合肥某污水處理廠設備集成案例分析

繆幸福 黃華

（上海環(huán)保工程成套有限公司 上海 200070）

合肥某污水處理廠設備集成案例分析

繆幸福 黃華

（上海環(huán)保工程成套有限公司 上海 200070）

本文結合合肥市某新建污水處理廠建設經(jīng)驗，從設備集成的角度出發(fā)，分別從輔助設計、施工圖紙復核和設備安裝三個方面概述設備集成的工作內(nèi)容，并總結出一些技術管理經(jīng)驗。

設備集成；輔助設計；圖紙復核；設備安裝

合肥某新建污水廠屬于國家環(huán)巢湖生態(tài)示范區(qū)建設項目，要求的出水水質(zhì)嚴于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918－2002）一級A標準。合肥市污水廠一般采用專業(yè)總承包的方式進行建設，即分為設計包、設備集成包和土建建設包等。設備是保證污水處理出水達標排放的重要因素之一。本文就該污水處理廠，從設備集成的角度概述設備集成在輔助設計階段、施工圖紙復核階段及設備安裝階段所承擔的角色，并提出一些經(jīng)驗以供工程技術、管理人員參考。

1 項目概況

該污水處理廠設計日處理量10×104m3，總變化系數(shù)KZ取1.3，污水來源為生活污水和部分工業(yè)廢水。污水處理廠設計進水水質(zhì)（見表1），出水水質(zhì)要求在穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準的基礎上，總磷、總氮、氨氮、化學需氧量4項指標濃度值分別不高于0.3mg/L、5mg/L、1.5mg/L和30mg/L（見表2）。處理工藝采用氧化溝工藝+斜板沉淀+反硝化深床濾池（見圖1）。

表1 污水處理廠設計進水水質(zhì)

表2 污水處理廠設計出水水質(zhì)

圖1 工藝流程圖

2 輔助設計

污水廠設備大多為非標設備，設計單位一般根據(jù)設備集成商提供相關資料再進行施工圖紙的繪制。這些資料一般包含設備外形圖、安裝圖、土建基礎條件圖、設備的靜荷載、設備的動荷載、電氣原理圖、端子接線圖和控制原理圖等。設備集成商首先對各設備廠家提交的資料進行審核修正，并根據(jù)設備廠家及自身經(jīng)驗向設計單位提出一些合理建議，工藝更加優(yōu)化，設備更充分發(fā)揮其效率。下面就該新建污水廠在設計階段設備集成所起的輔助作用進行舉例說明。

2.1 孔板式細格柵

該污水處理廠細格柵選用的是孔板式格柵除污機，設計單位原先采用螺旋輸送機作為柵渣的輸送設備，后廠家依據(jù)其工程經(jīng)驗提出采用傾斜不銹鋼矩形槽即可達到柵渣輸送的目的。該建議最終被設計單位采納，如是改變減少的設備成本，減少了電機的使用，從而降低一定的機械故障率、電費和維護費。

2.2 氧化溝系統(tǒng)設備

氧化溝系統(tǒng)作為工藝流程的主生物處理系統(tǒng)，對整個污水處理廠出水是否達標具有重要的影響?？斎麪朢2000氧化溝分兩組，每組由4個串聯(lián)的厭氧池連接一個6溝的氧化溝體構成，每個厭氧池尺寸是17m×16.5m×5.7m，氧化溝單溝尺寸是163m× 10m×5.7m，有效水深5.2m。氧化溝系統(tǒng)設備主要包含機械表面曝氣機、潛水攪拌器、潛水推進器、內(nèi)回流門和自動調(diào)節(jié)堰門。

倒傘型立式表面曝氣機利用侵入水中一定深度的葉輪高速旋轉，推動污水上下翻騰并前進，同時使空氣中的氧氣迅速溶入液相，可以完成對污水充氧、攪拌和推流的三大作用[1]。本污水廠采用8臺表曝機，每組氧化溝使用2臺恒速+2臺變速表曝機。作為氧化溝的核心設備，除需提供土建預留預埋圖、安裝圖等基本資料外，還需向設計單位提交表曝機性能曲線圖（包含4臺表曝機對不同進水BOD濃度的供氧性能曲線和葉輪直徑3750mm的表曝機能耗隨葉輪浸水深度變化的性能曲線），輔助進行恒速變速表曝機位置的設計和能耗的估算。根據(jù)設計的溝道、溝形、溝道寬度、長度、水深、導流墻的位置和潛水推進器性能等資料，設備廠家對氧化溝內(nèi)的水力特性進行復核。得出設備組合運行情況（見表3），從表3得出的水力特性數(shù)據(jù)可以看出，無論采用8種運行組合中的任何一種運行方式，氧化溝內(nèi)的混合液流速均大于

0.3m/s，滿足工藝要求。由此可驗證設計的溝型是合理的，表面曝氣機和氧化溝型結合的較好。同時也為將來污水廠氧化溝實際運行提供了參考。

表3 氧化溝水力特性輸出結果

2.3 反硝化深床濾池

為使出水水質(zhì)達到類國家四類水的標準，采用外加碳源的反硝化深床濾池技術作為穩(wěn)定達標的把關措施是必要的[2]。反硝化深床濾池作為一個完整的深度處理系統(tǒng)，該項目要求此系統(tǒng)由設備廠家設計，現(xiàn)將設計簡述如下：反硝化深床濾池共由八部分組成：處理池、管廊、清水池、廢水池、反沖洗風機、反沖洗水泵、碳源投加系統(tǒng)和閥門供氣系統(tǒng)。

2.3.1 處理池由8個并聯(lián)的單格組成，單格尺寸18.3m×6.1m× 6.0m，濾磚厚0.70m，濾料采用石英砂材質(zhì)，濾料層厚1.83m，濾料體積204m3。慮磚作為反硝化深床濾池的核心技術產(chǎn)品，其采用S型慮磚近距離隔離的排列方式，更好的避免了傳統(tǒng)慮磚+濾頭方式產(chǎn)生的布水布氣有死角、易堵塞等問題，使過濾系統(tǒng)無障礙穩(wěn)定的運行。

2.3.2 管廊尺寸25.7m×5.2m×4.0m，主要用于布置清水管道、反沖洗管道、反沖洗氣管和反沖洗廢水管。通過管道氣動閥門控制過濾、反沖洗和反沖洗廢水排放。這里為了解決氮氣或溶解氧積累在濾層中，增加濾頭損失的問題，本項目采用單獨水反沖的辦法釋放濾層中的氮氣或溶解氧。

2.3.3 清水池尺寸18.3m×7.0m×4.8m，8個單格濾池的處理水通過清水管道匯集到清水池流出。清水池同時作為濾池反沖水、廠區(qū)PAC、PAM和二氧化氯藥劑溶解水水源。

2.3.4 廢水池尺寸18.3m×7.0m×6.9m，用于收集濾池反沖洗廢水并通過排污泵（流量：330m3/h，揚程：8m，功率：18.5kW）泵回細格柵處。

2.3.5 反沖洗風機采用3用1備的羅茨風機，56.7m3/min，58.3kPa，90kW，全部變頻控制。

2.3.6 反沖洗泵采用2用1備的臥式離心泵，850m3/h，12m，45kW。

2.3.7 碳源投加系統(tǒng)：采用甲醇作為碳源，甲醇的投加采用前后反饋復合環(huán)路投加控制，控制系統(tǒng)收集進水流量信號+進水硝基氮濃度信號+出水硝基氮濃度信號，通過換算，精確的控制碳源投加量，保障濾池反硝化效果，避免因碳源過量投加引起的出水BOD升高風險。

2.3.8 閥門供氣系統(tǒng)：除管廊管道氣動閥門外，處理池上的進水渠入單格濾池口的氣動方閘門所使用的氣源均由該系統(tǒng)提供。系統(tǒng)由2套空壓機（1m3/min，0.8Mpa，7.5kW）和1個儲氣罐（1m3，0.8Mpa）組成。

3 施工圖復核

設備的順利安裝、正常運轉是建立在土建建設的基礎之上。目前，國內(nèi)大部分污水處理廠業(yè)主對進度要求較高，設計單位一般難以對施工圖紙進行較為詳細的繪制。當設計單位出圖后須即時將圖紙給各設備廠家進行復核，提出修改意見反饋給設計單位。結合本污水處理廠建設的實際情況，提出以下兩點注意事項：

3.1 設備要求土建的預留孔（洞）、預留套管、設備基礎、預埋件等，必須要各設備廠家仔細復核土建施工圖紙，明確預留（預埋）的具體做法（如：材質(zhì)、具體尺寸和基礎的強度要求等）。此外，這些土建預留（預埋）必須在土建施工圖紙中明確體現(xiàn)，以免后期安裝中出現(xiàn)漏留或推諉事件的出現(xiàn)。

3.2 電氣控制施工圖紙需要各設備廠家反復交流、復核，以避免設備、現(xiàn)場就地控制箱、配電間低壓柜之間動力線路、控制線路上出現(xiàn)漏項、相互矛盾的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 設備安裝

由于工程建設經(jīng)驗不足，相關部門協(xié)調(diào)不夠，導致污水處理廠在建設過程中出現(xiàn)很多問題，其中設備安裝問題表現(xiàn)得最為突出、最為典型，這對后續(xù)的設備調(diào)試和工藝運行帶來諸多不利影響[3,4]。結合本污水廠的設備安裝過程，以安裝質(zhì)量、安裝進度為考察目標，提出以下三點建議：

4.1 機械設備安裝：安裝前應仔細與各設備廠家指導人員進行交流做好技術交底工作，減少螺栓入地深度不夠、設備固定方式不正確和使用的墊片不符合要求等細節(jié)問題的出現(xiàn)；泵房、風機房的起重設備應優(yōu)先安裝，這樣做可以解決風機、水泵安裝時的起吊問題；離心脫水機等大型設備須在土建封頂前吊入設備間，以免后期拆墻運入的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.2 管道安裝：按監(jiān)理及相關規(guī)范要求提前做好管道內(nèi)外防腐工作、注意管道接口處的法蘭標準、螺栓和墊片材質(zhì)的選購，以免出現(xiàn)返工的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.3 電氣設備的安裝：高低壓柜、變壓器的安裝必須在廠家專業(yè)技術人員指導下完成，正式通電前須仔細復檢；線纜的敷設須待土建將電纜溝兩邊的路面修建完成后進行，以避免泥土污染線纜；就地控制柜的安裝須考慮人員方便操作、穿線管方便穿入等問題。

5 結語

從目前國內(nèi)污水處理廠建設趨勢可以看出，設備集成在整個建設過程中扮演著越來越重要的角色，不僅要求對設備本身了解細致，還要對處理工藝有較為深入的認識。結合該污水處理廠工程經(jīng)驗，提出以下三點建議以供工程技術人員參考。

5.1 輔助設計方面，除向設計單位提供必要基礎資料外，還應根據(jù)設備的特性及工程應用經(jīng)驗，提出更優(yōu)化的設計建議。對于成套系統(tǒng)設備尤其是具有知識產(chǎn)權的核心系統(tǒng)設備應提交工藝計算和概念設計以供設計單位參考。

5.2 圖紙復核方面，須對土建施工圖、電氣施工圖進行復核，將問題消滅在圖紙階段，避免后期施工過程出現(xiàn)大量不必要的麻煩。

5.3 設備安裝方面，做好設備安裝先后順序，充分了解廠家對某些細節(jié)的要求，避免返工等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

[1]范蘢,陳大方,劉艷臣,等.Carrousel氧化溝單個表曝機流態(tài)的模型試驗和分析比較[J].環(huán)境科學研究,2007,20(4)∶97-101.

[2]楊興豹,李激,闞薇莉,等.Denite○R深床反硝化濾池在污水廠升級改造中的應用[J].中國給水排水,2011,27（12）：34-36.

[3]于文閣,夏倞.污水廠設備安裝中容易出現(xiàn)的幾個問題及解決措施[J].中國給水排,2010,26（08）：136-137.

[4]呂鏡明.淺談城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設備安裝的注意事項 [J].環(huán)境,2012,S1∶163-164.

繆幸福（1986—），男，上海，研究生，污水處理。