陳 震，凌駕政，張群策，衛(wèi)建英，王玲秋

（1.上海市電力公司電力科學研究院，上海 200437；2.上海市電力公司檢修公司，上海 200061；3.上海電力股份有限公司閔行發(fā)電廠，上海 200245；4.上海閘電燃氣輪機發(fā)電有限公司，上海 200438）

1 變電站的廢水分類

變電站在運行時產(chǎn)生的廢水，按來源分為生活污水和生產(chǎn)污水兩種。生活污水是指變電站工作人員在運行期間產(chǎn)生的糞池污水和生活洗滌污水，污染因子為BOD5、COD、SS、氨氮、大腸桿菌等，采用接觸氧化處理設備對產(chǎn)生的生活污水進行處理，出水水質(zhì)能夠達到《上海市污水綜合排放標準》DB 31／199的標準限值。生產(chǎn)污水是指變電站在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水，例如：工作人員在設備檢修時沖洗散熱器（包含主變冷卻風扇）、沖洗絕緣瓷瓶產(chǎn)生的廢水，含油設備放油時產(chǎn)生的少量油污水以及設備突發(fā)故障時發(fā)生的漏油，污染因子主要為油類、SS等。當油污水流入事故油坑后，用隔油設施進行油水分離，達到《上海市污水綜合排放標準》DB 31／199的標準限值后，排入雨水池中。

隨著設計水平、制造工藝以及設備運行管理水平的提高，變壓器或含油電器發(fā)生事故的概率越來越低，可能20年一遇或者在極端情況下才有可能發(fā)生，而且少量的油污水經(jīng)過處理達標后，排放不會對周邊環(huán)境帶來影響。由于實際正常運行中，是不會產(chǎn)生生產(chǎn)污水，本文研究的重點是變電站正常運行中產(chǎn)生的生活污水。

按照變電站的運行要求，對新設計的220kV及以上變電站，必須設置生活污水處理裝置?！?20kV變電站通用設計規(guī)范》Q／GDW 204—2008，第8.2.3條明確規(guī)定：變電站要設置地埋式生活污水處理裝置，生活污水必須經(jīng)過處理后達到綜合排放標準才能排至站外。

2 處理生活污水的工藝流程

處理變電站的生活污水，通常采用生物接觸氧化法。這是因為在污水處理的眾多工藝中，生物接觸氧化法由于去除率高、產(chǎn)生污泥少、生物活性強、工程造價低、運行費用低，不需要投加營養(yǎng)鹽、出水水質(zhì)穩(wěn)定和運行管理方便等特點，得到各廢水處理單位的廣泛應用。

上海地區(qū)500kV、220kV變電站的生活污水處理，分別按1m3／h和0.5m3／h流量設計。220kV中心站由于工作人員較多，可以參照500kV變電站設計處理流量。生活污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 生物接觸氧化處理技術工藝流程

生活污水處理設施主要由格柵井、調(diào)節(jié)池、沉淀池、接觸氧化池、出水池、污泥池、雨水井和風機等設施構成。生活污水處理采用二級接觸氧化處理工藝，氧化池中設置立體組合填料，可以附著生長大量的具有活性的生物膜，生物對水中的有機物進行不斷降解，微生物則不斷地新陳代謝。池底設置優(yōu)質(zhì)可變孔曝氣系統(tǒng)，通過風機對該池進行曝氣，保證了生物膜中好氧微生物正常生長的所需氧量。隨著微生物對廢水中的有機物不斷降解，生物膜不斷變厚，由于膜的內(nèi)層變厚后得不到氧而失去粘性，隨之脫落，隨水流入二次沉淀池。新的生物膜又在填料上生成，如此周而復始，廢水中的有機物不斷得到降解。接觸氧化處理流程不僅能夠去除廢水中的有機污染物，而且還具有硝化和脫氮功能。

3 生活污水處理設備的運行評估

日前，分別對6個500kV變電站、1座220kV中心變電站、1座220kV變電站、1座500kV換流站的生活污水處理設備，進行了運行狀態(tài)的評估。

3.1 污水處理設備的運行狀況

1）格柵井 如圖2（a）所示，廢水經(jīng)過格柵井后，水質(zhì)較為清澈，而格柵另一邊的柵渣量也較少，說明維護良好。

如圖2（b）所示，格柵溝寬度太窄，檢修維護不方便。由于長期無人清掃格柵溝，污物堆積較多，對后續(xù)的處理造成很大壓力。

圖2 格柵溝比對

2）調(diào)節(jié)池 如圖3（a）所示，由于格柵溝的失效，大量不該流入調(diào)節(jié)池的污物進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池上層聚集大量泡沫和漂浮物，嚴重影響出水水質(zhì)。

如圖3（b）所示，調(diào)節(jié)池的水上層較清，未見明顯的漂浮物，液位控制器經(jīng)檢驗運行良好，2臺泵運轉(zhuǎn)正常。

圖3 調(diào)節(jié)池比對

3）接觸氧化池 如圖4（a）所示，水中活性污泥太多，含有大量表面活性劑，氧化池中有大量白色泡沫，影響污水處理效果。

圖4 氧化池比對

如圖4（b）所示，氧化池的水質(zhì)較為清澈，污水處理情況良好，填料固著良好，處理后的污泥量較少。

4）出水池 如圖5（a）所示，出水池水質(zhì)清澈。如圖5（b）所示，由于格柵處理效果不好，出水中有大量漂浮的浮泥。

圖5 出水池比對

5）控制柜和風機的布置方式 如圖6（a）所示，變電站生活污水處理設施，以往采用地埋式鋼板結(jié)構、在地下層設置風機，沒有顧及上海天氣潮濕、多雨的氣候因素，長時間運行后鋼板會銹蝕，一旦氧化風機等關鍵設備損壞，生活污水處理系統(tǒng)基本處于癱瘓。

如圖6（b）所示，電氣控制室布置在地面，控制室內(nèi)安放1個電控柜和2臺風機。電控柜上設有系統(tǒng)工藝流程圖，可以人工修改運行參數(shù)。風機運轉(zhuǎn)環(huán)境好，電控柜與風機下面設有高低不等的基礎底座，用以防止雨水較大時水澇危及風機安全運行。

圖6 控制柜和風機布置方式比對

3.2 污水處理設備的處理效率

檢測500kV變電站生活污水污染因子的結(jié)果匯總，如表1所示。

由表1可知，6個500kV變電站的生活污水經(jīng)過處理，除了1號站氨氮指標超過二級排放標準限值外，其它站出水水質(zhì)指標都達到《上海市污水綜合排放標準》DB31／199的標準二級排放限值。

表1 6個500kV變電站生活污水進出口檢測結(jié)果

220kV變電站生活污水處理設施不全，如220kV中心變電站沒有設置生活污水處理系統(tǒng)，僅有化糞池，基本無處理能力。1、5、6號500kV變電站的生活污水經(jīng)過污水處理后，如氨氮、BOD5濃度的出口水質(zhì)遠高于進口，COD指標也有出口濃度高于進口現(xiàn)象，污水污染更嚴重。原因是生活污水處理設施中污泥沉淀池長時間沒有排污，機械格柵沒有清理和維護。進入處理系統(tǒng)的污水先被機械格柵污染，在氧化池進行了生化處理，由于沉淀池中污物過多，長時間運行后，沉淀池中污泥發(fā)酵、上浮，導致出水水質(zhì)比進水水質(zhì)更差。

新改造的變電站污水處理系統(tǒng)較完善，但仍有不足之處，如部分反應池的蓋板是厚重水泥板，給日常的管理和維護帶來不便。新設計污水處理系統(tǒng)增設了廢水貯水系統(tǒng)，進行廢水回用，符合國家節(jié)能減排的設計思路，回收廢水主要用于澆灌綠化，但是在設計中未設置澆灌設施，廢水回用未充分利用。

污水處理系統(tǒng)的處理效果，取決于接觸氧化過程是否完全徹底，即氧化風機能否正常運行。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，凡是設計時將鼓風機置于地埋式結(jié)構中，氧化風機損壞現(xiàn)象十分普遍。因此，要設置必要的排水系統(tǒng)，加大檢查和維護力度，遇到上海多暴雨天氣，要確保氧化風機正常運行。

通過故障排除以及故障原因分析和總結(jié)，建議上海地區(qū)的氧化風機放置在地面上，設地基底座，易于日常運行維護。污水處理系統(tǒng)的格柵，無論是機械格柵、人工格柵，都要做好定期清理工作。如果格柵被污染，除污效果大大降低，甚至反過來污染進入的污水。沉淀池定期的清污工作十分重要，過多的池中沉淀物，會污染處理過的污水，使處理污水二次污染。

另外，通過排摸缺陷發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)污水處理設施一方面存在系統(tǒng)設計缺陷，另一方面是未正常開展日常維護工作。例如：對格柵的日常清理、沉淀池的排泥，都沒有按設備操作規(guī)程執(zhí)行，因此污水處理效果未能達到最佳運行水平。

3.3 提高污水處理能力的建議與措施

3.3.1 竣工驗收的建議

1）生物接觸氧化法污水處理工程的竣工驗收的具體要求，應參照《城市污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50334執(zhí)行。

2）變電站的最大單臺設備油量，事故油池的尺寸（容量）、事故油進口孔底面標高、事故油池底部連通孔頂面標高以及進出口標高，是事故油池環(huán)保效能核查的主要參數(shù)，也是防止事故油污染環(huán)境的重要反事故措施，在日常必須嚴格按照技術要求核查實施項目。

3.3.2 運行控制的建議

1）在事故油池設計滿足規(guī)程要求的情況下，維持事故油池日常預充水不低于設計標高，是防止含油污水外泄的關鍵運行措施。

2）操作人員應嚴格執(zhí)行變電站運行設備操作規(guī)程，定時巡視生活污水處理設備的運轉(zhuǎn)是否正常，包括溫升、響聲、振動、電壓、電流，發(fā)現(xiàn)問題應該盡快排除。

3）開展定期水質(zhì)檢測工作，變電站排放污水要滿足《上海市污水綜合排放標準》DB 31／199的相關指標要求。

4）冬季水溫偏低時，污水處理效果較差，生物菌種容易死亡。應該采取適當延長曝氣時間、提高污泥濃度、增加泥齡或其他方法，保證污水的處理效果。如果污水處理無效，生物菌種需要重新接種培養(yǎng)。

3.3.3 對污泥的處置與使用

1）生活污水處理裝置產(chǎn)生的污泥量很小，容易被忽略。污泥的合理處置是變電站污水處理設施評價的重要內(nèi)容，不能隨意丟棄污染周邊環(huán)境，可以委托市政衛(wèi)生部門進行回收利用。

2）由于沒有污染的工業(yè)廢水排入，生活污水產(chǎn)生的污泥，其污泥的有機質(zhì)含量在50%以上，富含有效的氮、磷、鉀，污泥中重金屬含量均在標準范圍之內(nèi)，可以作農(nóng)田基肥施用。

3.3.4 加強日常維護工作

1）不論是機械格柵還是人工格柵，都要做好定期清理工作，一旦格柵被污染，會嚴重污染進入的污水。

2）1年內(nèi)應該檢查整個污水處理的運行狀況2～3次，主要以非日常檢查內(nèi)容為主。污水處理設備每年大修1次，清理沉淀池1～2次。

3）氧化風機要保證完好運行。4）落實維修資金，按要求實施設備維護和大修。5）適當配置一些容易損壞的風機皮帶、潤滑油等。

6）生活污水處理系統(tǒng)應配置程控系統(tǒng)，需設定液位運行，低液位時泵不工作，中液位時泵自動開啟1臺，高液位時泵自動開啟2臺。單泵運行8h后需自動切換另1泵運行。

4 結(jié)語

1）變電站的運行控制將向著無人、智能化發(fā)展，變電站內(nèi)日常工作人員會越來越少，甚至無人值班。為了保證變電站的污水處理設備高效運行，其格柵、調(diào)節(jié)池、接觸氧化池等反應設備采取地埋式布置，而在地面上實施綠化，節(jié)約土地資源。鼓風機和電控柜設置于地面板房中，滿足日常容易維護和控制的運行要求。

2）變電站必須執(zhí)行無廢水外排設計，生活污水和生產(chǎn)污水必須實行回收利用，實現(xiàn)廢水零排放，雨水單獨排放的綠色理念。

3）進一步提高變電站生活污水處理系統(tǒng)的處理效率，做到污水處理系統(tǒng)設計合理、維護資金到位、設備維護有效。