
2.2、电器设备
包括变速电机、交直流电动机、照明设备、启动开关设备、避雷设备和变配电设备等。
2.3、通用设备
包括离心机、电动葫芦、烘箱、冰箱、恒温箱、手动和电动闸阀、阀门启闭机、蝶阀、止回阀、手推和电动割草机、绿化药水喷洒车、运输车辆、桥式起重机、铣床、刨床、车床、卷扬机等。
3、污水处理厂主要设备的运行特点
由于不同的设备在污水处理过程中担负着不同的任务,故不同的污水处理设备的运行特点也是不同的。(1)离心脱水机在运行时的生产压力较大、附属设备较多、自动化程度较高、受到各种影响因素较多,并且价格贵、维修较难。(2)提升泵长期在水下运行,但运行时的工况条件较差且监控手段方法也较少。(3)转刷的数量比较多,如果运行时发生故障,将会对水质产生比较大的影响,另外,转刷安装时需要露天进行,故对密封性的要求就较高。(4)搅拌器长期在水下运行,所拥有的工况条件比较差。
4、污水处理厂主要设备运行中存在的问题
4.1、设备管理力度较弱
由于污水处理厂排放标准的提高,污水工艺流程也比以往复杂,污水处理的设备系统也越来越复杂,因此设备的运行管理难度也越来越大,不仅需要进行长期稳定地对设备进行管理和维护,同时随着生产运营的需要还要进行工艺和设备的技改,进一步提高了对设备管理维护的要求,而污水处理设备的专业维修管理人员也非常缺乏,从现阶段污水处理厂的实际运营情况来看,特别是新建的中小型污水处理厂,大约有一半以上的污水运行企业在管理人员的配备方面特别是专业设备维护管理人员的配备严重不足,在设备管理过程中只安排2个维修工进行日常巡视,很难发现设备运行中存在的安全隐患问题。根据以往的经验,污水处理设备在刚投入1a~2a内属于磨合期,经常发生一些小故障,这些故障虽然都是一些小问题,但是由于很多运行企业的维修人员技术水平有限,不能够及时预防或排除,造成运行存在着隐患,最后出现大的故障而不得不进行关键部件的维修和更换,并且极大地缩短了设备的实际使用寿命。例如:污水处理厂运营过程中使用的1台格栅除污机的电机发生了故障,由于受到维修人员技术水平的限制,无法将其从减速机上拆下,只能通过更换减速机的方式来确保污水处理厂的正常运营,极大地增加了污水处理厂的设备维护成本。
4.2、缺乏设备维护规程
污水处理厂的例行工作中涉及到设备的维护、检修等工作,例如定期给设备加油、清洗、换油,严格监测和检查设备的运行状态,及时修复并更换零部件,提高设备运行性能等,只有严格执行上述维护检修内容才能够保证设备的安全稳定运行,有利于及时发现故障并采取有效措施消除故障。但是实际上很多污水处理厂对这方面的重视度不足,维修人员缺少专业知识培训和技能,缺乏设备维护与检修计划制度,日常工作管理松懈,工作积极性不高,最终在设备出现故障以后才采取措施进行抢修。
4.3、没有对设备备件进行合理储备
为了提高污水处理厂日常运营效率,降低运营成本,尽可能地缩短污水处理设备的修理时间,对设备的关键零部件以及易损备件进行有计划的储备,例如接触器、密封圈、轴承、保险、齿轮以及液压阀等。但是目前绝大多数污水处理厂在这方面的工作也缺乏意识,在急需某备件时才想起来去采购,不仅影响设备维修工作,更直接影响设备的正常运行。还有的企业在建设期间随设备采购大量备件,造成储备量过多、长期闲置,增加了企业资金的占用率。
5、钢铁污水处理的设备运行管理
5.1、根据污水处理厂的规模和工艺流程选择相匹配的设备,提高设备的使用率。(a)在选择设备提供商时一定要注重对生产厂商的技术、服务及价格等进行综合评价,在满足污水处理厂日常生产需求的基础上,选择技术成熟、能耗低的设备,尽可能在最短的回收期内收到最多的经济效益,提高企业的投资效率;(b)应考虑到设备的实际使用寿命以及维护保养周期等因素,选择具有良好耐用性的设备,注重设备运行过程中的安全性,防止出现人员及财产的损伤;(c)要求针对设备复杂程度高、维修难度大(如进口水泵、曝气设备、脱水机等)、备件生产周期长的设备做好备用设备和备件的采购及存储工作,确保污水处理厂生产运营的持续性;
5.2、制定相关人员的工作职责
(a)要明确设备管理工作人员的职责,要求其制定年度检修计划和备品配件等的购置计划,并通过编制完善的设备管理及维修方案,对设备的选购、调拨以及报废等进行统一管理,同时负责制定设备更新以及改造技术方案,积极参与设备的调试、检查,及时对设备事故进行分析和处理;(b)应明确运行人员的工作职责。要求所有工作人员严格遵循岗位责任制,按照设备操作规程合理使用设备,并认真遵守交接班以及巡查等制度,同时还要求运行工作人员根据设备运行情况制定相应的设备调度规程等;
5.3、做好设备维修管理人员的技术培训工作
对污水处理厂的关键设备要安排设备厂家售后服务人员进行专业培训,特别是日常维护保养的技术要求和要点及基本故障的判断和排除,做好污水厂设备日常基本保养和维护,对于设备严重故障应及时通知设备供应商专业售后人员及时到场解决;
5.4、做好设备档案管理工作
(a)应将各种设备的安装使用说明书、合格证以及调试资料等进行归档整理,并安排专门人员进行存放保管。如有国外资料应先将其翻译成中文,按照用途及类别整理成册;(b)要求设备操作人员做好设备运行状态的检查和记录工作,具体记录内容主要包括设备的开机时间、运行状况以及存在故障等,同时要将故障排除方法、维修方法、处理时间以及更换设备的具体情况全部记录归档,保证设备档案的完整性,提高档案管理工作效率。
总之,钢铁是支撑一个建筑,一部机械的根本材料,钢铁行业也是支撑一个国家国民经济建设的支柱行业。改革开放以来,我国的钢铁企业经历了一个高速发展的时期,钢铁企业的快速发展与经济建设的热火朝天相互呼应,然而近年来,随着人民生活水平的提高,经济建设应当走可持续发展的道路逐渐的深入人心,这就要求我们改进传统的钢铁生产工艺,不断的提高资源的利用率,减少污染。钢铁企业的工业废水的处理问题更是处理这些问题中的重中之重。
参考文献
[1]王炜.钢铁企业污水提标处理工程及运行管理[A].中国环境保护产业协会水污染治理委员会.全国城镇污水处理厂提标改造技术交流研讨会论文集[C].中国环境保护产业协会水污染治理委员会:,2012:6.
关键词:污水处理设备;安装与维护;设备管理
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
引言
污水处理厂建设的基础就是污水处理工程设备安装,因为它的特殊性就直接地决定了此工程设备安装时质量控制的重要性和必要性。从污水设备安装工程的整体工作为出发点,分析了污水处理设备的安装与维护管理。
一、做好设备安装前的准备工作
1、工程安装设计图纸选择合理性
一般在工程建设安装过程中,会出现设计图纸与实际状况不符的现象。这时若要对设计图纸进行变更,必然会影响安装工程的进度。所以建设单位应该与设计单位要紧密协调工作,尽可能避免临时设计所导致工期延误,在设备安装前就把设计图上的问题和矛盾进行有效解决。
2、设备出厂前进行质量检验
众所周知,在设备安装过程中如果出现设备问题而进行返工是需要时间的,这会大大的延长工期。从进口设备角度分析,它们修理的时间会比普通设备修理的时间要长。如果是在安装现场出现设备质量问题,无论是在工期上设备休息时间上都会对收益上造成损害。这样,适当的情况下,应派专业的技术人员对安装和采购的主要设备进行质量检测。
3、对工程前期土建施工进行严格的质量控制
如果在设备安装过程中出现土建预埋过深或者过浅、建筑物高低和设计图纸不匹配时,就会造成返工现象,那么工程的进程也会被推迟。因此,在进行土建施工时,要严格的控制好建筑物的大小,并且让设备按照指定地点定位,尽可能的避免设备安装时可能出现土建返工的现象
二、污水处理设备的安装
污水处理设备的安装一般包括:基座的建设安装、安装前准备、设备安装等几个过程。
1、基座的建设安装
在进行基座建设放线前,必须首先确定设备安装的合理位置及合理布局,配套机械和运输车辆通道,以及上料台、堆料场位置等,必要时予以修整。污水处理设备组合件较多,为保证顺利组装并保持安装后工作性能稳定,在测量放线、预制或砌筑基座前期阶段,须严格按技术规范进行建设。
2、设备安装
设备安装过程中应随时对设备主机各组成、部件及附属设备做外观质量检查,安装现场要由专人负责指挥,高空作业安装或吊装笨重装置时,必须采取相应安全防范措施。安装人员要全部佩戴安全帽。安装工作要按顺序进行,严格按照安装技术规范进行,否则,不仅相互难以就位、连接,而且吊装机具也无法摆放。安装要分工协作,如:机械部分由机械人员负责安装,电气部分由电气人员负责连接。安装后,应对设备安装的完整性、合理性、安全性等进行检查。
三、污水处理机械设备质量控制安装要点
1、潜水泵的安装控制的要点
在潜水泵安装时,要以土建做基础,而且还要留好预留孔,接着让设备承包商安装。在设备正常使用下,设备承包商要按照采购设备的预埋情况与设计方进行全面交底。土建能够正常施工就要要求设计方采取基础设计,如果在施工过程中出现承包商和设计方交底不充分地的情况下,就会对安装设备和土建预留发生误差,如果土建不返工,设备安装质量就会很难控制。安装工程应按分项工程、分部工程及单位工程的划分进行质量检验评定。现以潜水泵安装分项工程质量检验评定为例进行说明。
潜水泵安装分项工程质量检验评定表
2、鼓风机设备安装控制的要点
我们在这里所讲的是离心式鼓风机,它是污水生化反应处理中曝气的主要设备之一。鼓风机在安装前,要对土建基础的尺寸进行检测,如果符合要求,则对鼓风机进行安装,参照技术文件要求,控制好安装的基准线与建筑轴线距离,并且与设备水平面保持一定的水平度。如果把鼓风机安装在密闭的室内,就不会达到充分散热的效果,应该把冷却的管路引出来,然后在把油冷却散热设备安装到室外。在调试时,设备供货厂家、设备安装专业人员都要对其安装设备逐一核对。不管是叶轮的放置方向还是闸阀等,都要与部件上的指针方向一致。而进气系统、消音器没有达到要求标准的,就要进一步控制。如果供应商技术指导人员对现场检测无误时,就可以进行单机空载调试,以达到运转灵活,仪表自控读数显示均为正常,然后在进行带负荷调试。经过不少于2小时的运转后,滑动轴承的温升不超过35度,最高温升不超过70度,滚动轴承的温升不超过40度,最高温升不超过80度。
3、脱水机安装控制的要点
在脱水机安装前要对工艺布置图的定位尺寸和设备进行检查,并且要把整机移到设计图的要求范围中,然后使用垫铁调整机架的水平度,接着用土建对预埋的螺栓进行第二次浇灌。等到保养到期时需要精调整机的水平度,直到达到安装所需的要求,但是,对皮带运输设备进行定位时,就要让刮泥板后面的接泥板与皮带运输机中心轴线形成一定的角度,保证污泥能够落到皮带运输机上,不然就会造成污泥落在板上的现象。最后,对于脱水机的相配套的外部水、气及电路连接和安装。脱水机安装要根据操作手册进行一步步安装,如果不按照要求安装,其安装的质量就会很难控制。
4、污水管道设备施工安装控制的要点
在污水管道安装前,要对承口、插口和胶圈表面必须清理干净,清刷、铲去所有的粘结物,如砂粒、泥土及可能污染水质、划破胶圈的附着物等。清理插口外表面,插口是否圆角并有一定锥度,以便容易装入承口。承口内胶圈的内表面及插口外表面刷剂。插口对承口找正,使插口装入承口,每个按口偏转角度<2度。对口最小间隙不得小于3mm,最大间隙不得大于8mm。检查接口时,用探尺插入承接口间隙中,确定胶圈位置。胶圈应该单独存放,要远离热源。现场施工时,要用帆布遮盖,防止暴晒。安装时,要使用边线或者中心垂线控制管道中心,热层的标高必须准确,以控制安装高程,并且以水准仪校核。管道安装时要用四个楔形混凝土垫块以90度角置于管道两侧,其纵距管端五分之一处。吊装时检查吊钩及各个吊件是否牢固,同时要做到轻吊轻放,避免破坏。在吊装时,吊杆下严禁站人,以免发生事故。
四、设备的维护保养和维修
设备长期使用必然造成局部零部件的磨损、腐蚀或变形,从而导致安全性能下降,处理效率下降,甚至发生设备事故。因此应建立设备维修保养制度,定期对设备进行检查、、调整,预防设备早期损坏,避免运行时发生事故。
(1)污水处理机械设备中,减速箱被广泛使用。根据不同气候,不同的设备选用不同的油脂。由于特殊的工作环境,污水处理行业的设备锈蚀现象非常严重,特别是经常在污水、污泥中的部件,包括一些设备中的钢丝绳,对它一方面要加强日常防腐保养,做好设备的防护和防腐工作,如及时清除表面污泥和定期涂油。另一方面要根据锈蚀的情况及时除锈和更换,以免造成设备故障,甚至人身事故。
(2)在运动和震动较大部位,如曝气机的底座,易出现螺栓松动脱落现象,如不及时发现和处理,设备基础部位都会拉翻,所以,在重要的连接部位,如连轴器、法兰、减速箱底座、桥式设备的钢轨等应定期用扳手检查其螺栓,如有松动应及时上紧。污水处理设备一般都在水面上运行,因此,在拆修设备时一定要采取措施严防人员和设备落水。人员操作时,必须两人以上参与操作,旁边最好设置救生圈,在使用工具时最好用绳子拴好,防止扳手、钳子等随污水进入管道中的阀门。
(3)在设备上有很多零配件是对设备和人身起保护作用的,如漏电保护器、空气开关、熔断器、紧急停止开关、超载报警装置,一些连接机构的开口销、键等都有这一功能。保持这些设备的正常工作状态就可以避免很多重大事故的发生。这些部件一旦发生故障,应及时维修更换,如当时无法解决应果断停机,切不可侥幸违章操作,搞临时措施。漏油与漏水也是常见的故障,发现后应及时更换油封、水封、O型圈或紧螺栓等。
结束语
污水处理厂对设备的管理是在设备维护管理的基础上,对设备所进行的综合管理。将一个污水处理厂管理好,确保污水处理质量,生产工艺是基础,设备管理是关键。
参考文献
[1]荆戈.污水处理设备安装调试与管理[J].云南建筑,2007
【关键词】一体化高效污水处理设备;轧钢水
1.前言
大型钢铁企业因建厂年代不同,轧钢和炼钢含油污水水处理工艺各不相同,比较成熟的工艺是采用斜板沉淀池、化学除油器和稀土磁盘等水处理设备,设备出水基本都能满足生产要求。但上述设备均为敞开式设备,其后均需增设调节水池、热水池和上塔加压泵组。
节水、节能、节约占地面积是钢铁企业水处理设备的发展方向。如何将系统流程由长流程改为短流程,减轻工人劳动强度,是现阶段每位水处理工作者应考虑的问题。张钢2X60万吨高线项目年产φ5~20mm圆钢盘条和φ6~14mm螺纹钢盘条共120万吨,设计浊环水处理水量为4800m3/h,选用一体化高效污水处理设备,利用其压力上塔功能,省掉了系统中的浊环水热水池和浊环水上塔泵组,缩短系统流程,在满足轧机用水水质的情况下,节能效果显著,取得了良好的经济效益和社会效益。
2. 一体化高效污水处理设备简介
一体化高效污水处理设备是应用于钢铁企业炼钢、轧钢含油污水处理的新型水处理设备。设备集处理油类、氧化铁皮、保压上塔等功能与一身,与老流程比较节省了蓄水池、水泵、过滤器,减少泵房面积,且具有运行成本低,占地面积小、维护工作量少、处理效果好,处理能力大和自动化程度高等优点,经过调试合格后不需人工看护。
一体化高效污水处理设备是以投加化学药剂、经混合反应使水中的油类、氧化铁皮等悬浮物,通过凝聚、絮凝作用沉降分离出来,达到净化水质的目的,当进水含油在≤50mg/L,其出水含油在3~5mg/L ,当进水SS含量≤500mg/L时,出水SS≤20mg/L。
投加的药剂共两种,分开投加,第一种属电解质药剂,投入第一混合室,第二种是特制的高分子油絮凝剂,投入第二混合室,先投加第一种,后投加第二种药剂。与药剂混合后并通过第一涡流反应室、第二混合室后的污水在设备内部,水中油类与悬浮物经药剂的凝聚、絮凝作用,形成大颗粒絮团沉降在斜管上,落入下部排泥斗中,上部清水经溢流堰、出水管排出。下部污泥可定期排出。药剂投加量分别为15 mg/L和0.6 mg/L。
设备通过增加本体高度,在设备内部设了上下两个反应沉淀室和一个过滤室,每个反应沉淀室都有各自的清水区、斜管沉淀区、缓冲区、泥浆区,不仅能实现普通化学除油器除油和悬浮物的功能,而且因增加了过滤室,对出水进行二次过滤,改善了出水水质。同时,因设两室增加了沉淀面积,使得表面负荷达到4 m3/m2.h,提高了沉淀效率。
3. 系统流程与设计方案
3.1 系统流程
轧钢水处理应用一体化高效污水水处理设备的流程如图1所示。
图1 一体化高效污水水处理设备处理轧钢水工艺流程
由图1可以看出,与常规处理工艺相比,应用一体化高效污水水处理设备比应用普通化学除油器或稀土磁盘减少了浊环热水池和上塔提升泵组。
3.2设计方案
高线浊环水系统设计浊环水水量为4800m3/h,选用14台XF-350一体化高效污水处理设备,设备直径为4m,高度为9m,单台处理水量300~350 m3/h,单台设备本体重量为20T,单台设备运行重量120T。
设8台600m3/h浊环冷却塔,冷却塔位于泵房房顶。根据理论计算,房顶冷却塔进水管管中心标高为8.7m,冷却塔进水压力在0.10Mpa,即可满足使用要求,一体化高效污水处理设备进出水水头损失小于6m,旋流井最低液位是-9.5m,水面和冷却塔进水口高差18.2m。管网系统的阻力损失控制在5m左右,则整个系统阻力为:18.2+10+6+5=39.2m
4. 操作控制与处理效果
4.1 操作控制
一体化高效污水处理设备进、出水口、上下室排泥口、反洗进水口,反洗排水口均设手动和电动排污阀,设就地和集中控制柜,通过时间继电器可手动、自动控制每台设备电动阀门的开启,并在集中控制柜上预留PLC接口。
每台设备按沉淀――过滤――排泥――反洗――沉淀为一个周期,循环制水。每7台设备组成一个控制单元,由一个PLC控制柜控制7台就地控制柜。单台设备阀门操作控制步骤如下:
(1)、正常过滤:先开进水阀,3分钟后开出水阀,其余阀门全部关闭。
(2)反洗:反洗由PLC时序控制,出厂设定为正常过滤8小时反洗一次,设定时间一到即开始反洗。关进水阀、出水阀,同时开反洗进水阀、反洗排污阀,10分钟后关闭反洗进水阀、反洗排污阀,同时开1#~2#排泥阀、1#压力水阀,5分钟后关闭1#压力水阀,同时开2#压力水阀,5分钟后关闭1#~2#排泥阀、2#压力水阀,同时开进水阀,3分钟后再开出水阀。以上为1台一体化污水设备过滤及反洗、排泥过程。每台反洗间隔时间为30分钟。
以上阀门操作间隔时间可根据现场进水水质、水量、水压的波动情况适时调整。
4.2效果分析
4.2.1 处理效果分析
设备自2011年10月份调试运行至今,设备进水水压实际为0.3Mpa,设备出水水压实际为0.2 Mpa,比理论计算低了0.1 Mpa。冷却塔布水非常均匀,即使在炎热的夏季,冷却塔出水温度也在33℃以下,设备出水水质SS≤20mg/l,含油量≤5mg/l,满足轧机用水要求。
4.2.2经济效益分析
14台设备,包括加药装置、集中就地控制柜、线缆桥架等总投资约700万元。省去1500m3混凝土水池一座,水泵厂房减少240m2,取消5台N=132kw浊环水上塔泵组,水处理占地面积由5100 m2减少为3437 m2。节省投资约200万元。若选用普通化学除油器,投资为12x40(400m3/h)+200=680万元。两种方案投资基本相同。
若工作日按300天计,上塔泵组四用一备,电费按0.7元/度计,采用一体化高效污水处理设备,年节约电费
132x24x300x4x0.7=2661120元=266.112万元
节省的电费四年就能收回投资。
5.结语
1RCM概述
传统的检维修方式是基于厂家说明书和实践经验,对设备的经济性、可靠性和可能的风险等方面考虑不足,传统的设备维护频次和效益与所维护的设备风险大小不匹配,设备维护资源使用也不合理,存在“维修不足”或“维修过剩”的问题。RCM是一种科学的系统工程方法,广泛应用于各行业关键的设备。RCM的核心是以最少的资源消耗保持设备的经济性和可靠性。RCM的工作思路主要是对关键设备进行功能与故障评价分析,采取科学的分析方法,制定针对性的维护管理策略,通过生产现场各种故障分析手段,确保设备稳定运行。RCM理论于上世纪60年代起源于美国波音公司,最初应用机及航空设施,发展到上世纪90年代趋于成熟。至今,RCM已在许多国家的钢铁、电力、化工、铁路、汽车、地铁、海洋石油、核工业、建筑、供水、食品、造纸、卷烟及药品等行业得到广泛应用。实践证明利用RCM方法可以有效地提高设备运行的可靠性并降低维修成本。
2RCM理论体系
2.1RCM基本思想
在实施RCM分析之前,首先应该明确以下概念:(1)潜在故障与功能故障潜在故障是指设备还未发生功能故障,具体表现为磨损、振动、裂纹、噪声等。正确处理潜在故障可以有效避免功能故障的发生,设备从潜在故障逐渐发展为功能性故障的时间间隔称为P-F间隔,如图1所示。P点表明设备已经进入潜在故障期,设备F点表明设备即将进入功能故障,各设备的P-F间隔各有不同,有的几微秒,有的长达几十年。状态维修的实施往往要根据P-F时间间隔来确定。图1设备P-F维修间隔图(2)隐蔽故障和多重故障隐蔽性故障是指在设备正常运转情况下工作人员不容易发现的故障或者是不工作的设备工作时是否能正常运转不容易发现。多重故障是指两个或多个独立故障依次发生所组成的故障事件,多发生在仪表保护装置或系统故障时。检查并排除隐蔽性故障可以降低多重故障的发生概率,减少不必要的损失。(3)预防性定期维修与故障后果对设备进行预防性维护可以降低设备故障发生频率。发生故障的后果按其重要度可以分为安全性和环境性后果、生产性后果和维修成本后果。(4)预防性定期维修工序预防性定期维修工序的制定是RCM维修的主要RCM目的之一。维修内容不局限于定期维修的内容,更注重设备的操作环境、性能要求、故障模式、原因及影响、潜在故障检测频率、视情维修任务类型等内容,可以根据设备风险等级重要度以及不同维修方式的特点来确定维修项目、维修决策、维修周期等,优于传统的定期维修工序[3-4]。
2.2RCM实施过程
RCM过程包括以下七个问题[5]:(1)当前运行条件下,设备性能特点是什么?(性能特点)(2)什么情况引起功能故障?(功能故障)(3)什么因素导致功能故障?(故障模式和原因分析)(4)发生故障会导致什么后果?(故障后果)(5)各种故障发生会有什么影响?(故障影响)(6)应采取什么措施来预防故障发生?(预防性维护)(7)没有合理的维护方式,怎么办?(暂定措施)
3RCM在污水处理设备管理中的应用
3.1污水处理设备及管理现状
污水处理设备可以分为通用设备和专用设备,在实际应用中具有不同的作用和效果。通用设备主要有水泵类、阀门类、风机类等。专用设备包括拦污机械设备、刮吸泥设备、砂水分离设备、投药和消毒设备、曝气和搅拌设备、深度氧化设备、除臭设备、脱水设备、污泥浓缩和沼气利用设备等。目前,污水处理设备主要还是以预防性维护的定期检维修模式为主,针对不同设备特点按照厂家说明书制定出设备检维修工序。这种检维修模式可以提高设备可靠性,但是由于计划固定,易造成设备维护不足、维修过剩、盲目维修和设备管理脱节等问题。
3.2RCM技术应用
污水处理设备种类较多,结合不同设备的特点有不同的检维修方法。污水处理设备管理应借鉴RCM思想,从安全环保影响、生产影响程度、设备维修难度、设备原值、有无备用设备等方面对设备进行分析,根据设备的实际情况和风险程度对设备进行分类分级管理,按照“二八”或“一九”原则,对相关污水处理设备采取不同的检维修方式,风险高影响程度大的污水处理设备采用基于风险的状态维修,影响程度相对不太大的采取预防性定期维护,风险不大影响小的污水处理设备采取故障维修方式(事后维修),形成科学合理的检维修模式。
3.2.1基于风险的状态维修
对于离心泵、鼓风机等转动设备可采用基于风险的状态维修,使用状态监测设备在线或离线采集状态数据,通过故障特征信号的提取、监测来预测部件故障发展趋势,在此基础上确定部件维修内容、维修级别、维修时间或间隔期等内容。通过对离心泵、鼓风机等转动设备进行基于风险的振动检测和故障分析,对异常状态及时做出报警,及时发现早期故障征兆,为现场设备运营维护人员采取相应的措施提供技术支持,避免、减缓和减少设备事故的发生。通过对设备异常情况运行早期评估分析,可以预测设备故障发生的程度、位置、趋势等内容。通过对污水处理设备离线和在线状态的监测,为设备状态调整、停机检维修提供科学的依据,可延长设备运行周期,显著降低维护成本。例如,离心泵常见故障不平衡、不对中、松动等都可以通过振动检测频谱分析进行判断。比如,转子质量分布不均会造成不平衡状态,在转动中会产生离心力,不平衡质量的旋转在离心力作用下会引起振动,振动会传递到轴承,轴承上的各点每旋转一周会承受一次作用力。因此,在频谱图中可以通过观察一倍频来判断离心泵不平衡故障。
3.2.2预防性定期维修
污水处理设备在长时间使用过程中,各部件和零件受到摩擦、磨损、腐蚀、碰撞和冲击等多种因素的影响,技术性能会逐渐下降。为降低或延缓设备失效、功能退化的概率,延长设备使用周期,减少设备故障,需要按预定的时间间隔或规定的标准进行预防维护,比如按时间要求对设备进行清洁、紧固、调整、防腐和,并作好相应记录。例如,砂水分离等设备在运行过程中由于各种原因会导致无法分离的现象,这就需要进行原因分析,对曝气沉砂池进行有效控制。对砂水分离设备的日常维护是对其表面杂物进行清理,对其传感器进行定期预防维护也非常重要。
3.2.3故障维修
对于风险小、影响程度底的一般设备的维修应充分考虑经济性,选择故障维修(事后维修)。例如,对于各类加药泵、计量泵、阀门、管道等可采用故障维修,坏了以后再修理,从而把最大的精力和资源放到关键设备的维修维护上,使检维修活动更具有科学性和针对性。
对污水处理设备进行RCM技术应用,从设备的安全可靠、节能环保、生产运营等因素进行综合分析,同时结合不同维修方式的特点,根据不同设备的实际情况分别采用基于风险的状态维修、预防性定期维修、故障维修方式,对保证污水处理装置的安全经济运行、防止重大事故的发生具有重大的意义。随着RCM技术在我国的推广,它必将在提升工业安全性能、降低用户成本等方面发挥更大的作用。
作者: 暴丽宏 单位:中海油节能环保服务有限公司
参考文献
[1]王庆锋,高金吉.过程工业动态的以可靠性为中心的维修研究及应用[J].机械工程学报,2012,48(8):135-143.
[2]WeiLiang,LianfangPang,LaibinZhang,JinqiuHu.Reliability-centeredMaintenanceStudyonKeyPartsofReciprocatingCompressor.2012InternationalConferenceonQuality,Reliability,Risk,MaintenanceandSafetyEngineering,Chengdu,2012.
[3]DeshpandeVS,ModakJP.Modelingofuncertaintiesinreliabilitycenteredmaintenance:probabilisticap-proach.ReliabilityEngineeringandSystemSafety,2001,2(71):159-64.