激光氣體分析儀
數(shù)據(jù)分析在一個污水廠中的生產(chǎn)管理起到很多方面的作用，運營管理人員要學(xué)會利用數(shù)據(jù)建設(shè)污水廠的運行管理體系，只有在大量的數(shù)據(jù)支撐的作用下，污水廠的運行管理才能逐步形成正確的管理運行體系。而對這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，是使運行管理人員的工藝管理更加到位的方式，公眾號在前面四篇的文章中從一些方面討論了數(shù)據(jù)分析在工藝運行中的作用，其實在實際應(yīng)用中，這些數(shù)據(jù)分析還很淺，需要更加深入的分析和研判，才能把污水廠每日產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析和應(yīng)用。這一期公眾號，從一些小的案例，列舉一下數(shù)據(jù)分析在污水廠的各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用。
案例1：在污水廠的污泥處置環(huán)節(jié)上，生化污泥和深度化學(xué)污泥經(jīng)過污泥脫水設(shè)備的脫水以后，產(chǎn)生泥餅含水率的的高低，對污泥后續(xù)的處置有很大的影響。當(dāng)泥餅含水率高時，泥餅體積變大，運輸過程中容易漏撒，同時運輸成本也會增高，因此運行管理人員要對污泥泥餅含水率要進(jìn)行控制，避免含水率過高，造成后續(xù)處理的難度增大。但是在實際生產(chǎn)過程中，有經(jīng)驗的操作人員對含水率的變化憑感覺是能判斷的，但是階段性的變化會讓操作人員摻雜個人思路在其中，為此，可以做曲線來進(jìn)行每日污泥量的統(tǒng)計來進(jìn)行分析。下面是某污水廠泥餅的一個曲線圖：
1.jpg
這是某污水廠一年12個月月度污泥處置量和絕干泥餅量的一個對比圖，這個圖應(yīng)用了雙軸坐標(biāo)來進(jìn)行分析，污泥處置量是含水率在99%以上的生化污泥量，干泥餅量是把泥餅的絕干泥計算出來的數(shù)量，從數(shù)值上來說，兩者的數(shù)量級別是不在一個區(qū)間的，為了更好的對比之間的聯(lián)系，利用表格軟件中的雙軸曲線功能，我們制作上圖，如果在污泥泥餅含水率保持穩(wěn)定的情況下，兩條曲線的變化應(yīng)保持一致，但是在上圖中可以看到，兩條曲線并沒有重合，而是交錯在一起。
這種交錯反映了這一年的6月和10月期間，污泥泥餅的含水率明顯增高，導(dǎo)致干泥餅的數(shù)量變化與污泥脫水的產(chǎn)量變化不能重合，而其他月份的重合度還是比較高，這說明在一年中6月和10月的污泥車間運行較差，或者說在這兩個污泥的性質(zhì)有變化，運行人員沒有及時進(jìn)行加藥和脫水設(shè)備的調(diào)整，導(dǎo)致污泥干泥產(chǎn)量下降的情況出現(xiàn)。這個案例是為了說明我們利用數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)操作人員短期無法意識的工藝變化的問題。
案例2：在污水廠里，生物反應(yīng)池的溫度是影響生物反應(yīng)的重要參數(shù)，特別是中國北方地區(qū)，四季溫度變化大，也導(dǎo)致水溫呈現(xiàn)不同的變化，特別是這些年來，對總磷總氮的嚴(yán)格要求，硝化反硝化細(xì)菌對溫度要求較高，因此對反應(yīng)池內(nèi)水溫的變化是需要詳細(xì)了解的。在不同的季節(jié)依據(jù)水溫的變化采用不同的工藝調(diào)控措施，來調(diào)控活性污泥對水質(zhì)處理達(dá)標(biāo)，這個就需要對污水廠的水溫的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
下面是某個污水廠2013~2017年來的水溫的變化檢測數(shù)據(jù)，繪制的水溫變化曲線，為了比較各年的水溫的變化，把各年的數(shù)據(jù)重疊在一起，更能準(zhǔn)確的反應(yīng)出生物池內(nèi)的水溫變化情況：
2.jpg
從曲線來看，各年的水溫變化由于受到氣溫的變化影響，基本每年的水溫變化都是一致的，可以看到這些變化都很有規(guī)律的，每年在7~8月出現(xiàn)水溫的最高點，在20~25℃之間，而每年的最低溫度一般出現(xiàn)在1月底和2月份，會降到10℃以下的情況。通過這樣的曲線分析我們就能對每年的水溫變化有了很明確的概念，在每年的工藝調(diào)控上，針對這樣的變化趨勢，及時采取相應(yīng)的措施，來確保一年中各個階段的工藝調(diào)控到位。可以把工藝調(diào)控的區(qū)間放置在4~5月份，9~11月份，通過改變污泥濃度，調(diào)整污泥齡來使活性污泥適應(yīng)不同的季節(jié)下的生物池內(nèi)的水溫。這樣就能把工藝調(diào)控從被自然條件的制約下的被動調(diào)控轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃诱{(diào)控。這個案例說明，通過數(shù)據(jù)分析，在工藝調(diào)控上，我們是扭轉(zhuǎn)工藝調(diào)控的被動局面的。
案例3：對于活性污泥來說，污泥沉降性能是影響后續(xù)深度處理的重要控制指標(biāo)，在日常運行中工藝運行人員要通過對沉降比的觀察來進(jìn)行工藝的判斷和調(diào)整。但是由于在觀察中沉降的變化往往轉(zhuǎn)瞬即逝，如果僅僅停留在觀察層面，就會很快遺忘，使SV失去指導(dǎo)意義。在實際的運行中，可以對SV的變化進(jìn)行數(shù)據(jù)化的描述，每一分鐘都進(jìn)行觀察，記錄沉降的數(shù)字，這樣就能繪制出SV的變化曲線，這樣的曲線可以更加直觀的看到沉降過程，并通過不同日期的多條曲線，來判斷生物池的活性污泥的性質(zhì)。
下面是某個污水廠在9月~10月期間的沉降曲線的匯總圖：
3.jpg
以下是某廠根據(jù)上述曲線進(jìn)行的分析，分析內(nèi)容較多，這里節(jié)選部分內(nèi)容：
由圖中可以看到，9月30日的沉降曲線有明顯的陡降坡度，在5分鐘內(nèi)沉降的壓縮的活性污泥體積為總混合液體積的81%，5分鐘到30分鐘的時間段內(nèi)，污泥體積壓縮為9%，最終總壓縮體積為90%。5分鐘的沉降比占所有污泥體積的比重較大，說明活性污泥在9月30日的沉降性能良好，沒有發(fā)生污泥膨脹。
10月9日的沉降曲線的陡降坡度位置在時間坐標(biāo)軸上比9月30日的曲線向后推移了5分鐘，從5分鐘開始有陡降坡度出現(xiàn)，但是陡降幅度減小，在沉降8分鐘后，與9月30日的沉降污泥體積相差520ml，到30分鐘沉降結(jié)束后，仍與9月30日的沉降曲線相差242ml，結(jié)合10月9日的微生物鏡檢情況，認(rèn)為在9月30日到10月9日間發(fā)生污泥膨脹。但污泥膨脹仍處于初期階段，這是因為沉降曲線中仍有陡降坡度，最終沉降的污泥體積在350ml以下，SV%為33.5。
10月21日的沉降曲線具有明顯的污泥膨脹特征，曲線整體無陡降坡度出現(xiàn)，呈緩坡曲線的狀態(tài)，但從最終沉淀的SV%值44.8來看，認(rèn)為活性污泥膨脹還未到極端，這是因為從2003年的曝氣池的沉降曲線來看，曝氣池內(nèi)的活性污泥膨脹達(dá)到最高時SV%可達(dá)到80～90之間，但是也反映了這段時間的活性污泥膨脹的比較明顯，在此期間的SVI值也急劇增長到了300附近。從微生物的鏡檢情況也可發(fā)現(xiàn)絲狀菌在大量繁殖，占居活性污泥的絮凝體的大部分，成為活性污泥中的主導(dǎo)微生物種群，在此期間，凈化車間采取了大量的排放剩余污泥的工藝調(diào)整措施。
10月28日的沉降曲線與10月9日的沉降曲線有明顯的重合狀態(tài)，在10分鐘內(nèi)陡降的坡度略大于10月9日的沉降曲線，從曲線的反映來看，現(xiàn)階段采取的大量的排放剩余活性污泥的工藝調(diào)整措施是有效的，大量的剩余污泥排放掉以后，曝氣池內(nèi)新生污泥中的絲狀菌處于新生狀態(tài)，逐步失去主導(dǎo)微生物種群的地位，使污泥膨脹體積逐漸減小，在30分鐘的沉降曲線中呈現(xiàn)出了陡降坡度趨勢。但和9月30日的沉降曲線來比較，認(rèn)為此時的污泥膨脹還未完全控制住，仍需要大量的排放剩余污泥，刺激新生污泥的生長，從而抑制絲狀菌的繁殖。從2003年的運行情況來看，隨著曝氣池內(nèi)的溫度的下降，易引起活性污泥的絲狀菌的污泥膨脹情況，因此還應(yīng)持續(xù)保持對曝氣池的工藝控制。
以上是案例3進(jìn)行的分析說明，案例3的選擇是為了說明在污水廠的日常管理中，采用數(shù)據(jù)化描述，是取代原有的經(jīng)驗化管理的重要手段，只有通過的數(shù)據(jù)描述，才能把日常的管理精準(zhǔn)化，對工藝的分析也更貼合實際。
數(shù)據(jù)分析在污水廠的工藝調(diào)控上的應(yīng)用，在這一篇就結(jié)束了。數(shù)據(jù)分析是現(xiàn)在整個世界長足發(fā)展的重要工具，污水廠的管理受到越來越嚴(yán)苛的環(huán)保監(jiān)管。在原有粗放的經(jīng)驗化管理下，是很難實現(xiàn)污水處理水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的，因此污水廠的運行管理人員應(yīng)該通過數(shù)據(jù)化的管理和分析，實現(xiàn)彎道超車，改變污水廠的運行管理現(xiàn)狀，通過數(shù)據(jù)的功能，結(jié)合大數(shù)據(jù)的手段，真正把污水廠的管理提高起來。
