污水处理厂提标扩建工程中常见设备问题分析及建议

0引言

珠海市某污水处理厂一期工程设计规模为3万m³/d,污水处理工艺采用鼓风曝气改良A²O氧化沟工艺,主要出水指标达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。工程项目在原有工艺基础上增加精密过滤池,新增生化池、二沉池、集配水井以及相应的污水处理设备,提标扩建后污水处理规模达到8万m³/d,提标后出水指标达到国家标准GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准及广东省地方标准DB 44/26—2001《水污染物排放限值》第二时段一级标准的较严者。污水处理工艺流程如图1所示。

1 常见设备问题

1.1 粗格栅

原厂内粗格栅为回转式粗格栅,使用中存在较多问题。

1)工艺运行人员反馈,其清渣效果较差。进水污水中的塑料袋、树叶、纸屑、纤维类等沾水后黏附性较强的垃圾会黏附在回转格栅机耙齿上,回转格栅机靠重力清扫耙齿的装置效果并不理想,垃圾会继续黏附在耙齿上并被带入格栅机后端,进水泵房由此积累大量垃圾,从而影响提升泵的稳定运行。

2)维修维护人员反馈格栅机故障率较高且维修较为烦琐。进水污水中大块木方、编织袋等垃圾会造成格栅机底部卡死,设备经常因为底部垃圾卡死导致保险销断裂、驱动链断链、牵引链脱出等问题,部分情况下还需停止进水并清池下井维修。此格栅机应用在设计时需考虑进水管网中的垃圾情况,如条件允许,应尽量选用钢绳式格栅机,此类格栅机前后由栅条隔离,垃圾无法从前端被带入后端,水下部分结构极其简单,仅为栅条且无转动部件,水下部分损坏可能性极低,仅维修水上部分不用停止进水即可完成。钢绳式格栅机一般采用卷筒起吊钢丝绳,需使用韧性更好的316钢丝绳。

污水处理厂的输送机基本可分为皮带输送、螺旋输送两种,原厂内粗格栅配备螺旋输送机,具有密闭性好、垃圾清理较为彻底的优点,观感较好,但并不适合大块垃圾较多的粗格栅位置,如在污水中捞出的编织袋等大块垃圾就经常将螺旋卡死。为保障设备的稳定运行,粗格栅配套的输送机选型时建议选择皮带输送的方式。

1.2 提升泵

提升泵房新增3台提升泵,原设计要求提升泵功率为75 kW,实际到货安装为55 kW,不能满足使用要求。每年11月至次年5月为枯水期,厂内进水量较少,按照以往经验,泵房进水液位需控制在2 m以上(保护水泵,避免液位过低而烧泵),此液位下的正常需求水量由2台功率75 kW、流量2 900 m³/h(每台流量1 450 m³/h)的提升泵提供,但是目前2台55 kW 的水泵只能满足2500 m³/h(每台流量1 250 m³/h),造成400 m³/h的水无法进行处理,多开一台泵会导致液位过低,水泵报警。建议在下次技术改造中,将其中一台水泵更换为37.5 kW的功率,并安装变频器,方便水量在小范围内调节,同时达到节能的目的。

1.3 细格栅

提标扩建后水量从3万t/d增加到8万t/d,垃圾量增加2倍多,但是细格栅仍沿用旧式的耙式细格栅,垃圾过滤量严重不足,很多垃圾直接进入后续的工艺中。在紫外线前端增加了18 mm孔径的精密过滤器,导致精密过滤器进水含有较大颗粒,对精密过滤器造成巨大压力,经常报警堵塞。在前期设计选型时未充分考虑到原有设备的性能参数对后续工艺的影响,后期将细格栅更换成3 mm孔径的内进流细格栅,确保后续工艺设备正常运行,保证SS的达标。

1.4 鼓风机

现厂内鼓风机为磁悬浮鼓风机,其相较单机离心式鼓风机效率更高、维护维修较少,但磁悬浮与空气悬浮问题相似,其叶轮严禁反转,一般会在鼓风机出口管道安装一个止回阀防止出口空气逆流导致叶轮反转。止回阀一般选用双瓣式止回阀,实际应用中经常因阀瓣弹簧失效出现无法止回现象。现厂内鼓风机止回阀后端加装了一台手动阀门,其操作烦琐且速度较慢,为保险起见,空气悬浮、磁悬浮风机需在出口位置加装电动阀门,其信号集成在鼓风机控制系统内,与鼓风机的启动、停止进行联动。

新增鼓风机没有根据设计推荐采购进口品牌,鼓风机转速高,对设备的质量要求较高,非知名品牌会影响后续的使用寿命及维护成本;且现在鼓风机噪声很大,存在厂界噪声超标及职业健康危害的风险。后续可对鼓风机做消音处理,增加隔音罩,鼓风机房内壁铺设吸音棉,做好密封处理^[1]。

1.5 水下设备

二期生化池水下推流器、搅拌器、内回流泵的起 吊装置摇把处于护栏外,需要贴近护栏摇起,无法用力摇动且存在安全隐患。使用至今,部分链条已经断裂,且在维保检查中发现有推流器导杆未安装到位。供货商在主设备的配件上存在偷工减料的行为,也存在安装人员不专业,没有考虑实际使用场景的情况。后续厂内通过技术改造,自行对以上问题进行整改。

1.6 精密过滤器

因广东地区有雨季及台风天气,每逢大雨大风天气,精密过滤池内会进入大型颗粒型垃圾,导致过滤网及冲洗喷头堵塞,建议在安装精密过滤器的时候进行加盖密封。精密过滤器的控制柜中含有PLC、通信模块等元器件,雨水易通过散热通风口进入,对元器件造成损坏。建议将控制柜安装在距离精密过滤器较近的室内构筑物中,或做好防风防雨处理。

1.7 脱水机

脱水机房污泥螺旋输送机功率偏小,漏泥严重,设计时没有考虑到污泥运输量,目前只能处理单台一半的额定值。干泥泵的功率及大小尺寸要与现场一期的土建安装位置相符合对应,实际干泥泵安装位置过小,导致维修空间严重不足。后续的技术改造过程中,需选用功率及尺寸合适的干泥泵,同时增加破桥装置,防止脱水机的出泥堵塞在干泥泵的进料口。

卧螺式脱水机出现最频繁的问题为干泥泵入口搭桥导致设备停机,解决方式多为加装破桥装置,但在实际使用中,效果一般,因为搭桥本身并无报警,设备在搭桥后几分钟便会将泥堵至脱水机出口,直至转鼓电机过载才会报警停机,此时进行修复较为耗时。后期可设置专门的破桥报警,在料斗顶部设置物料探头实现搭桥报警,从而在设备堵塞前及时停机^[2]。

脱水机房设计需考虑拆卸外运问题,原设计吊机无法把设备吊装至车辆装卸位置,后期需采取扩宽大门、加强地面等办法保证车辆可停至起吊位置。

1.8 加药装置

PAM加药系统采用隔膜泵,由于PAM中有大量的絮状物,浓度过高,运行过程中隔膜泵经常出现絮状物磨破隔膜现象;PAM浓度过高加上隔膜泵振动过大,药剂的输送管道也经常断裂漏药,严重影响生产。对此,建议PAM加药泵选用螺杆泵。现场仅两台 PAC加药泵,无备用,如故障后维修速度太慢,将影响二期的生产运行,故需要安装备用加药泵。

1.9中水系统

中水系统为恒压供水系统,中水泵选用多级离心式的管道泵,此类泵最大优点为扬程高,但严禁空转干磨及砂石磨损。其引水位置设置较为重要,原中水系统引水位置在出水的落水口位置,落水翻滚剧烈,水花较大,大量空气被吸入管内,且引水管径较小(中水系统3台泵,额定总流量150 m³/h,入口管径为DN100钢管,按1.2 m/s算其过水流量为34 m³/h),中水系统经常因抽到空气过多导致空转干磨,3台水泵投运仅10天就因机械密封破裂、主轴磨损而报废,设计在采用此类泵时需考虑进水是否水流稳定且充足。

1.10自控装置

遇到雷雨天气,PLC控制柜的电源防雷器损坏,工业交换机损坏,导致设备故障,中控室无法接收信号,无法远程控制。经深入检查,厂内各个设备的控制柜的防雷器品牌质量参差不齐,且部分选型不符合要求,工业交换机均未做防雷保护。污水厂区周围较为空旷,面积大,易遭受雷电危害,且污水厂控制系统大多是工作电压低的电子仪表设备,承受雷击的能力较弱,雷电对设备的安全运行存在严重的威胁,需要请专业的防雷机构做系统的排查并进行防雷改造。

2经验总结及建议

2.1 设计选型

很多设计人员很少接触(没有条件)与关注(自己不重视)建设及后期运行,而在设计中仅以假定设计条件为基础,依据规范来进行设计计算,忽略了很多实际因素,造成了设备选型不当,无法满足使用要求的情况,出现这样或那样的问题几乎是必然的。这就需要使用单位严审设计文件及安装图纸,结合使用实际,核对设备的使用参数是否能够满足要求,争取在设计阶段切断问题的源头^[3]。

使用单位在审核设计文件时,首先应确保采购的设备能满足或优于设计工艺要求;其次应选择在国内有较多成功运行工程案例的设备,特别是一些工作环境恶劣、需要长期运行、对污水厂能否正常运转以及运行费用影响重大的重要设备、关键的工艺设备一定要选择质量可靠、运行稳定、检修方便的知 名品牌;最后要重视配套的电气控制设备的选用,根据经验去判断其性能与特点是否满足使用要求,以保证设备安全可靠运行^[4]。

2.2采购验收

总包项 目的设备采购由承包商来完成,总包方在同招标代理编写标书时,根据设计文件要求给出的设备主要参数明确,但在设备的配套设施及电气元器件上没有进行明确要求,会造成设备大问题没有、小问题不断的情况,如电控柜的防雷器使用质量较差的品牌,导致其遇到雷雨天气发生损坏。使用单位在审核标书时,应尽可能细化设备的技术要求,如进一步明确设备的主要参数、标准件的品牌型号、设备材质、备品备件清单等,以免在后续安装及使用过程中产生不必要的纷争。

在验收环节,使用单位应根据合同条款及采购技术要求与供应商代表一起开箱验收,如有补充合同的,一并验收。应重点验收现场实物的名称、型号及规格与合同清单是否一致,关键技术参数是否能达到要求,如有必要,应对相关配件的材质进行抽检,由第三方检测。最后,应对设备的使用操作说明、保养手册、相关检测报告等台账进行验收。对于不符合验收条件的应立即终止验收,并要求供应商按合同规定进行整改,直至验收合格才可签名确认验收合格。

2.3 安装施工

不管是总包方、第三方监理还是供货商,都缺少对安装施工的监管,也缺少对安装质量的重视。使用单位应要求总包方加强对安装施工的监管力度,令其制定详细的监管措施,并对措施的落实情况进行考核。使用单位是设备的实际使用方,了解实际使用情况,能够判断安装方式是否便于后续的操作、维修维护,是否会对原项目的设备造成不良影响。所以,在一些主要设备的安装过程中,使用单位应及时跟进安装情况,有需要改造的及时通知供货商改造^[5]。

3 结束语

污水处理系统由构筑物与设备组成,设备问题对工程质量与后期运行有着重要影响,稳定可靠的设备是保证运行效果的必要条件。提标及扩建工作人员要花费更多的精力,严格把控各个环节,才能避免后期的大量设备改造工作,使提标后的污水厂在设备状态良好、操作维护方便的前提下安全有效地完成污水处理工作。

[参考文献]

[1]王惠聪.污水处理厂机械设备的安装与维护管理研究[J].科技创新与应用,2019(8):187-188.

[2] 陈桂霞.某大型污水处理厂工程提标及扩建工程的设计体会[J].资源节约与环保,2015(3):100.

[3]杨业玲,王阿华.城镇污水处理厂提标建设技术路线及相关问题探讨[J].城乡建设,2010(6):51-52.

[4] 闪红光.环境保护设备选用手册:水处理设备[M].北京:化学工业出版社,2004.

[5]杨夫臣,赵雪梅.生活污水处理厂设备安装与维护[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(1):315-316.

2024年第18期第8篇