WXFJ型旋轉(zhuǎn)固液分離機(jī)在百樂克工藝中的應(yīng)用及改進(jìn)

戈廣源

（唐山中通環(huán)保機(jī)械有限公司，河北 唐山063020）

1 引言

市政污水是城市發(fā)展中的產(chǎn)物，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，其產(chǎn)生量不斷增大，污染日益嚴(yán)重[1]。環(huán)境治理問題，特別是城市生活污水的處理已嚴(yán)重制約了我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。我國的污水處理始于20世紀(jì)70年代，至2010年底我國縣級及以上城市全部建成了污水處理廠。典型的城市污水處理工藝流程主要包括機(jī)械處理、生化處理、污泥處理等。當(dāng)前常用的污水處理工藝有AB 法、SBR 法、氧化溝法、普通曝氣法、膜分離法等[2]。百樂克工藝就是生化處理的一種。

2 百樂克工藝簡介

BIOLAK 技術(shù)是由德國馮·諾頓西公司于20世紀(jì)70年代研究成功的一種新型污水處理技術(shù)，并在1983年實際投入運(yùn)行。我國于1999年在山東招遠(yuǎn)污水處理廠開始采用此工藝處理生活污水。該工藝的獨(dú)特之處在于采用低負(fù)荷活性污泥工藝，通過一種移動式曝氣鏈制造出一種波浪式的混合氧化效果，從而創(chuàng)造出各類特種微生物的良好生長環(huán)境，對氮、磷有較好的去除率。相較于其他傳統(tǒng)工藝，它具有投資少、日常維護(hù)簡單、占地面積小和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在小型市政污水處理廠逐步得到推廣。

百樂克工藝常見流程：進(jìn)水→粗格柵→轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵→除磷池兼水解酸化池→懸擺鏈曝氣池（多級A/O 功能）→澄清池→穩(wěn)定池→清水池→外排水。

轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵是百樂克工藝中的主要設(shè)備，由于該工藝中沒有沉砂池，轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵除了截留細(xì)小懸浮物，保護(hù)后續(xù)的懸擺鏈曝氣器微孔不至堵塞外，還有將水中1mm 以上粒徑的砂子截留的作用。

3 德國轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵與唐山某機(jī)械有限公司同類設(shè)備的比較

3.1 德國生產(chǎn)的轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵

由德國設(shè)計、采用百樂克工藝的污水處理廠中在我國都只提供一種規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵，即：處理量1 萬噸/天·臺，轉(zhuǎn)鼓直徑900mm，轉(zhuǎn)鼓長度2.0m，柵條間隙1.0mm。網(wǎng)筒內(nèi)帶沖洗裝置，靠刮板清理過濾網(wǎng)筒上的截留物。

3.2 唐山某機(jī)械有限公司生產(chǎn)的WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)

3.2.1 開發(fā)背景

WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)開發(fā)于2004年底。當(dāng)時是應(yīng)河北省一家專業(yè)環(huán)保工程公司的要求，國產(chǎn)化百樂克工藝中的轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵用于替代德國進(jìn)口設(shè)備。2005年首先將2臺WXFJ-900 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)（處理量1萬噸/天.臺，轉(zhuǎn)鼓直徑900mm，轉(zhuǎn)鼓長度2.0m，柵條間隙1.0mm）應(yīng)用于河北省承德縣污水處理廠。2005年下半年，根據(jù)河北省安新縣污水處理廠的進(jìn)水除了小部分為生活污水外，其余大部分都是羽絨廢水的特點(diǎn)，基于此，又開發(fā)了柵條間隙0.5mm，處理量1 萬噸/天. 臺的WXFJ-1200 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，并在原來結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。在沒有轉(zhuǎn)刷只有刮板時，由于刮板與圓形滾筒接觸面不可避免地留有縫隙，會導(dǎo)致一部分羽絨毛通過上面的縫隙又回到水中，加大了后續(xù)工序的處理負(fù)荷，并導(dǎo)致懸擺鏈曝氣池水面漂浮這些絨毛，一部分也進(jìn)入了曝氣管微孔中。在增加轉(zhuǎn)刷結(jié)構(gòu)后該設(shè)備對細(xì)小、柔軟的羽絨毛的清理效果變得非常理想。

3.2.2 WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

該型設(shè)備由過濾網(wǎng)筒、箱體、驅(qū)動裝置、除渣裝置、除污轉(zhuǎn)刷裝置、過濾網(wǎng)筒擋板等組成。污水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入箱體后在水流的沖擊下懸浮物附著在旋轉(zhuǎn)的過濾網(wǎng)筒上，截留物通過轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)刷下面的刮板清理后與網(wǎng)筒分離，落入地面、配套的集渣斗或輸送柵渣的設(shè)備中。過濾后的污水從網(wǎng)筒下部的排水管流入設(shè)備基礎(chǔ)中，并通過排水渠進(jìn)入下道處理工序。

3.2.3 WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)規(guī)格型號及技術(shù)參數(shù)

第一，主要技術(shù)參數(shù)（表1）。

表1 WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)技術(shù)參數(shù)

表2 處理量表

圖1

第二，處理量表（設(shè)計選型參考，表2）。

第三，設(shè)備外形示意圖及土建基礎(chǔ)圖（圖1）。

4 WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)的改進(jìn)措施

4.1 增加清污轉(zhuǎn)刷

2005年在安新縣污水處理廠一期項目中，由于70%的水是羽絨廢水，為了截留水中的絨毛采用了0.5mm 的柵條間隙，而不是常規(guī)的1.0mm 的柵條間隙。實際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的絨毛懸浮物都能夠通過過濾網(wǎng)筒進(jìn)行截留，但過了一段時間后發(fā)現(xiàn)水解酸化池水面懸浮的絨毛越來越多。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，被過濾網(wǎng)筒截留的絨毛，在通過卸渣刮板時由于刮板與圓形過濾網(wǎng)筒的接觸面多少有些縫隙存在，導(dǎo)致被截留的一小部分絨毛沒有被刮板完全清除，沾留在網(wǎng)筒上的絨毛旋轉(zhuǎn)到網(wǎng)筒底部后被從底部排出的水沖落到出水溝渠中，并隨著出水流入到水解酸化池。為了更方便于被截留的毛發(fā)、纖維等細(xì)小懸浮物的清理，決定在清污刮板的上方增加轉(zhuǎn)刷裝置。該轉(zhuǎn)刷裝置由轉(zhuǎn)刷減速機(jī)、傳動軸和安裝在傳動軸上的圓形尼龍刷子組成。被截留的柵渣先通過轉(zhuǎn)刷與過濾網(wǎng)筒分離，然后再經(jīng)過轉(zhuǎn)刷下面的刮板徹底與過濾網(wǎng)筒剝離。增加轉(zhuǎn)刷裝置后的WXFJ-1200 旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)清除絨毛的效果明顯改善，解決了以前發(fā)生的絨毛不能完全被刮板清理的問題。此后轉(zhuǎn)刷裝置就成了WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)的標(biāo)配。

4.2 改變原有的傳動方式，取消沖洗水裝置

德國產(chǎn)品的過濾網(wǎng)筒內(nèi)部帶有沖洗裝置（兩根沖洗水管做成一個長方形的框架，框架中間部分一端與進(jìn)水管焊接，另一端與裝配在減速機(jī)里的圓鋼軸焊接），定期開啟高壓水對過濾網(wǎng)筒進(jìn)行清洗。

過濾網(wǎng)筒都是用鍥形（倒梯形斷面）柵條經(jīng)專用機(jī)床和自動焊接機(jī)一次制作成型。相鄰的兩根鍥形柵條間的縫隙從迎水面開始逐漸變大，來水經(jīng)過濾網(wǎng)筒迎水面后進(jìn)入網(wǎng)筒內(nèi)。由于排水的過程是水以近乎垂直的角度從網(wǎng)筒底部流出，且進(jìn)、出水有高差（接近網(wǎng)筒半徑的高度），導(dǎo)致排出的水有壓力。水從鍥形柵網(wǎng)排出的過程中水又是從由大變小的柵條縫隙中排出，這就使排水的過程順帶具有了沖洗網(wǎng)筒的作用，所以該設(shè)備不需要配備專門的沖洗裝置。

減速機(jī)是通過沖洗裝置帶動過濾網(wǎng)筒旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)的輸出扭矩不是一個直線的傳遞過程，其部分作用力會傳導(dǎo)至過濾網(wǎng)筒上。由于沖洗水裝置對該設(shè)備不具有必備性，唐山某機(jī)械有限公司就考慮用傳動軸代替沖洗裝置與減速機(jī)相連，這樣就減少了傳動扭矩對過濾網(wǎng)筒的作用力，增加了過濾網(wǎng)筒的使用壽命。

國外同類設(shè)備中的過濾網(wǎng)筒在我國各污水處理廠的使用壽命一般在8年左右，有的污水處理廠甚至只有5年。唐山某機(jī)械有限公司產(chǎn)品自2005年開始配帶轉(zhuǎn)刷裝置至今，所有設(shè)備都未更換過過濾網(wǎng)筒。近幾年，一些使用該類進(jìn)口設(shè)備的用戶也慕名找到唐山某機(jī)械有限公司，用唐山某機(jī)械有限公司改進(jìn)后的網(wǎng)筒替代進(jìn)口網(wǎng)筒，這樣就大大節(jié)約了更換過濾網(wǎng)筒的成本。

4.3 設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在國外同類設(shè)備的設(shè)計基礎(chǔ)上，改進(jìn)了進(jìn)水處的穩(wěn)流結(jié)構(gòu)，降低了進(jìn)水流速對網(wǎng)筒的沖擊力；溢流部分的設(shè)計更加合理，減少了該部分的材料重量；進(jìn)水和排水部分與旋轉(zhuǎn)部件間的密封設(shè)計更趨完善等。

5 WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)在污水處理中的應(yīng)用實例

5.1 在市政生活污水處理項目中的應(yīng)用案例

河北省承德縣污水處理廠；河北省安新縣污水處理廠一期和二期項目；河北省容城縣污水處理廠；山東省寧津縣污水處理廠；河北省平泉縣污水處理廠；河北省井陘礦區(qū)污水處理廠；河北省吳橋縣污水處理廠；河北省平泉縣污水處理廠；河北省臨漳縣污水處理廠；河北省邯鄲市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)東區(qū)污水處理廠；河北省廣平縣污水處理廠；河北省阜平縣污水處理廠；河北省邱縣邱城鎮(zhèn)污水處理廠；河北省永清縣污水處理廠；濰坊市寒亭污水處理廠；河北省南皮縣污水處理廠等。

5.2 在工業(yè)廢水處理項目中的應(yīng)用案例

江蘇豐縣湖濱果汁（徐州）有限公司；黑龍江省綏化大眾肉聯(lián)廠；中糧集團(tuán)（宿遷）肉類加工有限公司；江蘇鑫源煙草薄片有限公司；山東莒縣泰森新昌食品有限公司；吉林省方略環(huán)境工程有限公司；德州六順電氣自動化設(shè)備有限公司；南京旭藍(lán)環(huán)境工程設(shè)備有限公司；長春生物制品研究所有限公司；河北辛集華奧皮革服飾有限公司；河北獻(xiàn)縣千隆食品有限公司；天津伊利乳業(yè)有限公司；山東眾客食品有限公司；吉林省萬侯環(huán)境工程有限公司；湖北長欣建筑工程有限公司；江蘇省如東縣正大食品廠；山東水發(fā)魯潤水務(wù)科技有限公司；吉林德翔食品有限公司等。

6 結(jié)語

百樂克工藝在小型市政污水和部分工業(yè)廢水處理中因其較少的投資、占地面積較小、運(yùn)行維護(hù)管理方便等特點(diǎn)得到越來越多的應(yīng)用，而作為其中前期的預(yù)處理設(shè)備，WXFJ 型旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)也隨之被同行逐漸了解，加之它經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，對某些行業(yè)污水具有其他設(shè)備不能比擬的截留、清理優(yōu)勢，使用范圍也越來越廣泛，必將會在微細(xì)格柵的大家族中占據(jù)更加重要的地位。