非金屬鏈條式刮泥機(jī)在污水廠的應(yīng)用

冷 奇，蔡曉璇

（廣州市污水治理有限責(zé)任公司瀝滘污水處理廠，廣東廣州 510290）

廣州市瀝滘污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模30萬(wàn)m3/d，污水處理采用改良A/A/O生化池+周進(jìn)周出矩形二沉池工藝，共布設(shè)20格矩形沉淀池（56 m×11 m×4.6 m），每格安裝1套縱向非金屬鏈條式刮泥機(jī)。自2010年投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，二沉池設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

非金屬鏈條式刮泥機(jī)是用于矩形沉淀池的一種水處理設(shè)備，近幾年來(lái)在水處理行業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用[1]。該設(shè)備主要由刮泥板、鏈條、鏈輪和驅(qū)動(dòng)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)輸出扭矩經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈和鏈輪傳送到刮泥機(jī)主軸，主軸鏈輪驅(qū)動(dòng)鋪設(shè)于沉淀池兩側(cè)的鏈條做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刮泥板兩端分別安裝在兩側(cè)的鏈條上，由從動(dòng)輪及導(dǎo)軌支撐，去程于池底刮泥，回程于池面撇渣。刮泥機(jī)安裝后沉淀池現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖1。

污水廠采用的非金屬鏈條式刮泥機(jī)具有以下特點(diǎn)：

圖1 二沉池實(shí)景圖Fig.1 Scene Photo of Secondary Sedimentation Tank

（1）主要零部件采用非金屬材料制造，耐腐蝕、質(zhì)量小；所有非金屬零部件達(dá)到金屬材料同等級(jí)的機(jī)械性能，穩(wěn)固耐用。牽引鏈條由玻璃纖維增強(qiáng)熱塑聚酯制造，具有抗腐蝕，耐磨損及抗收縮特質(zhì)，最小破斷拉力為3 402 kgf，在運(yùn)作的負(fù)載下延伸率小于0.5%。刮泥板采用玻璃纖維加強(qiáng)的間苯二甲基聚酯樹(shù)脂材料制造，允許撓度不大于1/1 000。鏈輪由鑄尼龍6一體化澆鑄而成，洛氏硬度不低于R115，性能表現(xiàn)長(zhǎng)期可靠。主軸采用高強(qiáng)度玻璃纖維加強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂制造的非金屬伸縮管，以45°雙向纏繞，具有高強(qiáng)度耐腐蝕的功能和足夠的抗彎、抗扭強(qiáng)度。

（2）縱向池刮泥板間隔3 m，刮泥板數(shù)量多，單個(gè)刮泥板的實(shí)際負(fù)荷??；刮泥板每天24 h連續(xù)刮動(dòng)收集，排泥均勻、穩(wěn)定性高，排泥濃度較高，效率也相對(duì)較高。傳統(tǒng)虹吸排泥機(jī)排泥時(shí)，設(shè)計(jì)的行走速度為1.2 m/min[2]。瀝滘污水廠采用非金屬刮泥機(jī)的刮泥板行走速度為0.3 m/min，速度遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的虹吸排泥機(jī)，且刮泥板的高度遠(yuǎn)小于水深，故刮泥機(jī)在排泥過(guò)程中基本不會(huì)擾動(dòng)池底水流及攪起污泥從而影響二沉池出水水質(zhì)。同側(cè)進(jìn)出水沉淀池池底的污泥量大致沿進(jìn)水渠進(jìn)水方向前端多、后端少，刮泥板從泥量少的一端刮向多的一端，進(jìn)一步減少水流擾動(dòng)影響，使二沉池出水中懸浮物的含量保持最低。刮泥板貼近池底于泥層底部行走，不會(huì)干擾上方污泥的沉淀；刮泥板前端帶凸緣，保證底層污泥的去除，而底層的污泥已經(jīng)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的擠壓沉淀，故可實(shí)現(xiàn)高濃度的排泥，節(jié)省污泥回流及污泥處理等方面的能耗[3]。

（3）鏈條和刮泥板具備合理的定位導(dǎo)向裝置。刮泥機(jī)兩側(cè)的鏈輪安裝在同一軸上，兩側(cè)牽引鏈保持同步移動(dòng)，避免因差速造成刮泥板剪切破壞。刮泥板上、下側(cè)均安裝帶擋板的耐磨靴，耐磨靴正反面可調(diào)換使用，從而增加使用壽命。設(shè)備運(yùn)行刮泥時(shí)刮泥板下側(cè)的耐磨靴與池底導(dǎo)軌接觸，回程時(shí)刮泥板上側(cè)的耐磨靴與托架導(dǎo)軌接觸，刮泥板通過(guò)耐磨靴的擋板與導(dǎo)軌的側(cè)面接觸來(lái)導(dǎo)向限位，防止行走中左右擺動(dòng)碰撞池壁，損壞板質(zhì)增大運(yùn)行阻力。運(yùn)行中牽引鏈條緊扣4條鏈輪，不易脫鏈斷鏈，而某些廠家采用缺口狀鏈條設(shè)計(jì)，鏈條在惰輪線軸滑動(dòng)時(shí)易從鏈輪跳出。

（4）刮泥機(jī)不具備排泥裝置，需與吸泥管聯(lián)合工作排除池底污泥。每格沉淀池裝備7條帶污泥控制套筒閥的吸泥管，吸泥管安裝在刮泥板運(yùn)行的垂直方向上，帶排泥孔的穿孔板鋪設(shè)于預(yù)埋的吸泥管上，利用靜水壓將污泥排出池外。二沉池采用非金屬鏈條式刮泥機(jī)與吸泥管聯(lián)合工作，只需調(diào)節(jié)出泥控制套筒閥就可控制池內(nèi)泥面高度，操作簡(jiǎn)單、管理方便。工程實(shí)例表明，采用鏈條式刮泥機(jī)的二沉池在運(yùn)行管理、沉淀及排泥效率上都優(yōu)于采用吸泥機(jī)的二沉池[4]。

（5）非金屬鏈條式刮泥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性高。設(shè)備幾乎不需要維修，主要維護(hù)工作為磨耗零件的更換，當(dāng)發(fā)生事故鏈條斷損時(shí)，更換鏈帶組件即可修復(fù)。刮泥機(jī)潛水部件全部用高強(qiáng)度抗腐蝕材料制造，滾、滑動(dòng)部件使用整體式自潤(rùn)滑材料制造，而帶電部件、用油潤(rùn)滑部分均在水面以上，安全性較高。設(shè)備具有機(jī)械過(guò)負(fù)荷和電氣雙重保護(hù)功能。當(dāng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)鏈輪上的剪斷銷發(fā)生斷裂然后與鏈輪脫開(kāi)，驅(qū)動(dòng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)并在變速裝置主軸上打滑，牽引鏈條隨之停止運(yùn)行，與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)輪推動(dòng)限位開(kāi)關(guān)切斷動(dòng)力電源并報(bào)警。

2 運(yùn)行效果

污水廠非金屬鏈條式刮泥機(jī)已運(yùn)行三年，在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有擾亂水流及攪起污泥現(xiàn)象；放空檢查時(shí)，池底刮泥干凈平整，沒(méi)有淤積及漏刮現(xiàn)象。二沉池長(zhǎng)期運(yùn)行以來(lái)出水SS均在20 mg/L以下，回流污泥濃度一般在12 g/L以上，各指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)Tab.1 Design Parameter of Secondary Sedimentation Tank

以近期運(yùn)行狀況分析，污水廠2013年二期二沉池進(jìn)出水水質(zhì)如表2所示。

實(shí)際運(yùn)行中2013年3月～7月間二沉池每日進(jìn)水水質(zhì)MLSS在3 235～7 595 mg/L變化；出水水質(zhì)SS 在 5～13 mg/L 變化；排泥濃度在 7.34～18.25 g/L變化。從以上數(shù)據(jù)來(lái)看，進(jìn)水水質(zhì)MLSS明顯高于設(shè)計(jì)值，二沉池長(zhǎng)期在高負(fù)荷條件下運(yùn)行，但污水處理效果仍然良好。出水水質(zhì)SS一般在10 mg/L以下，排泥濃度一般在12 g/L以上。

表2 二沉池實(shí)際工藝參數(shù)Tab.2 Running Parameter of Secondary Sedimentation Tank

刮泥機(jī)2012年維修情況見(jiàn)表3。從日常維修內(nèi)容來(lái)看，污水廠非金屬鏈條式刮泥機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性較高，一方面，故障種類較少且無(wú)嚴(yán)重故障發(fā)生，另一方面，維修次數(shù)少，并且維修難度低。維修次數(shù)最多的是更換剪力銷這種保護(hù)性耗件，平均一個(gè)月不到一次，其他元件的損耗率極低?？傮w來(lái)說(shuō)，非金屬鏈條式刮泥機(jī)故障率低，維修成本低，運(yùn)行安全穩(wěn)定。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明在正確規(guī)范的操作和維護(hù)下，該設(shè)備能保持較好的運(yùn)行狀態(tài)和較長(zhǎng)的使用壽命。

3 結(jié)論

瀝滘污水處理廠的工程實(shí)例證明，非金屬鏈條式刮泥機(jī)是一種穩(wěn)定、高效、低能耗的水處理設(shè)備，它適用于矩形二沉池等設(shè)施的刮泥排泥，值得各污水廠在設(shè)備選型時(shí)因地制宜優(yōu)先考慮。

表3 2012年二期刮泥機(jī)維修情況Tab.3 Maintanance of Mud Scraper of PhaseⅡin 2012

［1］包衛(wèi)彬,黃居森,羅洪波,等.非金屬鏈板刮泥機(jī)結(jié)構(gòu)原理與技術(shù)探討[J].給水排水,2010,36(5):101-102.

［2］徐云國(guó).水下刮泥機(jī)在城門水廠的應(yīng)用探討[J].給水排水,2008,34(7):102-104.

［3］朱寅春,閻小玲,王晏,等.往復(fù)式底部刮泥機(jī)在矩形沉淀池中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].凈水技術(shù),2012,31(5):67-70.

［4］任周鳴.從運(yùn)行實(shí)踐角度探討二沉池設(shè)計(jì)上的相關(guān)問(wèn)題[C].全國(guó)給水排水技術(shù)信息網(wǎng)成立四十周年暨2012年年會(huì)論文集,2012:125-128.