污水處理廠提標改造中關鍵設備設計、選型、安裝及運行調試

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，總納污面積約47km2，服務人口約45 萬，是目前南海區處理規模最大的生活污水處理廠，處理規模達到16 萬m3/d，尾水排放標準執行國標一級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，提標改造擴容后規模達到22m3/d，出水水質執行國標一級A、廣東省標準第二時段一級及汾標的較嚴值。

2 關鍵設備選型要點

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

首先，遵循合用性原則。設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式潷水器，不滿足MSBR 工藝連續性出水的要求，因此改為可根據液位調整、連續性出水的空氣堰潷水器。其次，原供氣設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、噪音大和壓力調整范圍小等問題，難以滿足提標改造后工藝調控的需要，因此經比選后更換為能效更高、參數可調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、脫水率和產泥量不穩定等問題，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備的對比，綜合選擇產量大、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、風機等重要能耗設備，應優先考慮變頻控制，工頻、變頻合理配置。

第三，遵循耐用性原則。污水處理廠生產過程存在不同程度的強酸、強堿環境和泥水混合物中含有大量的砂礫物質，因此對設備耐腐蝕、抗磨損性能提出了很高的要求。因此設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，在保證設備性能的前提下，宜首選性能可靠、性價比較高和后期服務完善的國內外知名品牌。

3 關鍵設備設計要點

3.1 生物池改造設計

根據設計方案，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，做了以下設計優化。

強化攪拌作用。原二期CASS 生反池單元由于設備功率和臺數選型不足，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生“死泥”漂浮現象。本次設計對上述問題進行了重點考慮，一方面根據設計參數校核，重新核算設備功率，好氧段設計了4 臺13kW 攪拌器，且優先使用進口品牌攪拌器、不銹鋼304 材質槳葉，確保攪拌效果。

對于攪拌器推程末端容易出現“死區”現象，在相應位置加設了曝氣器，保證生反池泥水攪拌效果。

選擇大流量回流泵，提高內回流比，強化硝化、反硝化效果。回流泵參數由Q=160m3/h、N=3kW優化為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，結合用地規劃做了以下設計優化。

3.2.1 精密過濾

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

3.2.2 消毒設備

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、消毒效果不穩定、存在細菌滅活后復活情況，超標排放風險較大。因此，經綜合考慮，本次提標改造使用次氯酸鈉消毒。結合實際運行需求，次氯酸鈉投加設備優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計防溢出池，同時配置洗眼裝置和應急排風裝置等設施。

3.3.3 污泥脫水設備

在污泥脫水設備選型時，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的離心脫水機技術。

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

4 關鍵設備安裝調試要點

4.1 設備安裝

設備的安裝精度控制應該從人、機、料、法、環等方面著手，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

保證設備水準、高程控制點的精度，是設備安裝的基礎性工作。結合該車間安裝設備的臺數、運行特點等內容，綜合考慮測區水準標石的等級、埋設位置、數量等技術要求。對于脫水機房、風機房等廠房較大時，可增設水準點，但同時應提高觀測精度。

4.1.2 安裝過程控制

①開箱檢查。設備開箱時，應著重檢查設備名稱、規格、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文件要齊全。

②基礎驗收。在設備就位安裝前完成對設備基礎的檢查驗收，著重檢查基礎養護時間、混凝土強度是否符合設計要求；基礎外觀質量是否合格（如離心脫水機安裝前應重點檢查其基礎有無存在裂紋、空洞、露筋、凹凸等缺陷）；潛水設備起吊桿基礎固定的預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。

③過程要素控制。安裝過程控制重點是對影響設備安裝精度的控制，包括：設備找平、找正、找標高；設備灌漿；設備部件裝配；設備潤滑與加油；設備電氣連接檢查等。設備部件安裝應結合裝配方式考慮環境條件，如風機閥門以法蘭或螺紋方式連接時閥門應該關閉狀態下安裝、以焊接方式安裝時應該在開啟狀態下安裝；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 調試

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

5 結語

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備設計、選型、安裝及運行調試等工作取得了較好的效果。