污水处理厂供配电系统设计

污水处理厂供配电系统设计

杨赵伟

江苏江南环境工程设计院有限公司江苏南京211100

摘要：随着我国工业化进程的不断加快，环境问题日益严峻生产与生活污水等的污染，引起我国政府高度的关注。现代化污水处理厂规模逐渐的扩大，一旦出现了供电系统的故障问题，就会引起设备的瘫痪，造成全厂的停运，造成了重大的损失，甚至是一项企业中水循环系统正常的运营。因此，我们需要合理的进行污水处理厂的供配电系统设计，以确保污水处理厂的正常运行。

关键词：污水处理厂；供配电系统；设计

1污水处理厂电气设备的特点及启动方式

1.1大功率设备，主要是鼓风机、提升水泵等，根据工艺要求，需要控制电机的转速，原因有三：一是最大限度的满足工艺对风量及提升水量的精准控制；二是环保节能的要求；三是保护电机，使电机能平缓启动，免受冲击电流的损害；所以基于上述考虑，一般采用变频器或软起动器启动；

1.2低压小功率设备，包括搅拌器、螺旋输送机、粗细格栅、启闭机、刮吸泥机等，经常采用按流程分区供电方式，一般都是较小功率的设备，采用直接启动即可。

1.3提升泵房、风机房、消毒控制间等建构筑物内通风机和起重机等非工艺系统设备，由相应车间的动力配电箱配电[1]。

2污水处理工艺原理及流程简要介绍

2.1工艺选择

根据本项目产品情况，结合同类制药企业废水水质；选择：耦合氧化→深度水解→UNITANK工艺处理本工程废水；通过耦合氧化工艺的处理；废水中的抑制性物质被消除，大分子物质的结构被转化，废水的可生化性被改善，这为后续废水生化处理创造了有利的条件；通过深度水解工艺的处理，废水中的污染物达到较大幅度的降解，废水的可生化性得到进一步提高，再经过UNITANK工艺的处理，废水中的溶解性物质；COD、BOD、氨氮等污染因子被有效降解，出水水质达到污水厂接管要求。

制剂生产废水由泵输送或自流进入污水站提升井；由安装在井内的穿孔曝气管对废水进行混合，控制固物沉淀、堵塞水路。提升井废水由泵抽入调节池，经安装在调节池内的穿孔曝气管曝气均质后，由污水泵抽入脉冲电凝处理，脉冲电凝处理后出水进入Fenotn反应池，反应后的废水由污水抽入澄清滤器进行分离、过滤，澄清滤器出水自流进入集水池；集水池内废水由污水泵抽至深度水解池上部的ZJ型进水器，并通过安装在池内的布水装置，进入深度水解池底部进行厌氧、缺氧处理；废水中残留的大分子等有机物在厌氧状态下，分子结构发生改变、废水的可生化性得到进一步的改善和提高，为后续废水好氧处理，打下了坚实的基础；深度水解池出水自流进入UNITANK生化池，废水在UNITANK池内历经厌氧、缺氧、好氧等工况的处理，UNITANK池出水中的CODCr、BOD5等指标达到开发区污水处理厂接管要求、排入污水厂进行深度处理[2]。

3污水处理供配电系统工程案例

3.1电气设计

污水处理站供电电源由建设单位提供，本设计不另行考虑。供电电压为380V/220V。进线电缆敷设方式根据建设单位要求设计，造价不列入本项目投资范围。造价统计分界点为废水处理站控制柜进线电缆连接端子内。污水站内的外线采用电缆、管道或桥架敷设方式，控制室内采用电缆桥架布线。电源进站前设零线重复接地装置，用电设备外壳采取保护接地。

设备装机及使用功率：

①装机功率：62.75Kw；

②使用功率：38.55Kw；

③照明功率：1.00Kw。

3.2自控设计

本项目废水处理过程采用可编程序控制，可编程序存储控制器（PLC）根据废水处理的各个时段要求，按预先设置的程序、通过模拟量输入、输出控制各废水处理的运转、进水、出水及排泥过程。我院选用西门子微软处理技术生产的存储控制器（PLC）具有运行可靠、操作方便、维修简单等特点；而且在控制废水稳定运行、减少能耗、降低运行费用等方面起到了人工无法替代的作用。污泥脱水、清运，混凝配制等部分工作需操作人员完成[3]。

PLC控制器设有废水处理工况运行“模拟屏”和“声光报警装置”，操作人员从模拟屏上可直接掌握废水处理设备的运行状况，如某一设备出现故障信号灯立即显示，与此同时报警装置启动报警，这就避免了设备出现故障后因发现不及时造成的损坏，降低设备维修费用。

运行期间采用自动控制，水质调试、设备维护与检修期间则采取手动控制。

配置西门子GD-400C型触摸屏，64条任务信息，8条报警信息，所有动设备均能在触摸屏上修改运行时间。

柜体配置：元器件品牌选用施耐德产品；柜体配置通风装置；控制柜内部配置220VAC标准插座。端子单元能适应2.5mm2芯线的连接，端子排、电缆接头、电缆走线槽为阻燃型材料。

污水站内的所有动力设备配置现场按钮盒，按钮盒安装急停开关[4]。

3.3总图公用工程设计

3.3.1总图设计

(1)污水站总图将依据所提供的地形和处理工艺功能设计，功能区之间采用绿化分割，绿化种植由建设方统一设施。

(2)站区内道路、构筑物之间路面或局部路面硬化由本原设计，建设方设施，埋地污水管、电线管及排水管设置在绿化带旁，利于检修。

3.3.2高程设计

(1)控制构筑物间的高程，使各工艺段以及构筑物之间高程互相协调与适应，减少废水提升次数、节约能源。

(2)生化处理池为半地下式，调节池、Fenton池、污泥池设置在地下，构筑物埋深见高程及平面图。

3.3.3给排水设计

管坡：废水进水、排水、污泥管道坡度按5‰设计。

充满度：管径<DN150=0.5、管径>DN150=0.6。

废水加热采用镀锌钢管。脉冲厌氧反应器排泥管路设置双阀门控制，内阀为常开、外阀日常使用，外阀检修时或更换时，内阀关闭。电动或气动阀门均设置旁路及切换阀门，便于检修时人工操作，保证处理系统正常运行。建设方如有具体要求，按要求设计外，其余设计均按相关规范进行设计[4]。

3.4防雷和接地

低压配电装置设三级浪涌保护器以防止直击雷的袭击．第一级保护一般选用通过I类分级试验(10/350us波形)或具有较大通流容量的SPD，将绝大部分的雷电过电压的能量泄放大地，将过电压减小到一定的程度。第二级、第三级过电压保护器(浪涌保护器或防雷器)一般选用残压较低的SPD，将电源线路中剩余的雷电流泄放入大地，将过电压限制到用电设备能耐受的水平。在厂区较高建筑物屋面装设避雷带或避雷网。

为降低电气系统故障情况下的人体接触电压。建筑物做总等电位联结所有进出建筑物的各种金属管道、电缆保护管、电缆金属外皮及PE线等均采用镀锌扁钢或导线分别与等电位端子箱连接室外构筑物上所有正常不带电的设备金属外壳、金属构架等均采用镀锌扁钢就近与构筑物处的接地装置相连。本工程电气工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、计算机系统接地，共用一套接地系统。建筑物基础钢筋相联通作自然接地极，接地电阻不大于1欧。如接地电阻值达不到要求，则加装人工接地极。各建筑物电源进线PE线应重复接地。各建筑内做等电位联结功能设置，具体做法应满足图集《等电位联结安装》02D501-2及相关规范，本工程低压供配电采用TN-S接地系统。

3.5节能

本工程采用安全、环保、节能型电气产品，严禁使用淘汰产品。采用绿色照明及采用高效灯具和节能光源。按各功能分区的环境特点和使用要求，采用不同的高效灯具和节能光源。日光灯、高压钠灯使用高效镇流器，设就地补偿装置，功率因数不小于0.9。选用节能电气设备，如新型干式变压器、变频调速控制等。本工程采用低压消谐滤波柜，达到抑制谐波的目的。

3.6电缆敷设

在建筑物内采用电缆沟及电缆桥架敷设，当电缆穿管敷设时，要做到尽量暗敷，注意美观及便于工人行走。在厂区采用电缆沟、直埋及电缆桥架敷设。电缆从变配电室引出至室外，同一路径电缆少于6根时直埋敷设；电缆较多时沿电缆沟或电缆桥架敷设；构筑物外电缆明敷时均穿挠性防水金属管保护，构筑物内电缆、电线均穿管敷设。直埋敷设的电缆采用金属铠装，在电缆沟及桥架内敷设的电缆采用非铠装。电缆进出建(构)筑物处均穿保护管。为防止电缆火灾蔓延采取以下措施：在电缆沟必要部位设耐火隔墙和防火门；电缆刷防火涂料；电缆孔洞以耐火材料封堵等[5]。

结束语

总而言之，经过对工艺流程，认真合理选择供配电系统的结构方式，使设计工作在很多细节部分做得更加合理、可靠、可行。我们要不断摸索、总结、探讨，逐步找到适合污水处理厂供配电系统特点的设计方式，做好供配电工作，为污水处理达标并稳定可靠运行提供有力保证。

参考文献

[1]刘军.分析供电系统的问题和创新[J].电子工业，2012，（3）.

[2]韩小宝.污水处理厂与电能的关系[J].科技与发展，2013，（1）.

[3]李思平.如何使污水处理厂做到环保节能[J].工业建筑，2013，（6）.

[4]《供配电系统设计规范》，GB50052-2016.

[5]城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》CJJ120-2008.