數據分析對污水廠工藝調控的作用

點擊次數:更新時間:2018-12-03 11:12:49【打印】

污水廠的穩定運行一直是每個污水廠工藝管理人員的終極夢想,但是在實際運行中,運行人員往往面臨各種因素導致污水處理的運行不穩定,這些不穩定的起因分析、趨穩控制,水質達標是每次進行工藝調控的重要內容,每個污水廠的運維人員都希望能快速有效的解決污水廠的工藝問題。
 
  但是在實際工作中,很多污水廠再面對這些問題的時候,總是無所適從,盲目的做了很多不相關的工作之后,才能摸索出正確的方向,這樣的流程過長,出水超標時間也長,現階段的環保壓力的情況下,是不容許污水廠長期進行這種摸索的。為了在污水廠的運行管理上探索更高效精準的控制技術,公眾號從這一期開始,用幾篇內容來和大家討論下利用污水廠的數據分析,來指導污水廠的工藝運行的模式,希望能為運行人員從數據分析的角度來改善和調高污水廠的運行管理的效率。
 
  在污水廠的運行中,很多時候會出現工藝的異常的變化,工藝管理人員需要進行準確的判斷,并采取相應的措施。這些異常來自于污水廠運行的方方面面,有運行操作的,有設備故障的,有進水水質等等。這些異常在一個運行的污水廠中,是不斷地發生并且存在的,運行人員需要掌控這些情況,并作出合理的判斷。關于掌控運行情況的內容,公眾號在之前的文章中進行了相關內容的描述,可以點擊文后的鏈接《污水廠的數據化管理》的內容進行回看了解,本次數據分析系列文章主要討論的是依據污水廠已經建立的數據管理系統之上進行的分析內容和思路,大家可以結合之前的文章相互印證的閱讀,也歡迎大家更多關注并參與內容討論。
 
  一線管理人員都會遇到在污水廠的運行過程中,出水水質從達標的狀態忽然就變成超標了,從現場工藝運行操作上又沒有特別的操作,或者沒有自己認為影響到什么的操作。所以在分析中就會很困惑,這樣的情況該如何去解決呢?那么這個時候就需要進行運行數據的分析,從運行數據中找到原因,并采取措施。下面以一個污水廠的運行實例來進行出水異常的情況的數據進行分析探討。
 
  某污水廠地處西北省份地區,采用的運行工藝為A2O+MBR工藝,設計水量為2萬噸,實際進水量平均為1.5~1.6萬噸,7月份進水后,利用同地區污水廠污泥進行污泥培養,8月后穩定達標。從運行投產以來,出水水質一直保持穩定達標。
 
  但是從11月13日開始,出水總氮開始突然升高,從現場的工藝運行操作上上來看,有一些小的操作,但是對整體工藝都影響不大,對廠內的工藝運行,設備運行等等進行了注意排查后,沒有發現重點影響總氮超標的問題??偟_始超標后,廠內采取了增加回流,調整曝氣等措施,但是調整的效果不是很明顯,總氮仍然持續保持超標,但是其他指標變化并不是很明顯。
  對于總氮的去除,在公眾號之前的文章中進行了深入的討論。那么從之前的討論中我們可以進行一些預判,那就是總氮超標與幾個環節有關系,分別是缺氧的反硝化環境,好氧硝化液的回流,反硝化的碳源的補充。根據廠內總氮的超標,圍繞著幾個方面進行逐一的分析。
 
  廠內工藝采用的是A2O工藝加MBR,缺氧環境是通過空間上進行的劃分實現的,在實際運行中對好氧末端的溶解氧的工藝控制也嚴格要求,雖然在MBR中采用氣洗膜的方式增加了MBR池中的曝氣,但是在前期運行中,這種溶解氧經過厭氧區的釋放以后,對缺氧區的反硝化反應影響不大。而從硝化液回流的內回流的泵的運行上,近期沒有異常的變化,設備由于投用期不長,運行工況良好,沒有產生對工藝運行的影響。然后再看反硝化碳源的影響,碳源由于廠內沒有每日化驗BOD,一般以COD為判斷依據,據廠內人員介紹,近期由于上游關停了部分企業,可能會產生一定的影響,為了進一步判斷是否由于水質變化造成的影響,對廠內的各項水水質數據進行了統計分析。
 
  首先對工藝人員懷疑的進水COD進行分析,通過表格軟件對進水的COD進行曲線分析可以看到進水的COD變化情況。

 
  可以從數據的統計曲線上看到COD的變化有,但是和之前的月份相比,這種變化沒有特別明顯,為了更好的分析,我們增加了移動平均的趨勢線來進一步分析變化的趨勢。為了更明顯的看到變化趨勢,我們把趨勢線加粗,數據線變細。
 
  從變化的趨勢圖來看,進水的COD變化近期內在逐步下降,但是從前期的運行變化的情況上來看,還不能說明反硝化的碳源不足,那么什么原因才是導致總氮超標的原因呢?

為了進一步分析,我們把進水的總氮也進行了統計分析。分析圖表如下:
  為了更明顯的看到總氮的變化,我們把坐標軸變化一下,坐標起點從10mg/L開始。
  這張圖可以更明顯的看到進水總氮呈現了一個逐步升高的變化趨勢,如果兩個曲線疊加之后,是不是能更好的說明問題?利用圖表軟件里面的一些小功能,我們把進水總氮的變化曲線背景變成透明的,然后進行兩張圖的疊加。
 
  注意看兩個趨勢線的變化情況,總氮是一個逐步增高的趨勢,COD是一個逐步下降的趨勢,兩個曲線在之前的運行中,變化基本上是同步的,增加或者降低都是一致的,但是在曲線上顯示從橫坐標89開始,也就是從10月30日左右開始出現了兩條曲線相互背離的趨勢,總氮在持續升高,COD下降。從這張曲線上已經明確顯示出相對于之前的運行來說,進水的碳源開始出現不足,導致了出水的總氮開始超標。
 
  為了更明顯,可以用顏色區分開他們的變化,當然也可以用更高級的數學工具去分析兩者之間的變化,對于污水廠的運行人員來說,簡單的表格工具已經可以分析出原因了,也歡迎專業人員進行更深入的數據分析。
 
  這是對某個廠的總氮超標進行的數據曲線變化的分析,根據這個分析,我們可以明顯看到影響超標的主要原因來源是進水水質的變化,但不是進水的碳源下降,而是進水碳源下降,伴隨著進水總氮上升,造成的進水碳源的相對不足。在這種分析的結果下,后期的工藝調整或者工藝關注點,工藝運行人員就很能明確了。
 

  這期公眾號從某污水廠的一個污水廠的總氮變化進行了數據的分析,通過數據分析我們可以很明顯的發現問題的來源,針對問題,我們就能夠采取相應的工藝措施進行調整。數據分析會給運行人員帶來更精準的判斷,特別是很多時候面對單獨數據變化,憑感覺或者經驗是不能得出準確判斷的,通過數據化的分析,會引導運行人員做出更準確的判斷。關于數據分析于生產運行管理的內容將在后續的系列文章中深入討論,歡迎大家持續關注并參與討論。
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