污水處理廠提標改造中關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計、選型、安裝及運行調(diào)試

1 污水處理廠概況

平洲污水處理廠位于廣東省佛山市南海區(qū)，總納污面積約47km2，服務(wù)人口約45 萬，是目前南海區(qū)處理規(guī)模最大的生活污水處理廠，處理規(guī)模達到16 萬m3/d，尾水排放標準執(zhí)行國標一級B 標準。2017 年9月，公司啟動平洲污水處理廠提標改造和擴容項目工作，主要包括對一期、二期和三期進行提標改造和同時進行四期擴建，提標改造擴容后規(guī)模達到22m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行國標一級A、廣東省標準第二時段一級及汾標的較嚴值。

2 關(guān)鍵設(shè)備選型要點

污水處理廠關(guān)鍵設(shè)備主要包括污水提升泵、風機、攪拌器和污泥脫水等設(shè)備。對關(guān)鍵設(shè)備進行迭代更換，是做好提標改造工作的重要環(huán)節(jié)。

首先，遵循合用性原則。設(shè)備選型必須符合工藝運行需要。平洲污水處理廠提標改造主要任務(wù)之一是將二期、三期CASS生反池改建為MSBR 生反池。原二期、三期CASS 生反池采用周期性出水的旋轉(zhuǎn)式潷水器，不滿足MSBR 工藝連續(xù)性出水的要求，因此改為可根據(jù)液位調(diào)整、連續(xù)性出水的空氣堰潷水器。其次，原供氣設(shè)備羅茨風機屬于容積式、恒流量風機，存在風量變化小、壓力高、噪音大和壓力調(diào)整范圍小等問題，難以滿足提標改造后工藝調(diào)控的需要，因此經(jīng)比選后更換為能效更高、參數(shù)可調(diào)性更好的磁懸浮離心風機。

其次，遵循效率性原則。提標改造前使用的帶式濃縮壓榨機，存在能耗高、脫水率和產(chǎn)泥量不穩(wěn)定等問題，難以滿足對污泥泥齡、剩余污泥量精確控制的要求。因此，通過對濃縮壓榨機、離心脫水機和板框式壓縮機三種污泥脫水設(shè)備的對比，綜合選擇產(chǎn)量大、性能好、效率高和藥耗、水耗低的離心脫水機。另外，對污水提升泵、風機等重要能耗設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先考慮變頻控制，工頻、變頻合理配置。

第三，遵循耐用性原則。污水處理廠生產(chǎn)過程存在不同程度的強酸、強堿環(huán)境和泥水混合物中含有大量的砂礫物質(zhì)，因此對設(shè)備耐腐蝕、抗磨損性能提出了很高的要求。因此設(shè)備選型需考慮較高的耐腐蝕、抗磨損性能。例如攪拌器、推流器、風管等部件應(yīng)盡量選擇不銹鋼材料，污水泵葉輪要求涂覆耐腐蝕涂層或材料等。

最后，遵循經(jīng)濟性原則。為降低運行費用及后期運行維護的工作量，在保證設(shè)備性能的前提下，宜首選性能可靠、性價比較高和后期服務(wù)完善的國內(nèi)外知名品牌。

3 關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計要點

3.1 生物池改造設(shè)計

根據(jù)設(shè)計方案，平洲污水處理廠二期、三期的8 個CASS生反池單元改為4 個并行的MSBR 生反池單元，所以為強化二級處理的脫氮除磷功能，做了以下設(shè)計優(yōu)化。

強化攪拌作用。原二期CASS 生反池單元由于設(shè)備功率和臺數(shù)選型不足，造成好氧段泥水混合攪拌效果較差，部分位置污泥因長時間沉積以致發(fā)生“死泥”漂浮現(xiàn)象。本次設(shè)計對上述問題進行了重點考慮，一方面根據(jù)設(shè)計參數(shù)校核，重新核算設(shè)備功率，好氧段設(shè)計了4 臺13kW 攪拌器，且優(yōu)先使用進口品牌攪拌器、不銹鋼304 材質(zhì)槳葉，確保攪拌效果。

對于攪拌器推程末端容易出現(xiàn)“死區(qū)”現(xiàn)象，在相應(yīng)位置加設(shè)了曝氣器，保證生反池泥水攪拌效果。

選擇大流量回流泵，提高內(nèi)回流比，強化硝化、反硝化效果?；亓鞅脜?shù)由Q=160m3/h、N=3kW優(yōu)化為Q=3500m3/h、P≤45kW，污泥回流至厭氧池的回流比由20%～30%提高到300%。

3.2 深度處理工藝設(shè)計

平洲污水處理廠深度（三級）處理工藝為磁混凝沉淀池→精密過濾→消毒→尾水回用或直接排放，結(jié)合用地規(guī)劃做了以下設(shè)計優(yōu)化。

3.2.1 精密過濾

在過濾技術(shù)選擇中，通過前期設(shè)備市場調(diào)研和設(shè)計比選，在濾布濾池和精密回轉(zhuǎn)過濾器兩種形式中選擇了精密回轉(zhuǎn)過濾器。精密回轉(zhuǎn)過濾器的核心部件是高致密性濾網(wǎng)，為保證SS 祛除效果，滿足設(shè)備運行環(huán)境需要，設(shè)備采購時要求濾網(wǎng)材質(zhì)等級不低于316 不銹鋼、濾網(wǎng)孔徑邊長＜20μm、濾網(wǎng)絲徑＞38μm，濾網(wǎng)精度≤10μm。

3.2.2 消毒設(shè)備

原二、三期使用的液氯、紫外線消毒形式，雖液氯消毒效果穩(wěn)定可靠，但安全管理要求較高，不是最理想的選擇，而紫外線消毒運行費用高、消毒效果不穩(wěn)定、存在細菌滅活后復(fù)活情況，超標排放風險較大。因此，經(jīng)綜合考慮，本次提標改造使用次氯酸鈉消毒。結(jié)合實際運行需求，次氯酸鈉投加設(shè)備優(yōu)先選擇膜片式投加泵。此外，考慮到次氯酸鈉溶液的強氧化性、腐蝕性，次氯酸鈉溶液庫房設(shè)計防溢出池，同時配置洗眼裝置和應(yīng)急排風裝置等設(shè)施。

3.3.3 污泥脫水設(shè)備

在污泥脫水設(shè)備選型時，對常用的帶式壓濾脫水機、離心脫水機、板框壓濾脫水機和疊螺式脫水機等進行用地需求、改造工程量、維保工作量、自動化程度和污泥脫水效率等因素進行對比，最后確定了綜合性較優(yōu)的離心脫水機技術(shù)。

離心脫水機的核心部件是轉(zhuǎn)轂，一般轉(zhuǎn)轂的直徑越大其設(shè)備處理能力越大，但同樣造價更高。另外，轉(zhuǎn)輪或螺旋的外緣極易磨損，因此螺旋外緣優(yōu)先采用可更換式碳化鎢耐磨片，轉(zhuǎn)鼓使用全不銹鋼結(jié)構(gòu)提高使用壽命。同時，離心脫水機由于固液分離需要的高轉(zhuǎn)速，因而功率一般比較大，為降低能耗，選擇齒輪箱直接驅(qū)動方式?？紤]到斷電等特殊情況，離心脫水機應(yīng)具備突然斷電后的自發(fā)電和延遲停機系統(tǒng)，保證轉(zhuǎn)鼓內(nèi)不殘留物料。所以設(shè)備選型時應(yīng)著重處理能力、轉(zhuǎn)載轉(zhuǎn)速、設(shè)備功率等參數(shù)。結(jié)合實際情況，平洲污水處理廠離心脫水機參數(shù)確定為Q=55m3/h、W=1100kgDS/h。

4 關(guān)鍵設(shè)備安裝調(diào)試要點

4.1 設(shè)備安裝

設(shè)備的安裝精度控制應(yīng)該從人、機、料、法、環(huán)等方面著手，選擇合理的施工工藝，配備必要的施工機械和滿足精度等級的測量器具，確保安裝精度符合要求。

4.1.1 控制點布設(shè)

保證設(shè)備水準、高程控制點的精度，是設(shè)備安裝的基礎(chǔ)性工作。結(jié)合該車間安裝設(shè)備的臺數(shù)、運行特點等內(nèi)容，綜合考慮測區(qū)水準標石的等級、埋設(shè)位置、數(shù)量等技術(shù)要求。對于脫水機房、風機房等廠房較大時，可增設(shè)水準點，但同時應(yīng)提高觀測精度。

4.1.2 安裝過程控制

①開箱檢查。設(shè)備開箱時，應(yīng)著重檢查設(shè)備名稱、規(guī)格、型號，檢查有無缺損件、表面損壞和銹蝕，使用說明書、合格證書等隨機技術(shù)文件要齊全。

②基礎(chǔ)驗收。在設(shè)備就位安裝前完成對設(shè)備基礎(chǔ)的檢查驗收，著重檢查基礎(chǔ)養(yǎng)護時間、混凝土強度是否符合設(shè)計要求；基礎(chǔ)外觀質(zhì)量是否合格（如離心脫水機安裝前應(yīng)重點檢查其基礎(chǔ)有無存在裂紋、空洞、露筋、凹凸等缺陷）；潛水設(shè)備起吊桿基礎(chǔ)固定的預(yù)埋地腳螺栓的中心位置、標高和水平度誤差是否在允許范圍內(nèi)。

③過程要素控制。安裝過程控制重點是對影響設(shè)備安裝精度的控制，包括：設(shè)備找平、找正、找標高；設(shè)備灌漿；設(shè)備部件裝配；設(shè)備潤滑與加油；設(shè)備電氣連接檢查等。設(shè)備部件安裝應(yīng)結(jié)合裝配方式考慮環(huán)境條件，如風機閥門以法蘭或螺紋方式連接時閥門應(yīng)該關(guān)閉狀態(tài)下安裝、以焊接方式安裝時應(yīng)該在開啟狀態(tài)下安裝；離心鼓風機、離心脫水機PLC 控制站安裝后接地電阻復(fù)測值一般不大于1Ω；空氣濕度大于90%時,不宜進行焊接操作。

4.2 調(diào)試

調(diào)試指的是設(shè)備的試運行（單機試運行和負荷試運行），目的是檢驗單臺設(shè)備的制造、安裝質(zhì)量、機械性能或系統(tǒng)綜合性能是否達到生產(chǎn)要求。單機試運行時應(yīng)注意以下幾點：①對場地廢渣廢料的徹底清理清掃。②先進行設(shè)備點動，觀察設(shè)備運轉(zhuǎn)方向是否正確、有無異物卡塞等，點動正常后方進行單機連續(xù)試運轉(zhuǎn)。③潛水設(shè)備單機試運行介質(zhì)宜采用清水、不允許無介質(zhì)空運轉(zhuǎn)。單機試運行通過后，由廠部制定詳細的工藝調(diào)控細則后進行設(shè)備聯(lián)動負荷試運行，以全面和綜合檢驗、評估所有設(shè)備的整體安裝情況和生產(chǎn)能力。

5 結(jié)語

平洲污水處理廠提標改造升級項目自運行至今平均出水CODcr為10～15mg/L，出水氨氮為0.3～1.0mg/L，出水總磷為0.2～0.3mg/L，出水總氮約為7.0～10.0mg/L，表明平洲污水處理廠提標改造升級項目的設(shè)備設(shè)計、選型、安裝及運行調(diào)試等工作取得了較好的效果。