2026年污水处理厂曝气系统故障应急演练方案

2026年污水处理厂曝气系统故障应急演练方案一、演练目的2026年3月，本厂将完成提标改造，新增三条MBBR线，曝气系统由“罗茨鼓风机+微孔曝气盘”升级为“磁悬浮鼓风机+可提升式微孔管”，控制逻辑由DO单闭环改为“氨氮-DO-风量”三闭环。新系统复杂度高、耦合度大，一旦故障，可在15分钟内造成生物池DO骤降、硝化菌活性抑制、出水氨氮超标。本次演练以“真实故障、真实响应、真实恢复”为原则，通过全要素、全岗位、全介质模拟，验证应急预案的可行性，锻炼运行、检修、化验、调度、安保、后勤六条线的协同能力，固化“三分钟确认、五分钟隔离、十五分钟抢修、三十分钟恢复”的硬指标，确保在2026年汛期高负荷到来前，形成一套可复制、可推广、可考核的曝气系统故障应急处置标准作业包。二、演练情景设定1.故障类型：2号磁悬浮鼓风机突发“IGBT过温+喘振”联锁停机，备用1号风机自启失败，全厂瞬时风量由45000m³/h跌至18000m³/h，生物池DO从3.2mg/L跌至0.8mg/L，出水在线氨氮15分钟升高至6.5mg/L（限值5mg/L）。2.触发条件：风机房温度38℃，冷却水压力0.18MPa（低于0.2MPa保护值），风机喘振持续6s，PLC判定为“不可自恢复故障”。3.叠加风险：当日进水COD520mg/L、TN65mg/L，较设计值高20%，碳源投加系统正在检修，无法紧急投加甲醇；同时，5km外市政管网进行雨污混错接改造，存在上游雨污溢流冲击可能。4.演练时长：全程90分钟，其中故障发生0min，应急响应3min，现场处置30min，系统恢复45min，评估总结12min。三、组织机构与职责1.演练指挥部总指挥：生产副总经理（具备注册环保工程师、注册安全工程师双证）副总指挥：设备总监、运行总监职责：启动Ⅲ级应急响应，对外信息报送，统筹资源调配，决定减产、停产、溢流闸开启等重大节点。2.专业处置组2.1运行控制组（7人）组长：中控室主任任务：DO趋势预判、风量再分配、进水减量、碳源应急投加、污泥回流比调整、出水闸阀联控。2.2设备抢修组（8人）组长：机械维修车间主任任务：风机本体故障排查、IGBT拆换、冷却水系统反冲洗、喘振阀复位、备用风机启机测试。2.3仪表保障组（4人）组长：仪表工程师任务：DO、氨氮、风量、压力在线仪表校核，假信号屏蔽，备用传感器热插拔，数据链路至市生态环境局上传不中断。2.4水质快检组（3人）组长：化验室班长任务：生物池前端、末端、出水口三点采样，5分钟出DO、氨氮、COD、SV30，15分钟出硝化速率，为运行组提供调整依据。2.5安全警戒组（5人）组长：安保队长任务：风机房拉设30m隔离区，配发正压式呼吸器，设置防爆风机强制通风，杜绝火源，记录进出人员、工器具。2.6后勤联络组（3人）组长：行政主管任务：应急物资搬运（IGBT模块、冷却水软管、曝气链备件）、盒饭、饮用水、应急车辆调度、对外舆情监测。四、应急物资与装备清单1.关键备件：磁悬浮鼓风机IGBT模块2块、喘振阀膜片4套、冷却水过滤器滤芯6只、可提升式微孔管10根、曝气链卡箍20套。2.工器具：防爆电动扳手2把、防爆手电4支、红外测温枪2把、超声波流量计1套、fluke示波器1台、备用DO仪2台、氨氮快速测定仪1台。3.防护装备：正压式呼吸器6套、防化服6套、防爆对讲机10部、应急照明灯4盏、警示带2卷、急救箱2套。4.应急药剂：甲醇500L（吨桶）、乙酸钠200kg、PAC1t、次氯酸钠0.5t，全部贴有二维码，扫码可知MSDS。五、演练流程与时间节点（一）前期准备阶段（T-30min）1.中控室提前将2号风机冷却水手动阀关至70%，模拟冷却水不足。2.仪表工程师在PLC侧植入“喘振信号”，设定触发阈值6s。3.运行组提前通知进水泵站降频至80%，预留冲击余量。4.安全组对风机房进行可燃气体检测，确保＜1%LEL。（二）故障发生（T0）1.2号风机HMI弹出“IGBT过温+喘振”报警，风机自由停车，风量骤降。2.中控室声光报警，值班长立即电话汇报总指挥，同时按下“应急演练”红色按钮，广播系统播报：“曝气系统故障应急演练启动，非演练人员请撤离至安全区域。”（三）信息确认与初判（T0+3min）1.运行组：①确认生物池DO曲线斜率-0.16mg/L·min；②确认进水在线流量计450L/s，无突变；③确认出水氨氮曲线拐点上升。2.设备组：①就地检查2号风机控制柜，IGBT温度灯红；②确认冷却水压力0.18MPa；③确认1号风机自启失败原因为“冷却水电磁阀未得电”。3.总指挥宣布启动Ⅲ级响应，各组按预案就位。（四）应急调控（T0+5min）1.运行组：①立即关闭2号风机出口电动蝶阀，防止倒灌；②将进水泵站瞬时流量由450L/s降至300L/s，减少25%；③开启4号、6号水下推流器，提高氧传质效率；④启动碳源应急投加泵，甲醇投加量由0调至80L/h，补充反硝化碳源，减轻氨氮冲击。2.水质快检组：①在生物池首端、末端、出水口采样，快速检测DO、氨氮；②出具数据：末端DO0.9mg/L、氨氮6.5mg/L，预测30min后氨氮将升至9mg/L。3.设备组：①手动开启1号风机冷却水电磁阀，确认压力升至0.25MPa；②复位1号风机PLC，执行“一键启机”流程，30s后1号风机加载至60Hz，风量升至22000m³/h；③开启生物池中段应急曝气旁路，将1号风机30%风量引入中段，减缓DO下滑。（五）现场抢修（T0+15min）1.设备组：①断电挂牌，拆下2号风机IGBT模块，测温硅脂干结，更换新品；②对冷却水过滤器进行反冲洗，排出黑色絮状物约0.5L；③拆检喘振阀，发现膜片老化裂纹，更换新品；④清理风机蜗壳内积尘，恢复动平衡。2.仪表组：①对风机出口风量、压力、温度传感器进行校核，误差＜1%；②将备用DO仪探头插入生物池末端，与在线DO比对，偏差0.1mg/L，确认可信。3.安全组：①每10min检测一次风机房可燃气体，保持＜1%LEL；②记录进出人员8人次、工器具16件，无遗失。（六）系统恢复（T0+45min）1.设备组：①完成2号风机组装，绝缘测试＞500MΩ；②送电，执行“空载试运行”5min，轴承温升＜5℃，无异常振动；③逐步加载至50Hz，风量升至23000m³/h，与1号风机并联，总风量恢复至45000m³/h。2.运行组：①将进水流量由300L/s阶梯提升至400L/s，最终恢复至450L/s；②逐步下调甲醇投加量至40L/h，观察反硝化速率；③停水下推流器2台，保留2台，节能降耗。3.水质快检组：①出水氨氮降至4.8mg/L，DO升至3.0mg/L，硝化速率恢复至8mgNH₃-N/gMLSS·h；②出具“水质恢复确认单”，交总指挥签字。（七）演练评估（T0+78min）1.各组提交“应急处置卡”，记录关键节点时间、人员、数据。2.指挥部组织桌面推演复盘，对照“三分钟确认、五分钟隔离、十五分钟抢修、三十分钟恢复”硬指标，逐条打分。3.发现3项短板：①冷却水电磁阀未纳入周巡检，导致备用风机自启失败；②甲醇应急泵启动需人工旋开出口阀，耗时2min；③风机房未安装防爆轴流风机，油气聚集风险高。4.形成整改清单，责任人、完成时间、验证方式全部录入ERP系统，限时7天闭环。六、技术要点与操作细节1.DO骤降预判模型采用“前馈+反馈”算法：前馈以进水氨氮负荷为变量，反馈以DO偏差为变量，提前3min输出风量需求。演练中，模型计算需风量42000m³/h，实际仅18000m³/h，触发“低DO预警”，为运行组提供决策依据。2.磁悬浮风机IGBT热插拔拆除前先对直流母线放电至＜5V，使用带吸盘的提拉器垂直拔出，避免磕碰陶瓷基板；新模块涂抹0.2mm导热硅脂，紧固扭矩1.8N·m，对角线顺序锁紧。3.可提升式微孔管应急替换水下作业使用“Ω”型快拆吊架，人工摇柄30s可提升1m，无需排空生物池；新管采用EPDM+硅胶复合膜，打孔Ø1mm×8000个/m，氧转移效率α=0.45，较旧管提升12%。4.甲醇应急投加量计算按CN比4:1补加，氨氮超标6.5→5mg/L，需去除1.5mg/L，水量4万m³/d，需甲醇=1.5×4×4×0.15=3.6kg/h，取安全系数1.5，投加量5.4kg/h，折合80L/h（密度0.79g/mL）。5.防爆通风设计风机房设置两台防爆轴流风机，风量3000m³/h·台，换气次数12次/h，确保油气浓度＜25%LEL，满足GB50058-2014要求。七、考核评分细则1.时间指标（40分）三分钟确认8分、五分钟隔离8分、十五分钟抢修12分、三十分钟恢复12分，每超时1min扣1分，扣完为止。2.水质指标（30分）出水氨氮峰值＜7mg/L得10分，＜6mg/L得20分，最终恢复＜5mg/L得30分；每超标0.1mg/L扣1分。3.安全指标（20分）未发生人身伤害、火警、爆炸得20分；出现一次未佩戴防护用品扣5分，出现火源扣20分。4.协同指标（10分）各组信息传递流畅、记录完整、指令无重复、无冲突得10分；每出现一次指令冲突扣2分。八、培训与宣贯1.演练前一周，组织三次夜校培训：①磁悬浮风机结构与故障树；②DO-氨氮联动控制逻辑；③正压式呼吸器穿戴比武。2.制作“曝气故障一张图