WXFJ型旋轉固液分離機在百樂克工藝中的應用及改進

戈廣源

【摘 要】百樂克工藝是由德國公司研究成功的一種生活污水處理技術，其中的轉鼓式細格柵是該工藝的主要設備。我國采用該工藝的污水處理廠前期基本都是由德國公司進行整體設計，并提供轉鼓式細格柵、刮泥機、懸擺鏈曝氣器等設備。唐山某機械有限公司于2004年開始研發(fā)WXFJ型旋轉式固液分離機（轉鼓式細格柵），在國外設計的基礎上進行了結構優(yōu)化、改進，也將國外單一規(guī)格產(chǎn)品變成了多規(guī)格系列化的產(chǎn)品，并應用于多個行業(yè)的污水處理工程中?；诖?，論文對WXFJ型旋轉固液分離機在百樂克工藝中的應用及改進進行了研究。

【Abstract】BIOLAK process is a domestic sewage treatment technology successfully developed by German company， in which， the drum-type fine grille is the main equipment of the process.In the early stage of wastewater treatment plants adopting this technology， the whole design is basically carried out by German companies， and the drum-type fine grille， mud scraper， suspension chain aerator and other equipment are provided. A machinery company in Tangshan began to develop WXFJ rotary solid-liquid separator （drum-type fine grille） in 2004. On the basis of foreign design， the structure was optimized and improved， and the foreign single specification products were transformed into multi-specification series products， and they have been applied to sewage treatment projects in many industries. Based on this， the paper studies the application and improvement of WXFJ rotary solid-liquid separator in BIOLAK process.

【關鍵詞】百樂克工藝;轉鼓式細格柵;WXFJ型旋轉式固液分離機;結構優(yōu)化改進

【Keywords】BIOLAK process; drum type fine grille; WXFJ type rotary solid-liquid separator; structural optimization and improvement

【中圖分類號】TU992.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0194-03

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)化進程的加快，其產(chǎn)生量不斷增大，污染日益嚴重[1]。環(huán)境治理問題，特別是城市生活污水的處理已嚴重制約了我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。我國的污水處理始于20世紀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械處理、生化處理、污泥處理等。當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技術是由德國馮·諾頓西公司于20世紀70年代研究成功的一種新型污水處理技術，并在1983年實際投入運行。我國于1999年在山東招遠污水處理廠開始采用此工藝處理生活污水。該工藝的獨特之處在于采用低負荷活性污泥工藝，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、日常維護簡單、占地面積小和運行費用低等優(yōu)點，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：進水→粗格柵→轉鼓式細格柵→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。

轉鼓式細格柵是百樂克工藝中的主要設備，由于該工藝中沒有沉砂池，轉鼓式細格柵除了截留細小懸浮物，保護后續(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 德國轉鼓式細格柵與唐山某機械有限公司同類設備的比較

3.1 德國生產(chǎn)的轉鼓式細格柵

由德國設計、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)格的轉鼓式細格柵，即：處理量1萬噸/天·臺，轉鼓直徑900mm，轉鼓長度2.0m，柵條間隙1.0mm。網(wǎng)筒內帶沖洗裝置，靠刮板清理過濾網(wǎng)筒上的截留物。

3.2 唐山某機械有限公司生產(chǎn)的WXFJ型旋轉式固液分離機

3.2.1 開發(fā)背景

WXFJ型旋轉式固液分離機開發(fā)于2004年底。當時是應河北省一家專業(yè)環(huán)保工程公司的要求，國產(chǎn)化百樂克工藝中的轉鼓式細格柵用于替代德國進口設備。2005年首先將2臺WXFJ-900型旋轉式固液分離機（處理量1萬噸/天.臺，轉鼓直徑900mm，轉鼓長度2.0m，柵條間隙1.0mm）應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，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型旋轉式固液分離機，并在原來結構的基礎上進行了優(yōu)化改進。在沒有轉刷只有刮板時，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)工序的處理負荷，并導致懸擺鏈曝氣池水面漂浮這些絨毛，一部分也進入了曝氣管微孔中。在增加轉刷結構后該設備對細小、柔軟的羽絨毛的清理效果變得非常理想。

3.2.2 WXFJ型旋轉式固液分離機的結構及工作原理

該型設備由過濾網(wǎng)筒、箱體、驅動裝置、除渣裝置、除污轉刷裝置、過濾網(wǎng)筒擋板等組成。污水經(jīng)進水管進入箱體后在水流的沖擊下懸浮物附著在旋轉的過濾網(wǎng)筒上，截留物通過轉刷和轉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備中。過濾后的污水從網(wǎng)筒下部的排水管流入設備基礎中，并通過排水渠進入下道處理工序。

3.2.3 WXFJ型旋轉式固液分離機規(guī)格型號及技術參數(shù)

第一，主要技術參數(shù)（表1）。

第二，處理量表（設計選型參考，表2）。

第三，設備外形示意圖及土建基礎圖（圖1）。

4 WXFJ型旋轉式固液分離機的改進措施

4.1 增加清污轉刷

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)、纖維等細小懸浮物的清理，決定在清污刮板的上方增加轉刷裝置。該轉刷裝置由轉刷減速機、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刷與過濾網(wǎng)筒分離，然后再經(jīng)過轉刷下面的刮板徹底與過濾網(wǎng)筒剝離。增加轉刷裝置后的WXFJ-1200旋轉式固液分離機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。此后轉刷裝置就成了WXFJ型旋轉式固液分離機的標配。

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水管焊接，另一端與裝配在減速機里的圓鋼軸焊接），定期開啟高壓水對過濾網(wǎng)筒進行清洗。

過濾網(wǎng)筒都是用鍥形（倒梯形斷面）柵條經(jīng)專用機床和自動焊接機一次制作成型。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)筒迎水面后進入網(wǎng)筒內。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、出水有高差（接近網(wǎng)筒半徑的高度），導致排出的水有壓力。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，所以該設備不需要配備專門的沖洗裝置。

減速機是通過沖洗裝置帶動過濾網(wǎng)筒旋轉，減速機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至過濾網(wǎng)筒上。由于沖洗水裝置對該設備不具有必備性，唐山某機械有限公司就考慮用傳動軸代替沖洗裝置與減速機相連，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。唐山某機械有限公司產(chǎn)品自2005年開始配帶轉刷裝置至今，所有設備都未更換過過濾網(wǎng)筒。近幾年，一些使用該類進口設備的用戶也慕名找到唐山某機械有限公司，用唐山某機械有限公司改進后的網(wǎng)筒替代進口網(wǎng)筒，這樣就大大節(jié)約了更換過濾網(wǎng)筒的成本。

4.3 設備內部結構優(yōu)化

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

5 WXFJ型旋轉式固液分離機在污水處理中的應用實例

5.1 在市政生活污水處理項目中的應用案例

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)濟技術開發(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（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備有限公司;南京旭藍環(huán)境工程設備有限公司;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)魯潤水務科技有限公司;吉林德翔食品有限公司等。

6 結語

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、運行維護管理方便等特點得到越來越多的應用，而作為其中前期的預處理設備，WXFJ型旋轉式固液分離機也隨之被同行逐漸了解，加之它經(jīng)過結構改進，對某些行業(yè)污水具有其他設備不能比擬的截留、清理優(yōu)勢，使用范圍也越來越廣泛，必將會在微細格柵的大家族中占據(jù)更加重要的地位。

【參考文獻】

【1】金葵.百樂克污水處理工藝介紹[J].污染防治技術，2007，20（5）：70.

【2】楊紅紅，張振東，王學珍，等.百樂克[BIOLAK]工藝設計中應注意的問題[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2007，17（2）：84.