非金屬鏈條式刮泥機在污水廠的應用

冷 奇，蔡曉璇

（廣州市污水治理有限責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計規模30萬m3/d，污水處理采用改良A/A/O生化池+周進周出矩形二沉池工藝，共布設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。自2010年投產運行以來，二沉池設備運行穩定，處理效果良好，經濟效益顯著。

1 結構與特點

非金屬鏈條式刮泥機是用于矩形沉淀池的一種水處理設備，近幾年來在水處理行業中已得到廣泛應用[1]。該設備主要由刮泥板、鏈條、鏈輪和驅動裝置等組成。驅動電機、減速機輸出扭矩經過驅動鏈和鏈輪傳送到刮泥機主軸，主軸鏈輪驅動鋪設于沉淀池兩側的鏈條做回轉運動，刮泥板兩端分別安裝在兩側的鏈條上，由從動輪及導軌支撐，去程于池底刮泥，回程于池面撇渣。刮泥機安裝后沉淀池現場見圖1。

污水廠采用的非金屬鏈條式刮泥機具有以下特點：

圖1 二沉池實景圖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、質量小；所有非金屬零部件達到金屬材料同等級的機械性能，穩固耐用。牽引鏈條由玻璃纖維增強熱塑聚酯制造，具有抗腐蝕，耐磨損及抗收縮特質，最小破斷拉力為3 402 kgf，在運作的負載下延伸率小于0.5%。刮泥板采用玻璃纖維加強的間苯二甲基聚酯樹脂材料制造，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，性能表現長期可靠。主軸采用高強度玻璃纖維加強環氧樹脂制造的非金屬伸縮管，以45°雙向纏繞，具有高強度耐腐蝕的功能和足夠的抗彎、抗扭強度。

（2）縱向池刮泥板間隔3 m，刮泥板數量多，單個刮泥板的實際負荷小；刮泥板每天24 h連續刮動收集，排泥均勻、穩定性高，排泥濃度較高，效率也相對較高。傳統虹吸排泥機排泥時，設計的行走速度為1.2 m/min[2]。瀝滘污水廠采用非金屬刮泥機的刮泥板行走速度為0.3 m/min，速度遠小于傳統的虹吸排泥機，且刮泥板的高度遠小于水深，故刮泥機在排泥過程中基本不會擾動池底水流及攪起污泥從而影響二沉池出水水質。同側進出水沉淀池池底的污泥量大致沿進水渠進水方向前端多、后端少，刮泥板從泥量少的一端刮向多的一端，進一步減少水流擾動影響，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，而底層的污泥已經經過較長時間的擠壓沉淀，故可實現高濃度的排泥，節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向裝置。刮泥機兩側的鏈輪安裝在同一軸上，兩側牽引鏈保持同步移動，避免因差速造成刮泥板剪切破壞。刮泥板上、下側均安裝帶擋板的耐磨靴，耐磨靴正反面可調換使用，從而增加使用壽命。設備運行刮泥時刮泥板下側的耐磨靴與池底導軌接觸，回程時刮泥板上側的耐磨靴與托架導軌接觸，刮泥板通過耐磨靴的擋板與導軌的側面接觸來導向限位，防止行走中左右擺動碰撞池壁，損壞板質增大運行阻力。運行中牽引鏈條緊扣4條鏈輪，不易脫鏈斷鏈，而某些廠家采用缺口狀鏈條設計，鏈條在惰輪線軸滑動時易從鏈輪跳出。

（4）刮泥機不具備排泥裝置，需與吸泥管聯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行的垂直方向上，帶排泥孔的穿孔板鋪設于預埋的吸泥管上，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與吸泥管聯合工作，只需調節出泥控制套筒閥就可控制池內泥面高度，操作簡單、管理方便。工程實例表明，采用鏈條式刮泥機的二沉池在運行管理、沉淀及排泥效率上都優于采用吸泥機的二沉池[4]。

（5）非金屬鏈條式刮泥機結構簡單，安全性高。設備幾乎不需要維修，主要維護工作為磨耗零件的更換，當發生事故鏈條斷損時，更換鏈帶組件即可修復。刮泥機潛水部件全部用高強度抗腐蝕材料制造，滾、滑動部件使用整體式自潤滑材料制造，而帶電部件、用油潤滑部分均在水面以上，安全性較高。設備具有機械過負荷和電氣雙重保護功能。當超負荷運行時，驅動鏈輪上的剪斷銷發生斷裂然后與鏈輪脫開，驅動輪停止轉動并在變速裝置主軸上打滑，牽引鏈條隨之停止運行，與此同時驅動輪推動限位開關切斷動力電源并報警。

2 運行效果

污水廠非金屬鏈條式刮泥機已運行三年，在運行過程中沒有擾亂水流及攪起污泥現象；放空檢查時，池底刮泥干凈平整，沒有淤積及漏刮現象。二沉池長期運行以來出水SS均在20 mg/L以下，回流污泥濃度一般在12 g/L以上，各指標均優于設計值。二沉池設計參數如表1所示。

表1 二沉池設計參數Tab.1 Design Parameter of Secondary Sedimentation Tank

以近期運行狀況分析，污水廠2013年二期二沉池進出水水質如表2所示。

實際運行中2013年3月～7月間二沉池每日進水水質MLSS在3 235～7 595 mg/L變化；出水水質SS 在 5～13 mg/L 變化；排泥濃度在 7.34～18.25 g/L變化。從以上數據來看，進水水質MLSS明顯高于設計值，二沉池長期在高負荷條件下運行，但污水處理效果仍然良好。出水水質SS一般在10 mg/L以下，排泥濃度一般在12 g/L以上。

表2 二沉池實際工藝參數Tab.2 Running Parameter of Secondary Sedimentation Tank

刮泥機2012年維修情況見表3。從日常維修內容來看，污水廠非金屬鏈條式刮泥機運行穩定性較高，一方面，故障種類較少且無嚴重故障發生，另一方面，維修次數少，并且維修難度低。維修次數最多的是更換剪力銷這種保護性耗件，平均一個月不到一次，其他元件的損耗率極低。總體來說，非金屬鏈條式刮泥機故障率低，維修成本低，運行安全穩定。實踐經驗說明在正確規范的操作和維護下，該設備能保持較好的運行狀態和較長的使用壽命。

3 結論

瀝滘污水處理廠的工程實例證明，非金屬鏈條式刮泥機是一種穩定、高效、低能耗的水處理設備，它適用于矩形二沉池等設施的刮泥排泥，值得各污水廠在設備選型時因地制宜優先考慮。

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

［1］包衛彬,黃居森,羅洪波,等.非金屬鏈板刮泥機結構原理與技術探討[J].給水排水,2010,36(5):101-102.

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

［3］朱寅春,閻小玲,王晏,等.往復式底部刮泥機在矩形沉淀池中的設計與應用[J].凈水技術,2012,31(5):67-70.

［4］任周鳴.從運行實踐角度探討二沉池設計上的相關問題[C].全國給水排水技術信息網成立四十周年暨2012年年會論文集,2012:125-128.