北控水务水厂上榜!看徐州市龙亭污水厂的精细运营管理之路

北控水务水厂上榜!看徐州市龙亭污水厂的精细运营管理之路

2022年11月,双百联盟在“2022(第十四届)水业热点论坛”发布了第二期“双百跨越”污水处理标杆比选活动结果。本次标杆比选活动历时4个月,来自32 家水务企业的73座污水处理厂进入区域评审环节,最终25家水务企业的33座污水厂上榜 ( 33座污水厂上榜,第二期“双百跨越”标杆污水厂榜单发布 )。

 

为传播标杆厂优秀建设和运营管理经验,双百联盟将以“精细化-智慧化-资源化-低碳化-生态化-社会化”评选维度,系统展示第二期标杆厂风采。本文以精细化标杆厂——徐州市龙亭污水处理厂为案例,向行业同仁展示该厂的精细化特征优势,为污水处理厂精细化建设提供案例支持。

来源:“双百跨越”污水处理标杆联盟

作者:何峰整理

徐州市龙亭污水处理厂在本次标杆比选中,荣获“精细化—运营管理标杆污水厂”称号。“双百跨越”污水处理标杆联盟比选专家,中节能国祯环保科技股份有限公司专家委员会主任王颖哲点评道:这座水厂精细化管理成体系、很规范。建设的光伏发电项目发电量占到污水厂自用电量的15%,并且配套的精确曝气控制氨氮、溶解氧双模式控制、进水泵房恒液位控制等精细管理模式值得推广借鉴,综合下来电单耗0.187kWh/吨水,精细化管理效果十分显著。

 

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项目概况

 

徐州建邦环境水务有限公司龙亭污水处理厂(简称“龙亭污水处理厂”)于2009年建设,是国家“十一五”淮河水污染防治规划中的重点项目。项目位于徐州市铜山区三堡镇石桥村,共计占地138亩,服务面积180平方公里,设计处理规模为10万吨/天。该项目分两期建设,一期处理规模5万吨/天,于2011年5月5日进入商业运行,项目二期于2014年分两个阶段建设,于2017年5月13日全部进入商业运行,实现日处理10万吨规模。

图 1 徐州市龙亭污水处理厂全景

项目采用AAO生化池+混凝沉淀/高效混凝沉淀+转盘滤池+次氯酸钠消毒工艺,一期二期配水方式不同点为一期三点配水,二期两点配水,两点内回流。深度处理一期为絮凝沉淀池,二期为高效沉淀池。污泥处置方式采用重力浓缩,带式脱水机脱水工艺,并严格按照政府相关部门的统一要求,将脱水污泥外运焚烧处置,避免了污泥的二次污染。厂区执行GB18918-2002一级A出水标准。

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特征优势

 

龙亭污水处理厂从风险防控、安全管理、设备管理、技术创新、管理标准化等方面全面夯实运营管理工作。

(一)风险防控

风险防控主要围绕源头控制、定期系统诊断、加强实验室质量控制三个方面开展相关工作。

1. 源头控制


(1)为防止进水仪表突跃数据的错误干扰,通过比色法培训提升员工的预判能力,使每个班组人员都具备独立预判的能力,同时提高员工对数据异常的敏感性,及时采取应急措施;

图 2 比色法对异常数据进行判断

(2)成立管网巡视小组,每月定期对上游管网进行点源排查,形成原始记录,并及时进行数据比对,发现有无异常;

 

图 3 巡视小组对上游管网进行点源排查

(3)控制缺氧末端总氮在13mg/L以下。厂区在缺氧池末端和好氧池3/4处安装氨氮硝酸盐氮复合仪表,根据数值进行工艺调控,通过确保缺氧末端氨氮+硝酸盐氮≤13mg/L这种方法,为出水稳定达标提供坚实的保障。

 

图 4 氨氮硝酸盐氮复合仪表


2. 定期系统诊断


厂区化验班组对各组生化池每月定期进行一次沿程分析,通过数据分析及时掌握工艺系统的运行现状,并实施阶段性监控。

 

图 5 数据分析


3. 加强化验室质量控制


厂区化验人员均100%持证上岗,严格按照各个检测项目的行业标准及内部管理要求进行检测工作,做好原始记录。化验数据作为工艺调控的标尺,日常工作中通过曲线两点校正,每日代标分析等具体措施,确保数据的准确度和精密度。

 

图 6 化验相关信息展示

(二)安全管理

1. 开展安全标准化建设,筑牢安全责任,守护品牌安全


(1)厂区有非常完善的污水厂安全管理体系,其中安全管理类制度34项、安全记录类台账45项、安全生产检查标准化指导手册24项、生产现场安全作业标准22项、日常安全管理考核检查项48项。同时构建双重预防机制,做到隐患整改率100%。

(2)厂区管理人员、特种作业人员持证上岗率100%,并按要求定期进行安全复训。

(3)层层签订安全目标责任书,加强员工危险源识别及预判防护意识,强化员工安全责任意识。

 

图 7 安全生产标准化指导手册


2. 建立安全隐患手机客户端


建立手机端安全隐患排查整改客户端,一线员工每日随时随地开展安全隐患排查,查看隐患整改情况。做到有检查,有监督,有整改,有反馈,实现PDCA闭环管理。

 

 

图 8 安全隐患手机客户端

3. 安全实时监控


(1)厂区视频监控全覆盖,手机端可实时关注,便于查看现场运行情况和及时发现有无隐患。例如在泥斗上方安装摄像头,脱泥工可以直观查看泥位情况,避免员工攀爬高处观看,消除安全隐患。

(2)在提升泵房、脱泥机房等地安装有毒有害及可燃气体监测设备,实现了对重点房间环境数据实时检测,提高了现场工作安全系数。

 

图 9 安全监控系统

(三)设备管理

1. 设备能耗模型分析


厂区对大功率设备分别安装用电表,每月结合大功率设备单耗分析,利用设备经济能耗分析模型进行测算,判断设备是否处于高效运转状态,做好预防性维护保养,同时为设备大修预算提供数据支撑。厂区2021年设备完好率99.3%。

2. 做好设备日常防尘保护


强化6S现场管理,根据设备运转环境条件,配置自动扫拖一体机,窗户加装过滤装置,减少粉尘污染,降低设备故障率,延长设备使用寿命。

 

图 10 厂区环境

3. 设备检修创新


通过改变终沉池进出水方式,打破传统停产检修模式,实现不停产检修,减轻了上游泵站压力及管网溢流的风险的同时确保收费水量最大化。

 

图 11 设备检修

(四)技术创新

1. 恒浓度进泥,提高脱泥效率


通过二沉池序批式排泥,浓缩池交替使用,实现脱泥机恒浓度进泥,提高脱泥效率,同时将脱泥机下滤液回流至浓缩池,充分利用脱泥下滤液中残留药剂,加快浓缩池的絮凝沉淀,并将浓缩池上清液的回流至二沉池出水,减少内循环水损。实现了绝干泥药耗1.9kg/t, 绝干泥电单耗18.5kwh/t,年度创收109万元。

 

图 12 污泥处理流程


2. 安装智能系统


为提高精细化管控,在保障出水质量的同时做好成本控制,厂区安装了精确曝气系统及药剂智能投加系统。

(1)精确曝气系统


精确曝气系统采用“仿真+模型+前馈+反馈+大数据”的设计思路,依据好氧进出水水质、水量变化和云端模型,动态调整鼓风机曝气量和阀门开度。厂区精确曝气系统有氨氮控制模式和溶解氧控制两种模式,根据实际需求可选择使用其中一种模式进行自动控制。

(2)智能加药系统

精确加药系统采用“仿真+模型+前馈+反馈+大数据”的设计思路,依据水量变化、二沉池总磷仪表、云端模型,动态调整加药泵频率。厂区智能加药系统主要依靠二沉池出水正磷酸盐实时检测数据及瞬时水量变化实现自动投加除磷药剂。

 

图 13 智能加药系统


(3 )次氯酸钠自动化控制


次氯酸钠药剂投加实现了自动控制,主要根据次氯酸钠小试结果结合出水实时流量进行测算,实现消毒系统的自动化控制,设备出现故障时可自动切换备用设备,稳定达标排放,降低药剂成本。

(4 )提升泵自动控制


进水泵恒液位或恒流量控制,使液位或流量保持在设定范围内,减少人工操作,实现运行时间均衡,减少设备故障率,提高稳定性,同时降低能耗。

图 14 次氯酸自动投加系统


(5 )速率测定及应用


厂区开展了不同溶解氧、不同季节的硝化、反硝化速率测定,用于更好的控制溶解,系统泥龄等过程控制参数,同时评价系统反硝化能力以及碳源的合理投加。

各速率的测定结果可以反应不同MLVSS浓度,系统能处理的最大能力。当系统受到高浓度废水冲击的时候,可以量化系统最大处理量。确保系统稳定的基础上,更好的控制运行成本。

 

图 15 硝化速率对比和反硝化速率对比

(五)管理标准化

1. 体系文件标准化


厂区作为北控水务集团标准化水厂示范厂建设项目之一,主要是以集团管理为依托,以星级管理为支撑,以PDCA为指导,以ISO做体系梳理,编制程序文件,管理文件,作业文件。程序文件主要是强调职责和流程,管理文件主要强调管理方法(如何做),作业文件主要是强调标准及规范的动作。通过体系文件的制定,为简化流程,提高效率,规避风险,实现管理闭环。

 

图 16 标准化管理体系


2. 设备故障处理及工艺异常处理流程


厂区根据项目实际情况制定了设备故障处理流程图,通过这种方式抓住关键管理要素,化繁为简,环环相扣,实现设备全寿命周期的闭环管理。便于维修记录的系统性查询的同时还可以做好仓库的监督管理。

 

图 17 设备故障处理处理流程

同时厂区还制定了工艺异常处理流程,在保障达标的前提下,权限下放,锻炼运行班组自主调控能力,减轻厂长的调控压力,同时确保系统得到及时动态调控,实现降本增效。

 

图 18 工艺异常处理流程


3. 生产作业标准化输出


结合标准化的操作,以图文并茂的形式,编制设备及化验操作指导书。制作成手册置于现场,方便移动使用,随时补充完善,节约更换成本,同时作为新入职员工的指导手册,指导快速上岗,安全操作。

 

图 19 设备及化验操作指导书

4. 过程质量管控标准化


结合厂区历年数据分析及大量的试验结论制定相应的调控手册。以结果为导向,量化输出制定相应的调控规程。根据年度目标指标及管理要点,以调控规程为调控依据,制定运行质量评价标准,能够让员工随时了解到当班期间的工作质量情况,做到结果及时反馈,结果纳入绩效考核。针对考核中发现的问题,进行持续改进,从而实现PDCA闭环管理。

 

图 20 调控手册

(六) 绿色能源

在碳中和的大背景下,向着低碳化方向发展 。厂区每年可提供绿色清洁电能约400万kWh,相当于每年节约标准煤1312吨,减排CO 2 3975吨,降低碳粉尘排放1076吨。由于未加装储能设备,其中1兆瓦发电量用于厂区,每年约100万kWh,占厂区总电量的约15%,剩余电量并入国家电网,每年节约电费约25万元。

 

图 21 厂区光伏发电

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项目成效及荣誉

 

(一)管理成效

1. 运行质量


作为徐州市“水更清天更蓝”计划的践行者,在降低运行成本的同时提高了出水标准,为国控断面达标做出了正向努力。2021年厂区出水平均值COD 15mg/L,BOD 3.1mg/L,SS 7mg/L,TP 0.238mg/L,TN 9.42mg/L,氨氮 0.92mg/L。从分布可以看出,53%的时间厂区出水达到了准四类水排放标准。通过精细化管理,厂区实现全年稳定达标排放。

 

图 22 2019—2021年出水污染物浓度分布


2. 运营成本


2021年PAC有效投加单耗为4.7mg/L,醋酸有效投加单耗为3.3mg/L,次氯酸钠有效投加单耗为2.5mg/L,电单耗为0.187kWh/m3。近几年,厂区进水BOD 5 /TN比约1.1 : 1,(每年只有在冬季投加醋酸),通过精细化管控措施,提升技术管理水平,厂区能耗药耗得到较好的控制,提高出水质量同时降低了直接运行成本,实现了政府放心,企业盈利。

 

图 23 2019—2021年运营数据对比

(二)社会价值

厂区以“新水务,让生命充满活力”为企业使命,恪守集团“客户为源、创新为道”的经营宗旨,每年接待各级领导部门视察参观和同行业兄弟单位来访交流,同时与徐州多所院校合作,共建实践基地,共同推进新技术运用和专业化人才培养。每年接待参观,践习师生等3000余人次。

在企业发展中,该水厂实现了“有担当、有价值、有分享”的价值观。多次被邀请参加徐州市水利协会组织的新技术研讨及经验分享。作为中小学生“节约用水、爱护环境”专题学习参观基地,每年接待中小学生参观300余人次,使其了解污水变净水的过程,提高其珍惜水资源的意识。

(三)企业荣誉

通过集团星级常态化管理以及标准水厂的建设,拓宽了该水厂的管理思路,提高了该水厂运行管理能力,稳固了该水厂系统的运营质量,优化了该水厂的管理流程,树立了该水厂企业内外品牌形象。得到了集团、政府、社会各界的认可。2018年项目荣获北京控股集团“工人先锋号”,2019年北控水务集团“北水先锋号”,2020年北控水务集团“典范项目”,2021年北控水务集团“北水先锋号”等荣誉称号,还曾荣获江苏省住建厅“运行管理优秀企业”、“江苏省五四红旗团委创建单位”、“江苏省五四红旗团委”、江苏省总工会“工人先锋号”等荣誉称号。

图 24 污水厂荣誉墙

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未来计划

 

未来该水厂将继续恪守集团“客户为源、创新为道”的经营宗旨,优化该水厂的管理模式,汲取集团及行业优秀案例经验,以客户需求为导向,将管理模式推向市场化,继而带来管理增量和市场增量。

提高自动化运行能力,将已完成的程控单元,再依据使用情况持续优化迭代。未来该水厂希望实现系统能够快速感知进水超标、快速准确预警,并自主调控、快速诊断工艺设备故障,保障安全、对关键环节进行智能控制、对冲击具有一定适应能力、进一步提高质量,减少能耗,降低成本。