污水處理廠機械設備的安裝及維護管理分析

宋少林

（光大水務（濟南歷城）有限公司，山東 濟南 250000）

引言

污水處理廠機械設備是運行過程中的重要組成部分，其不僅能夠改善生態環境，避免污水及污染物直接流入水域，且可以針對廢水實現二次利用，對促進經濟發展具有重要意義。污水處理廠若想充分發揮自身價值，就必須做好相關設備檢修與養護工作，使機械設備運行的順暢性與高效性得到一定的保障，在科學技術日新月異的時代中進行調整與完善，以此保證相關處理工作能夠有效進行。

1 污水處理廠機械設備分析

1.1 機械設備概述

污水處理廠在實際工作中所應用的機械設備較多，其中較為常見的包括離心機、脫水機、曝氣機、氣浮機和格柵等，在應用中需要根據安裝圖與基礎圖進行安裝設計，基礎要求平均承壓5 t/m2，如設備安裝在地坪以下，基礎離地坪相對標高按圖尺寸為準，長度必須離基礎邊線500 mm以上，管道安裝連接應該在設備就位時考慮好，互相間距必須正確。根據安裝圖連接管道，設備安裝完畢后設備與基礎地板必須連接固定，在設備中注入污水，且充滿度必須達到70%以上，以此檢查各管道是否存在滲漏情況。設備安裝完畢無不妥后，需要進行夯實與整平，設備人孔蓋板必須高出地坪50 mm左右，接線時注意水下曝氣機及潛污泵電機的轉向，控制柜環境必須滿足要求，以免出現不安全情況[1]。

1.2 污水處理發展

在各類機械設備的支持下，我國污水處理行業突飛猛進，整體發展處于快速成長期，現如今污水處理能力正迅速擴張，2020年城市污水處理廠日處理能力達1.36億m3，且污水處理率正穩步提高，在一定程度上推動了環保產業發展。我國鼓勵利用再生水的政策，這一建設目標為污水深度處理業務提供了廣闊的市場空間，使得污水處理量快速增長，據相關統計報表顯示，2020年全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠4 869座，城市污水處理率已達到88.9%，預計到2025年城市污水處理率將大于90%，日后發展中必須對此進度合理規劃。

2 污水處理廠機械設備常見問題分析

2.1 管網設備未能優化

在城市化進程不斷推進的局勢中，污水處理廠建設出現了滯后的情況，傳統結構如圖1所示。污水處理設備在長期運行的過程中，很容易受方面因素的影響，導致機械設備出現故障問題，引起故障的因素包含多個部分，其中設備安裝以及管理維護占主要部分，小故障也可能在日積月累下轉變為大故障，如因管理不當而出現機械設備損毀的現象，將會加大了污水處理廠低負荷運作程度，污水處理廠的處理能力將會逐漸削弱[2]。

2.2 節能環保理念缺失

污水處理廠的機械設備在維修的過程中，存在節能環保理念缺失的情況，發生故障后僅注重當前問題解決，并沒有全面了解機械設備，最后新的故障問題不斷出現。上述情況不僅在一定程度上增加了維修成本消耗，且會降低設備的使用壽命，為后續運行埋下安全隱患。同時，在處理污水的過程中，如存在機械故障問題還增加電能消耗，約為200～400 kW·h，大量電能的損耗已經演變成致使處理廠無法獲得預期效益，表明污水處理工作節能降耗效果欠佳。

2.3 設備維護存在失常

污水在處理前期與后期環節中，需要對水質進行檢測，參照相關參數進行科學整改，但多數污水處理廠管理水較低，檢測系統環節未能應用相關技術，有些區域沒有參照水質檢測規程而隨意的對水質進行測定，最終導致化驗檢測程序難以契合實際需求，降低了污水處理和排放工作效。因此，在機械設備維修的過程中，要全面檢查和檢驗機械設備，針對水質檢測細節加大關注，根據機械設備的運行數據和具體情況制定出科學的維修策略，避免設備維護存在失常[3]。

3 污水處理廠機械設備的安裝技術應用

3.1 設備采購驗收

為保證污水處理廠的運行質量，其中采購驗收作為重要環節，需要對此加大關注力度，具體如表1所示。

表1 設備采購驗收

3.2 安裝準備工作

3.2.1 設備基座安裝

在設備基座安裝準備階段中，需要結合當前場地圖紙安裝基座，明確不同機械設備的應用用途和種類型號，隨后組織開展測量放線，全過程必須嚴格遵循國家相關施工規定與設計要求，按照標準要求安裝混凝土現澆基座，以此為后續設備安裝作業提供基礎保障[4]。

3.2.2 質量檢測工作

對所配置的污水處理機械設備開展質量檢測，避免所安裝設備存在一定的質量瑕疵，防止在安裝完成后投入運行而出現故障問題。因此，在設備安裝前需要提前開展全面性的質量檢測工作，包括內外結構完好性、部件穩固性、設備規格型號、安裝圖紙及備案等，從而保證后續安裝的質量。

3.3 安裝技術交底

在設備安裝過程中，需要提前開展技術交底工作，明確設備調運作業要點，對各類安裝作業問題加以制止，防止出現內部結構損壞、元部件脫落等問題，如出現異常情況需要合理采取相應補救措施，防止安裝問題進一步擴大。在實際吊運角度超過設備安裝要求時，需要遵循“平穩運行、輕拿輕放”的設備吊運原則，明確崗位職責、協調分工[5]。

4 污水處理廠機械設備的安裝細則

某城市污水處理站建設工程的配套工程，總占地面積約600 m2，地下污水池建筑面積約280 m2，地面設備間建筑面積約95 m2，以該污水處理站200 t/d的設計處理能力進行設備配套，具體如圖2所示。

4.1 帶式脫水機安裝

上述污水處理廠在安裝前要求先進行一次全面核查，看輔機配件是否與清單列表一致，并對現場的土建尺寸、預留孔及預埋件進行檢查，采用吊裝方案的情況下，建議使用拖排方式進行運輸。在安裝過程中，需要確認設備信息與圖紙信息是否一致，一般使用框式水平儀進行檢查，待設備就位時需要檢查整機的水平度，如果有損傷需要及時修復，將垂直度誤差值控制在1/1 000以內。

4.2 起重機設備安裝

在起重機的安裝中，該污水處理廠采用專用卡具和直徑48 mm的鋼管，在腳手架應鋪上大板搭設防護欄，精度檢驗可以借助經緯儀以及水平儀，調直完畢后再依照相關要求進行安裝。在此過程中，需要檢驗合格后安裝并調整行走輪間隙，可利用導軌軸線高程采用水平儀進行測量，依照說明書安裝電器元件以及附屬部件，導車龍采取吊鏈吊起檢驗合格后方可進行焊接工作。

4.3 鼓風機設備安裝

鼓風機設備在運行過程中會產生一定頻率的震動，因此上述污水處理廠提前在設備安裝基座上設置減震器，以此對鼓風機設備中過濾箱體結構的合理調整，盡量減少鼓風機的平面和垂直安裝偏差。為確保出風口和鼓風機保持平行，需要在安裝前進行定位處理，隨后應用膨脹螺栓將過濾器固定好，根據有關標準來再次調節平衡度和縫隙寬度，仔細檢查管道內壁是否嚴密，并在安裝風管過濾器的時留出一定的空隙，要確保數值參數能夠在正常范圍之內[6]。

4.4 潛水泵設備安裝

潛水泵設備安裝需要預先了解其結構，在此基礎上提前開展測量放樣作業，結合參數信息對設備機座進行調平，位置偏差數值控制在1 cm以內，混凝土基座的強度達到標準后，將設備電纜以及吊鏈進行固定。如在P型安裝中，靜止排放連接上安裝泵，將訪問架放置到位并水平對齊，將泵安裝在兩個導桿上，連接到排放管的操作是自動的，此泵專門為在抽送液體中進行全浸式或半浸式工作而設計，如下頁圖3所示。澆筑混凝土基座的時候要預留出200 mm，平面位置偏差要控制在±10 mm之內，同時標高偏差要在±20 mm之內，安裝過程中要將連接處確定為基準點，導桿垂直偏差要不大于1%，在交接驗收的過程中添加潤滑油脂。

4.5 格柵除污機安裝

上述污水處理廠在安裝格柵除污機的之前，要求施工人員詳細檢查全有數據是否達到安裝標準，在確認無誤后再開展安裝作業，此過程注意對格柵安裝精度控制，邊緣水平誤差和地面水平誤差在1‰～2‰之內，垂直誤差低于2‰，確定方向的合理性。在吊裝格柵的過程中，要熟悉設備安裝過程中的需求，在安裝設備之前要再次對設備的細節處進行檢查，確定這些細節部門達到設計標準。

4.6 生物反應池

內回流泵等設備安裝位置按照A2O布局，生物反應池采用A2O生物工藝，本次調試運行選用了傳統A2O法，土建預留按照Bardenpho模式的布置。生物反應池采用底部曝氣，有效水深8.8 m；總設計停留時間17.0 h，其中厭氧區留時間1.2 h，缺氧區留時間5.2 h，好氧區留時間10.6 h。單線配備潛水推流器18臺，內回流泵4臺（3用1備），設計污泥內回流比100%~200%。

5 污水處理廠機械設備的維護管理細則

5.1 設備日常維護

污水處理機械設備日常維護十分重要，如對此未能重視，則可能為長期運行埋下安全隱患，具體細則如表2所示。

表2 設備日常維護細則

5.2 風管閥門調節

調試初期曝氣量按照設計的氣水比來控制，好氧末端溶解氧較高，脫氮效果不理想，根據進風總管的位置及區域風管閥門的分布情況進一步做出調整，小部分空氣進入好氧區后段攪拌混合液和適當補充溶解氧，降低了好氧末端的溶解氧，避免過高的溶解氧隨內回流進入厭氧區抑制反硝化作用，工藝調控上根據實際情況減小了好氧區末端三個廊道風管小閥門的開度，使出水氨氮、總氮穩定達標。

5.3 完善維護章程

上述污水處理廠通過三維電化學技術增加“電極填料”，電極填料填充于陰、陽兩極板之間，利用靜電感應原理讓填充的電極填料帶電，在污水處理中先對廢水進行混凝處理，再進行電化學氧化，在電流密度為6 A/dm2條件下，發現45 min后COD質量濃度由533.0 mg/L降至150.5 mg/L，COD去除率大于60%，設備維護后應用的整體效果較好，提高了廢水的處理效率。同時，如在運行中發現污泥和設備頻頻觸及，將會加大銹跡出現的概率，最終出現機械設備“卡死”問題，所以需要遵循章程進行記錄、上報與維修，做好設備防腐蝕處理工作[7]。

5.4 編制流程標準

在維護管理過程中，需要全面制定適合目前機械設備管理要求的制度，為運轉順暢性目標的實現提供保障。如上述污水處理廠機械設備在編制流程后，避免因機械設備存在問題而難以考察不同pH值的條件對降解苯并芘的影響，在后續使用中能夠保證檢測出苯并芘體積質量濃度是否在0.01μg/L以下，通過用150℃蒸汽對催化劑進行再生，使苯并芘質量濃度控制在0.006μg/L以內。在此基礎上，做好檢查設備自體運轉狀態與管控工作，在制定新的管理制度的時候要經過有關專家的討論，找出不足之處進行有效地改善，以此保證新修訂的制度具備一定的合理性和可行性，使污水處理廠運行的安穩性得到切實保障，防止維護風險問題的出現。

6 污水處理廠機械設備維護管理的措施

在污水處理廠機械設備維護管理中，應針對不同設備設置不同的維護管理方式，定期進行檢查、潤滑、調整，以此避免污水處理廠運行時發生設備故障。

6.1 水泵的維護保養

在污水處理廠中，水泵類設備大概在機械設備總值所占比重為15%，涵蓋了離心泵、軸流泵、混流泵和旋流泵等組分，在日常維護中需要與泵相連的5 m范圍內的閥門、壓力表和管道等隨泵體同時保養，在冬天用40號機械油，在夏天用60號機械油，運轉1000~1 500 h后更換，并檢查真空泵的各摩擦部位，清除節氣缸和氣閥的氣槽通路，如果發現有磨損不平即應予修正。

6.2 風機的維護保養

污水處理廠機械設備繁多，很多機械設備的正常工作都需要保證在最好的狀態下才能夠發揮出效果，按照《通風機振動檢測及其限值》標準要求，風機的振動速度剛性支承為Vrmss4.6mm/s；撓性支承為Vrmss7.1 mm/s，定期檢查和清理機殼，檢查是否有漏氣之處、表面焊接有無虛脫；主軸是否彎曲變形以及配合面的磨損程度，如運行聲音和軸承振動頻率過大則需要涂抹潤滑油。

6.3 砂水分離設備維護

為防止運作中斷和設備故障，需要針對每個特定用途定義確保設備的性能和效率，如混合物過多導致砂水堵塞，因此相關工作人員應及時清理這些混合物，可選擇靜壓方式將距邊緣近的錐形閥門，定期檢查砂水分離器螺旋的磨損，在極端操作條件下可能需要縮短間隔，例如在腐蝕劇烈的應用條件下或當液體溫度超過40℃（104°F）時，需要實行周檢與月檢。砂水分離設備必須在使用之前進行試運行，如針對氰化物這一常見物質，要求檢測時保證水中的（CN）2－含量小于0.1 mg/L，排放結束后將各項指標上傳到平臺上，如出偏差還需要進行調整。

6.4 加藥設備的維護

溶液箱設置磁性翻板液位計，實現就地液位顯示、高低限報警，低低液位自動停泵，防止投藥泵空轉。加藥設備如出現排液量不夠的情況，原因在于補油閥或安全閥漏油、吸入或排出閥內有異物卡阻、泵閥磨損，關閉不嚴等方面，在維護保養過程中需要經補償并做人工補油或者排油，徹底清潔所有部件，特別是O形環槽，更換所有O形環、墊圈和密封墊圈，使用油脂潤滑所有彈簧、螺絲和O形環，在重新組裝期間，確保與現有的刻度標記保持一致。去掉進口管道用杯水測試，結合實際需求修理或者更換閥件，避免應用中發生風險問題。

6.5 曝氣設備的維護

曝氣機每臺在出廠前，都認真地進行了最終檢查，但仍然需要開展電機絕緣電阻與電壓檢測工作，在無過熱電壓變化條件下，要求沒有持續以滿負荷運行參數在±10%左右，電壓不平衡容差控制在2%，檢查電阻是否介于20～250Ω，測得的電壓最大為2 VDC，避免運用中出現不穩定問題。曝氣池內的MLSS值可達4 000～7 000 mg/L，長期使用后可能出現零件磨損無法應用的情況，而一些零部件的外形和尺寸很相似，在選用時候要細致區分，從而確保設備的穩定運行。

7 結語

機械設備是污水處理工作中不可或缺的部分，不同種類的設備安裝及維護的方式也各不相同，因此需要結合實際科學定制安裝及維護方案，保掌握強化污水處理廠運行效率的方法，推進污水處理廠標準化建設進程，在實踐中不斷總結經驗，使污水處理廠運行質量得到切實保障。