污水处理厂设备选型及设备管理

引言

设备作为污水处理厂正常运行的基本前提，合理选择及管理设备，可增加污水处理量，提升出水水质，实现良好的经济效益。设备选型过程中，需积极考量多方面因素，保证设备生产效率及应用质量同时，实现整体投资效益。设备管理核心任务和目标为管控、使用及维修好设备，充分发挥其生产能效，保证生产安全性、稳定性和可靠性，促进污水处理厂良好运行，实现生态效益和经济效益。1 污水处理厂设备工艺要求污水处理厂实际运行过程中，因工艺段不同，使用的设备种类也不同，如脱水机、压滤机等，设备类型繁多，其功能及价格也不尽相同。根据工艺要求，选取合理、经济的污水处理设备，实现污水达标处理的目的，在尽可能提升污水处理量的同时，降低成本支出，是污水处理厂投资建设时需考量问题。污水处理厂设备选型过程中，应保证设备应用具有成熟性、综合性和经济性，保证设备投产使用所耗损资源量低，污水处理过程管控便捷。因此，污水处理厂设备工艺要求如下：一是应保证工艺流程稳定、高效，具有耐冲击负荷能力，整体运作具有灵活性，设备布设结构合理集约化。二是设备型号选择、匹配合理性，整个运作过程十分稳定可靠，具有良好的经济性，设备维修保养十分简易，可使用周期较长。三是设备选取自动化控制技术，并配备专业化监控仪表，可完成自动化管理，增强系统管控水平。四是设备系统运作存在灵活性和可调节空间。五是设备工艺设计美观、空间布局合理，污水处理厂可采取有效的措施，减少对周围环境影响，合理控制噪声等污染。

2 污水处理厂各工艺段设备选型要点

2.1 细格栅设备选型污水处理厂常见细格栅类型较多，如回转式、阶梯式及转鼓式。其中使用频次较高的便是回转式格栅，此种类型清除纤维类垃圾成效较佳，但其实际运行过程中环境不佳，耙齿易老化损伤，尤其针对颗粒型固体垃圾，由于其自身整体构造特性，分离成效不佳。阶梯式初期主要以进口为主，现下国内已经存在厂家生产，其缺点与回转式格栅类似，颗粒类固体垃圾最终分离成效较佳。转鼓式格栅与其他型号相较，其SS去除率较高，尤其对纤维垃圾和固体垃圾均有较高的分离率，设备运行可靠性较高，可有效保护后续处理设备正常运转，建议工程应用中选用此种类型。

2.2 鼓风机选型一方面，国产鼓风机和进口鼓风机比选。随着90年代末期经济高速发展，全国范围内各大污水处理厂相继建设，处理工艺多选用活性污泥法的鼓风曝气。因此，国产离心式鼓风机逐步应用于污水处理领域中，机型逐步趋于高速、离心风机过渡。以现阶段的高速、单级、离心式鼓风机为例，国产鼓风机与进口鼓风机相较，存在以下几方面的差异性：一是实际风量较小，一般低于250m3/min；二是实际种类较少，并未形成品牌系列，选择范畴受限；三是实际风量调节，主要以风门进行控制，可调整控制范围较小，且自身连续性不佳；四是鼓风机内部无自动预先旋转进口导流叶片，无自动可调试出口导叶扩压器，运行工况波动性不佳，整体运行效率较低；五是国产鼓风机结构紧凑性有待提升，其与国外先进品牌相较，其整体安装尺寸较大，对厂房空间寿命和安设提升均较高；六是控制模式十分简易，控制柜面板布局、质量可靠性不佳。另一方面，单级、多级鼓风机比较，包含以下特征优势：多级风机调整风量范围较小，一般利用放空阀调整气量，如此产生较高能耗和较大噪声；单级风机调节风量主要依附于出口扩压导叶完成，配合入口导叶提高工作效率；多级别风机并不配备齿轮箱变速，针对电流为60Hz适用性较强。针对上述分析，单级别鼓风机相较于多级鼓风机，在投产运行效率、能耗及后续维护等方面的优势更凸显。

2.3 曝气设备比选曝气设备主要包含两大类型，即机械曝气、鼓风曝气，前者不配置相应的鼓风机房，设备维护便捷，投资较少，整体动力效率较低；后者系统元件构成复杂，建设投资较大，但其拥有的动力与前者类型之比为1:2～3。国内污水处理厂建设完成之后，运行投资较大是急需解决问题，所以选取运行效率较高的设备，是污水厂处理设备选型基础原则，通过实践表明，鼓风曝气系统在5～10年后，其节省运行费用可相抵高出机械曝气基础建设投资，对使用周期超过20年污水处理厂具有积极作用。曝气器作为鼓风曝气核心构成，实际运行过程中维护体量大，使用年限较短，曝气器自身优劣决定该系统运行可靠性。以材质为划分基准，其包含类别较多，如刚玉、橡胶膜式、尼龙、工程塑料，其中橡胶膜式曝气器释放气泡较小，随着其材质持续性改进，结构不断升级优化，在污水处理中普遍应用。橡胶膜式曝气器类别包含盘式、管式、板式，前两者单管表面积较大，价格差异较小，管道系统结构简易，投入资金体量小，日常维护少。

2.4 提升泵选型提升泵是污水处理厂重要设备，综合分析各因素，选取合理设备。一是成本分析。采购成本方面，相同流量或功率的进口泵价格较高，其实际耗损能量较低，运行3～5年可补充成本差异。维护成本方面进口泵采购价格较高，维修成本较大，但其产生故障频次较少，整体分析维护成本较低。进口泵使用周期可长达10年，国产泵仅为5～7年。二是性能分析。进口泵其构成精细化，且配备成熟监控系统，整体运行性能稳定，故障率较低，若日常应用、养护合理，运行5～7年不会出现较大故障。进口泵效率较高，其相较于国产泵，其耗能可降低20%～40%。三是维护保养。进口泵整体故障率较低，需依照运行时间做好各项操作，但其自身整体精密性较高，维修技术水平较高。进口泵与之匹配零件均需进口，价格较高，采购周期较长，需预先做好常损件配备工作。综上所述，建议选取性能优良稳定及运行效率较高的进口泵，保证污水处理系统正常运行。

2.5 污泥浓缩设备选型浓缩前污泥含水率较高，整体流量较小，脱水前污泥含水量较低，整体流量较小。现下污泥机械浓缩、脱水设备类型较多，包含真空过滤机、鼓筛过滤机、螺旋压榨机、压滤脱水机、滚压式脱水机、带式压滤机、离心脱水机，从最终污水处理成效、工程投资、维护等方面比选，使用频次较高的为带式压滤机、离心脱水机。针对污泥浓缩脱水机而言，其主要包含 3 种方式，对其进行综合性比较，第一种为带式浓缩机+带式脱水机，设备经济性优良，国内生产且运行成熟，但其后续系统复杂，占地面积较大，操作环境复杂；第二种为浓缩、脱水一体机，设备布局紧凑，环境条件优良，是污泥机械处理最佳方式；第三种离心浓缩联合脱水机，其人工劳动操作小，具有良好的连续性，但其经济性不佳，产生的噪声较大。

3 项目实践案例分析某项目位于永丰县城北部的恩江南北两岸，其作为县城区域内政治、经济及交易中心，交通十分便捷，自然条件优越，水资源丰富。该区域内主要以新材料产业、医药等为核心产业。现下排水主要将其输送至县城污水处理厂处理，但由于县城污水收集系统缺乏完善，部分污水并未通过处理进入周围临近水体中，对城市环境造成污染。为进一步增强污水处理系统，提高其污水受纳及处理水平，需对该厂进行扩建。实际处理设备选型过程中，综合性考量处理厂水质状况、经济因素等，污水提升泵房依照2万m3/d土建建设，现有潜污泵4台；细格栅及沉砂池1座，布设2台B=0.8m的细格栅；2座直径均为2.43m的沉淀池；氧化沟共计2座，其单座有效容积为5200m3,污泥负荷设计参数为0.07；紫外线消毒池1座，当水流处于峰值流量，紫外线透过率为65%，且灯管使用周期末期紫外C辐射剂量应超过16mJ/cm3,池内布设2个模块组，每个模块应包含3个紫外灯排架。浓缩脱水机房内布设2台带式浓缩脱水一体机。通过合理设备选型，提高污水处理能力，降低成本支出，获取良好的经济及社会效益。

4 结语污水处理厂建成后，其处理设备是保证处理成效的关键，设备选型过程中应进行综合性考量。污水处理厂设备种类繁多，且价格不一，污水处理设备应在保证质量的同时，系性考量其使用年限、经济性、稳定性、工艺适用性等，保证设备选型具有合理性，确保污水处理厂高效、稳定、安全运行。