污水處理廠提標擴建工程中常見設(shè)備問題分析及建議

摘要：隨著國家對城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準的要求不斷提高，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠通過提標改造須逐步達到一級A標準。設(shè)備的購置及安裝費用占提標工程的將近一半，對污水處理廠能否正常運行起著關(guān)鍵性作用。鑒于此，通過總結(jié)珠海某污水處理廠提標及擴建工程的經(jīng)驗，對施工中及驗收后存在的設(shè)備選型、采購、安裝等遺留問題進行分析，以期為后續(xù)污水廠提標改造工程提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;提標擴建;設(shè)備選型;安裝

中圖分類號：TH17 文獻標志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）18-0031-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.008

0 引言

珠海市某污水處理廠一期工程設(shè)計規(guī)模為3萬m3/d，污水處理工藝采用鼓風曝氣改良A2O氧化溝工藝，主要出水指標達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B排放標準。工程項目在原有工藝基礎(chǔ)上增加精密過濾池，新增生化池、二沉池、集配水井以及相應的污水處理設(shè)備，提標擴建后污水處理規(guī)模達到8萬m3/d，提標后出水指標達到國家標準GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準及廣東省地方標準DB 44/26—2001《水污染物排放限值》第二時段一級標準的較嚴者。污水處理工藝流程如圖1所示。

1 常見設(shè)備問題

1.1 粗格柵

原廠內(nèi)粗格柵為回轉(zhuǎn)式粗格柵，使用中存在較多問題。

1）工藝運行人員反饋，其清渣效果較差。進水污水中的塑料袋、樹葉、紙屑、纖維類等沾水后黏附性較強的垃圾會黏附在回轉(zhuǎn)格柵機耙齒上，回轉(zhuǎn)格柵機靠重力清掃耙齒的裝置效果并不理想，垃圾會繼續(xù)黏附在耙齒上并被帶入格柵機后端，進水泵房由此積累大量垃圾，從而影響提升泵的穩(wěn)定運行。

2）維修維護人員反饋格柵機故障率較高且維修較為煩瑣。進水污水中大塊木方、編織袋等垃圾會造成格柵機底部卡死，設(shè)備經(jīng)常因為底部垃圾卡死導致保險銷斷裂、驅(qū)動鏈斷鏈、牽引鏈脫出等問題，部分情況下還需停止進水并清池下井維修。此格柵機應用在設(shè)計時需考慮進水管網(wǎng)中的垃圾情況，如條件允許，應盡量選用鋼繩式格柵機，此類格柵機前后由柵條隔離，垃圾無法從前端被帶入后端，水下部分結(jié)構(gòu)極其簡單，僅為柵條且無轉(zhuǎn)動部件，水下部分損壞可能性極低，僅維修水上部分不用停止進水即可完成。鋼繩式格柵機一般采用卷筒起吊鋼絲繩，需使用韌性更好的316鋼絲繩。

污水處理廠的輸送機基本可分為皮帶輸送、螺旋輸送兩種，原廠內(nèi)粗格柵配備螺旋輸送機，具有密閉性好、垃圾清理較為徹底的優(yōu)點，觀感較好，但并不適合大塊垃圾較多的粗格柵位置，如在污水中撈出的編織袋等大塊垃圾就經(jīng)常將螺旋卡死。為保障設(shè)備的穩(wěn)定運行，粗格柵配套的輸送機選型時建議選擇皮帶輸送的方式。

1.2 提升泵

提升泵房新增3臺提升泵，原設(shè)計要求提升泵功率為75 kW，實際到貨安裝為55 kW，不能滿足使用要求。每年11月至次年5月為枯水期，廠內(nèi)進水量較少，按照以往經(jīng)驗，泵房進水液位需控制在2 m以上（保護水泵，避免液位過低而燒泵），此液位下的正常需求水量由2臺功率75 kW、流量2 900 m3/h（每臺流量1 450 m3/h）的提升泵提供，但是目前2臺55 kW的水泵只能滿足2 500 m3/h（每臺流量1 250 m3/h），造成400 m3/h的水無法進行處理，多開一臺泵會導致液位過低，水泵報警。建議在下次技術(shù)改造中，將其中一臺水泵更換為37.5 kW的功率，并安裝變頻器，方便水量在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時達到節(jié)能的目的。

1.3 細格柵

提標擴建后水量從3萬t/d增加到8萬t/d，垃圾量增加2倍多，但是細格柵仍沿用舊式的耙式細格柵，垃圾過濾量嚴重不足，很多垃圾直接進入后續(xù)的工藝中。在紫外線前端增加了18 mm孔徑的精密過濾器，導致精密過濾器進水含有較大顆粒，對精密過濾器造成巨大壓力，經(jīng)常報警堵塞。在前期設(shè)計選型時未充分考慮到原有設(shè)備的性能參數(shù)對后續(xù)工藝的影響，后期將細格柵更換成3 mm孔徑的內(nèi)進流細格柵，確保后續(xù)工藝設(shè)備正常運行，保證SS的達標。

1.4 鼓風機

現(xiàn)廠內(nèi)鼓風機為磁懸浮鼓風機，其相較單機離心式鼓風機效率更高、維護維修較少，但磁懸浮與空氣懸浮問題相似，其葉輪嚴禁反轉(zhuǎn)，一般會在鼓風機出口管道安裝一個止回閥防止出口空氣逆流導致葉輪反轉(zhuǎn)。止回閥一般選用雙瓣式止回閥，實際應用中經(jīng)常因閥瓣彈簧失效出現(xiàn)無法止回現(xiàn)象?，F(xiàn)廠內(nèi)鼓風機止回閥后端加裝了一臺手動閥門，其操作煩瑣且速度較慢，為保險起見，空氣懸浮、磁懸浮風機需在出口位置加裝電動閥門，其信號集成在鼓風機控制系統(tǒng)內(nèi)，與鼓風機的啟動、停止進行聯(lián)動。

新增鼓風機沒有根據(jù)設(shè)計推薦采購進口品牌，鼓風機轉(zhuǎn)速高，對設(shè)備的質(zhì)量要求較高，非知名品牌會影響后續(xù)的使用壽命及維護成本;且現(xiàn)在鼓風機噪聲很大，存在廠界噪聲超標及職業(yè)健康危害的風險。后續(xù)可對鼓風機做消音處理，增加隔音罩，鼓風機房內(nèi)壁鋪設(shè)吸音棉，做好密封處理[1]。

1.5 水下設(shè)備

二期生化池水下推流器、攪拌器、內(nèi)回流泵的起吊裝置搖把處于護欄外，需要貼近護欄搖起，無法用力搖動且存在安全隱患。使用至今，部分鏈條已經(jīng)斷裂，且在維保檢查中發(fā)現(xiàn)有推流器導桿未安裝到位。供貨商在主設(shè)備的配件上存在偷工減料的行為，也存在安裝人員不專業(yè)，沒有考慮實際使用場景的情況。后續(xù)廠內(nèi)通過技術(shù)改造，自行對以上問題進行整改。

1.6 精密過濾器

因廣東地區(qū)有雨季及臺風天氣，每逢大雨大風天氣，精密過濾池內(nèi)會進入大型顆粒型垃圾，導致過濾網(wǎng)及沖洗噴頭堵塞，建議在安裝精密過濾器的時候進行加蓋密封。精密過濾器的控制柜中含有PLC、通信模塊等元器件，雨水易通過散熱通風口進入，對元器件造成損壞。建議將控制柜安裝在距離精密過濾器較近的室內(nèi)構(gòu)筑物中，或做好防風防雨處理。

1.7 脫水機

脫水機房污泥螺旋輸送機功率偏小，漏泥嚴重，設(shè)計時沒有考慮到污泥運輸量，目前只能處理單臺一半的額定值。干泥泵的功率及大小尺寸要與現(xiàn)場一期的土建安裝位置相符合對應，實際干泥泵安裝位置過小，導致維修空間嚴重不足。后續(xù)的技術(shù)改造過程中，需選用功率及尺寸合適的干泥泵，同時增加破橋裝置，防止脫水機的出泥堵塞在干泥泵的進料口。

臥螺式脫水機出現(xiàn)最頻繁的問題為干泥泵入口搭橋?qū)е略O(shè)備停機，解決方式多為加裝破橋裝置，但在實際使用中，效果一般，因為搭橋本身并無報警，設(shè)備在搭橋后幾分鐘便會將泥堵至脫水機出口，直至轉(zhuǎn)鼓電機過載才會報警停機，此時進行修復較為耗時。后期可設(shè)置專門的破橋報警，在料斗頂部設(shè)置物料探頭實現(xiàn)搭橋報警，從而在設(shè)備堵塞前及時停機[2]。

脫水機房設(shè)計需考慮拆卸外運問題，原設(shè)計吊機無法把設(shè)備吊裝至車輛裝卸位置，后期需采取擴寬大門、加強地面等辦法保證車輛可停至起吊位置。

1.8 加藥裝置

PAM加藥系統(tǒng)采用隔膜泵，由于PAM中有大量的絮狀物，濃度過高，運行過程中隔膜泵經(jīng)常出現(xiàn)絮狀物磨破隔膜現(xiàn)象;PAM濃度過高加上隔膜泵振動過大，藥劑的輸送管道也經(jīng)常斷裂漏藥，嚴重影響生產(chǎn)。對此，建議PAM加藥泵選用螺桿泵?，F(xiàn)場僅兩臺PAC加藥泵，無備用，如故障后維修速度太慢，將影響二期的生產(chǎn)運行，故需要安裝備用加藥泵。

1.NdHxAcDjvp3wqoHJH4fCDg==9 中水系統(tǒng)

中水系統(tǒng)為恒壓供水系統(tǒng)，中水泵選用多級離心式的管道泵，此類泵最大優(yōu)點為揚程高，但嚴禁空轉(zhuǎn)干磨及砂石磨損。其引水位置設(shè)置較為重要，原中水系統(tǒng)引水位置在出水的落水口位置，落水翻滾劇烈，水花較大，大量空氣被吸入管內(nèi)，且引水管徑較?。ㄖ兴到y(tǒng)3臺泵，額定總流量150 m3/h，入口管徑為DN100鋼管，按1.2 m/s算其過水流量為34 m3/h），中水系統(tǒng)經(jīng)常因抽到空氣過多導致空轉(zhuǎn)干磨，3臺水泵投運僅10天就因機械密封破裂、主軸磨損而報廢，設(shè)計在采用此類泵時需考慮進水是否水流穩(wěn)定且充足。

1.10 自控裝置

遇到雷雨天氣，PLC控制柜的電源防雷器損壞，工業(yè)交換機損壞，導致設(shè)備故障，中控室無法接收信號，無法遠程控制。經(jīng)深入檢查，廠內(nèi)各個設(shè)備的控制柜的防雷器品牌質(zhì)量參差不齊，且部分選型不符合要求，工業(yè)交換機均未做防雷保護。污水廠區(qū)周圍較為空曠，面積大，易遭受雷電危害，且污水廠控制系統(tǒng)大多是工作電壓低的電子儀表設(shè)備，承受雷擊的能力較弱，雷電對設(shè)備的安全運行存在嚴重的威脅，需要請專業(yè)的防雷機構(gòu)做系統(tǒng)的排查并進行防雷改造。

2 經(jīng)驗總結(jié)及建議

2.1 設(shè)計選型

很多設(shè)計人員很少接觸（沒有條件）與關(guān)注（自己不重視）建設(shè)及后期運行，而在設(shè)計中僅以假定設(shè)計條件為基礎(chǔ)，依據(jù)規(guī)范來進行設(shè)計計算，忽略了很多實際因素，造成了設(shè)備選型不當，無法滿足使用要求的情況，出現(xiàn)這樣或那樣的問題幾乎是必然的。這就需要使用單位嚴審設(shè)計文件及安裝圖紙，結(jié)合使用實際，核對設(shè)備的使用參數(shù)是否能夠滿足要求，爭取在設(shè)計階段切斷問題的源頭[3]。

使用單位在審核設(shè)計文件時，首先應確保采購的設(shè)備能滿足或優(yōu)于設(shè)計工藝要求;其次應選擇在國內(nèi)有較多成功運行工程案例的設(shè)備，特別是一些工作環(huán)境惡劣、需要長期運行、對污水廠能否正常運轉(zhuǎn)以及運行費用影響重大的重要設(shè)備、關(guān)鍵的工藝設(shè)備一定要選擇質(zhì)量可靠、運行穩(wěn)定、檢修方便的知名品牌;最后要重視配套的電氣控制設(shè)備的選用，根據(jù)經(jīng)驗去判斷其性能與特點是否滿足使用要求，以保證設(shè)備安全可靠運行[4]。

2.2 采購驗收

總包項目的設(shè)備采購由承包商來完成，總包方在同招標代理編寫標書時，根據(jù)設(shè)計文件要求給出的設(shè)備主要參數(shù)明確，但在設(shè)備的配套設(shè)施及電氣元器件上沒有進行明確要求，會造成設(shè)備大問題沒有、小問題不斷的情況，如電控柜的防雷器使用質(zhì)量較差的品牌，導致其遇到雷雨天氣發(fā)生損壞。使用單位在審核標書時，應盡可能細化設(shè)備的技術(shù)要求，如進一步明確設(shè)備的主要參數(shù)、標準件的品牌型號、設(shè)備材質(zhì)、備品備件清單等，以免在后續(xù)安裝及使用過程中產(chǎn)生不必要的紛爭。

在驗收環(huán)節(jié)，使用單位應根據(jù)合同條款及采購技術(shù)要求與供應商代表一起開箱驗收，如有補充合同的，一并驗收。應重點驗收現(xiàn)場實物的名稱、型號及規(guī)格與合同清單是否一致，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是否能達到要求，如有必要，應對相關(guān)配件的材質(zhì)進行抽檢，由第三方檢測。最后，應對設(shè)備的使用操作說明、保養(yǎng)手冊、相關(guān)檢測報告等臺賬進行驗收。對于不符合驗收條件的應立即終止驗收，并要求供應商按合同規(guī)定進行整改，直至驗收合格才可簽名確認驗收合格。

2.3 安裝施工

不管是總包方、第三方監(jiān)理還是供貨商，都缺少對安裝施工的監(jiān)管，也缺少對安裝質(zhì)量的重視。使用單位應要求總包方加強對安裝施工的監(jiān)管力度，令其制定詳細的監(jiān)管措施，并對措施的落實情況進行考核。使用單位是設(shè)備的實際使用方，了解實際使用情況，能夠判斷安裝方式是否便于后續(xù)的操作、維修維護，是否會對原項目的設(shè)備造成不良影響。所以，在一些主要設(shè)備的安裝過程中，使用單位應及時跟進安裝情況，有需要改造的及時通知供貨商改造[5]。

3 結(jié)束語

污水處理系統(tǒng)由構(gòu)筑物與設(shè)備組成，設(shè)備問題對工程質(zhì)量與后期運行有著重要影響，穩(wěn)定可靠的設(shè)備是保證運行效果的必要條件。提標及擴建工作人員要花費更多的精力，嚴格把控各個環(huán)節(jié)，才能避免后期的大量設(shè)備改造工作，使提標后的污水廠在設(shè)備狀態(tài)良好、操作維護方便的前提下安全有效地完成污水處理工作。

[參考文獻]

[1] 王惠聰.污水處理廠機械設(shè)備的安裝與維護管理研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（8）：187-188.

[2] 陳桂霞.某大型污水處理廠工程提標及擴建工程的設(shè)計體會[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015（3）：100.

[3] 楊業(yè)玲，王阿華.城鎮(zhèn)污水處理廠提標建設(shè)技術(shù)路線及相關(guān)問題探討[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2010（6）：51-52.

[4] 閃紅光.環(huán)境保護設(shè)備選用手冊：水處理設(shè)備[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[5] 楊夫臣，趙雪梅.生活污水處理廠設(shè)備安裝與維護[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2014（1）：315-316.

收稿日期：2024-05-20

作者簡介：王浩然（1990—），男，河南商丘人，碩士，機電工程師，長期從事污水處理設(shè)備管理工作。