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《中國給水排水雜志》2015年第十八期

摘要:

結(jié)合溫州市中心片污水處理廠曝氣沉砂池浮渣處理系統(tǒng)的技術(shù)改造實(shí)踐，介紹了一套自控程度高、刮渣輸送徹底的浮渣處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電機(jī)自動控制升降的刮渣板替代原重錘杠桿翻轉(zhuǎn)刮渣板，在原有浮渣槽安裝一臺螺旋輸送機(jī)克服浮渣流動性差的缺陷，浮渣在特制的垃圾箱內(nèi)靜沉脫水再外送處置，電氣控制與原吸砂橋形成一體的電氣自控系統(tǒng)。多年以來，該浮渣處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，效率高，故障少。

關(guān)鍵詞:

污水處理廠;曝氣沉砂池;浮渣處理;技術(shù)改造

溫州市中心片污水處理廠設(shè)計規(guī)模為20×104m3/d，采用奧貝爾氧化溝工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)二級標(biāo)準(zhǔn)。

1曝氣沉砂池概況

該污水處理廠建有4組平行布置的曝氣沉砂池，每兩組設(shè)置一座吸砂橋。每組曝氣沉砂池分為兩格，一格為曝氣沉砂區(qū)，另一格為除油刮渣區(qū)。兩組通過豎向布置的整流柵條分開。在沉砂區(qū)內(nèi)縱向水流因注入的壓縮空氣而形成螺旋流，密度較大的砂石沉至池底，由吸砂泵輸送至砂水分離器，脂肪、油、浮渣等由于螺旋水流的作用而浮至水面并進(jìn)入除油刮渣區(qū)，固定在吸砂橋上的刮渣板將浮渣刮至浮渣槽。

2存在的問題

該系統(tǒng)在日常運(yùn)行中主要存在以下問題:①設(shè)備故障多。刮渣板采用杠桿結(jié)構(gòu)，杠桿一端為刮渣板，另一端為重錘，通過一條可以調(diào)節(jié)刮渣板高度的方鋼固定在吸砂橋上。當(dāng)吸砂橋沿水流方向前進(jìn)時，刮渣板沒入水中，將浮渣刮至除油刮渣區(qū)前端的出渣導(dǎo)板。當(dāng)位于杠桿上方的重錘碰觸安裝在池壁上的半弧形橫桿并落至后下方時，刮渣板被重錘翹起，順勢將浮渣沿著出渣導(dǎo)板刮到浮渣槽內(nèi)。在重錘碰觸始末兩端半弧形橫桿時，經(jīng)常由于調(diào)節(jié)的高程不合適不能自動翻轉(zhuǎn)，吸砂橋在重錘直頂橫桿時由于尚未到位繼續(xù)前行，導(dǎo)致刮板和橫桿損壞，吸砂橋由于阻力無法前行導(dǎo)致行走輪原地轉(zhuǎn)動，軌道受磨損成坑，嚴(yán)重的一次導(dǎo)致吸砂橋脫軌。②刮渣不徹底。由于曝氣沉砂池池底設(shè)計為斜坡狀，吸砂橋受吸砂泵運(yùn)行高程的影響無法行走至曝氣沉砂池進(jìn)水始端，形成始端一段約1．5m的刮渣死區(qū)。受螺旋流的作用，除油刮渣區(qū)水面形成由縱向中間向始末兩端分流的流態(tài)，大部分浮渣都集中在始端和末端，始端刮渣死區(qū)大量的浮渣無法清除。③浮渣槽內(nèi)浮渣流動性差。由于浮渣槽入口高出水面約0．2m，浮渣由刮渣板沿出渣導(dǎo)板刮起時大部分水被瀝掉，浮渣含水率＜80%，流動性差，不能自流至浮渣井內(nèi)，大量存留在浮渣槽內(nèi)。后在浮渣槽下方鉆出直徑為20mm的圓孔，水在水壓作用下流入浮渣槽，浮渣在水流作用下流入浮渣井。但由于大量水的存在，浮渣井中的浮渣與水又很難分離。④人工清除強(qiáng)度大。由于上述3個方面問題的存在，系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自動清除浮渣，只好采用人工清除浮渣。但每天產(chǎn)生的浮渣較多，人工清除的勞動強(qiáng)度大，夏日和嚴(yán)冬的工作環(huán)境惡劣，且存在墜入池中的安全隱患。⑤2009年對構(gòu)筑物實(shí)施加蓋除臭工程，曝氣沉砂池被建房密閉，房內(nèi)臭氣濃度高，環(huán)境惡劣，已不適合人員入內(nèi)清除浮渣。因此尋找一種有效可靠的自動化的浮渣處理系統(tǒng)就顯得尤為迫切。

3技術(shù)改造

①采用雙刮渣板電機(jī)控制升降。針對杠桿結(jié)構(gòu)的刮渣板在運(yùn)行中存在故障多、刮渣不徹底的問題，擬將單杠桿結(jié)構(gòu)刮渣板改為電機(jī)控制升降的雙刮渣板。前刮渣板為出渣板，后刮渣板為始端死區(qū)預(yù)刮板。刮渣板通過平行的兩根搖桿鉸接在吸砂橋固定架上，搖桿前端設(shè)置一條鋼絲繩，另一端纏繞在電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)鼓上。當(dāng)吸砂橋在始端開始前行時，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓反轉(zhuǎn)，放長鋼絲繩使刮渣板沒入水中，“死區(qū)”浮渣在兩塊刮渣板之間隨吸砂橋前行，在吸砂橋到達(dá)末端出渣口時，前刮渣板將大部分浮渣沿出渣導(dǎo)板刮至浮渣槽內(nèi)。當(dāng)吸砂橋在末端開始后退時，電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓正轉(zhuǎn)，收短鋼絲繩使刮渣板離開水面，原“死區(qū)”浮渣停留在除油刮渣區(qū)末端，在吸砂橋下次前行時被前刮渣板刮至浮渣槽內(nèi)。刮渣板沒入或離開水面都有預(yù)設(shè)的限位位置，刮渣板另設(shè)一條最大下限位位置鏈條保證刮渣板在出渣導(dǎo)板下沿之上，確保刮渣板運(yùn)行安全。改造后刮渣板效果如圖1所示。②延長出渣導(dǎo)板。原重錘杠桿刮渣板在末端重錘碰觸橫桿時，經(jīng)常由于刮板勾住出渣導(dǎo)板下沿?zé)o法正常翻轉(zhuǎn)，影響刮渣效果，同時造成設(shè)備損壞。

此次技術(shù)改造延長了出渣導(dǎo)板的下沿，保證前刮渣板最大下限位置在出渣導(dǎo)板下沿之上，確保刮渣板不會勾住出渣導(dǎo)板下沿。在出渣導(dǎo)板水面部分布置漏水孔，浮渣被前刮渣板刮上出渣導(dǎo)板時能夠在最短時間內(nèi)瀝掉積水，保證浮渣槽內(nèi)的浮渣具有低含水率。③在浮渣槽內(nèi)安裝一臺螺旋輸送機(jī)。原浮渣槽基本屬于水平安裝，自流出渣困難，本次改造在浮渣槽內(nèi)安裝了一臺無軸螺旋輸送機(jī)，吸砂橋前行至末端將浮渣刮至浮渣槽螺旋輸送機(jī)內(nèi)時，螺旋輸送機(jī)在檢測到信號后開始運(yùn)行，將浮渣輸送至曝氣沉砂池外設(shè)置的特制垃圾箱內(nèi)靜沉。每次螺旋輸送機(jī)保持3min的運(yùn)行時間，以確保把浮渣完全輸送至特制垃圾箱內(nèi)的同時減少設(shè)備磨損，降低電耗。④采用帶5mm孔徑篩網(wǎng)的特制垃圾箱。原浮渣與水一起流入浮渣井，井中的浮渣與水很難分離，本次改造設(shè)置一個帶篩網(wǎng)的特制垃圾箱，垃圾箱中間設(shè)置一層篩網(wǎng)，底層設(shè)置一個帶閥門的排水口。浮渣在篩網(wǎng)上靜沉一段時間，含水率進(jìn)一步降低。

箱體設(shè)置為翻轉(zhuǎn)式，在清理垃圾時可翻轉(zhuǎn)箱體，將垃圾傾倒在輸送車上外運(yùn)，解決了因浮渣顆粒小容易堵塞壓榨設(shè)備濾網(wǎng)的問題。⑤電氣控制整合為統(tǒng)一的PLC控制系統(tǒng)。原吸砂橋、吸砂泵、刮渣板、螺旋輸送機(jī)各有自己的電氣控制系統(tǒng)，在運(yùn)行時不能很好地協(xié)調(diào)合作，系統(tǒng)之間沒有有機(jī)結(jié)合，中控室不能看到刮渣板和螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行信號和故障信號，不能實(shí)時掌控設(shè)備運(yùn)行狀況。同時由于配電柜設(shè)在曝氣沉砂池密閉房內(nèi)，元器件、接線頭受臭氣嚴(yán)重腐蝕脫落，導(dǎo)致設(shè)備需時常停運(yùn)檢修。本次改造后期取消各自電氣控制柜，整合為統(tǒng)一的PLC自控系統(tǒng)，并把控制柜設(shè)置在曝氣沉砂池密閉房外，減少電氣設(shè)備腐蝕。采用西門子S200－7PLC，負(fù)責(zé)吸砂橋、吸砂泵、刮渣板、螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行控制和協(xié)同運(yùn)行，收集它們的運(yùn)行狀態(tài)和故障信號，統(tǒng)一向上級自控系統(tǒng)傳送運(yùn)行信號和接收運(yùn)行命令。電氣改造提高了曝氣沉砂池設(shè)備的自控程度，減少了設(shè)備故障幾率，使設(shè)備運(yùn)行更加安全可靠。

4改造效果

該系統(tǒng)運(yùn)行多年以來，有效解決了長期困擾該污水處理廠曝氣沉砂池浮渣處理難的問題。①將單杠桿結(jié)構(gòu)刮渣板改為電機(jī)控制升降的雙刮渣板，徹底解決“死區(qū)”浮渣無法清除問題，有效降低了設(shè)備運(yùn)行故障。②在浮渣槽里安裝螺旋輸送機(jī)，從根本上解決浮渣在浮渣槽里流動性差的問題。③采用帶篩網(wǎng)的特制垃圾箱使浮渣靜沉可以降低含水率且方便運(yùn)輸，解決了因浮渣顆粒小容易堵塞壓榨設(shè)備濾網(wǎng)的問題。④采用西門子PLC整合為統(tǒng)一的自控系統(tǒng)，提高了曝氣沉砂池整體設(shè)備自控程度以及運(yùn)行可靠性。該浮渣處理系統(tǒng)獲得一項(xiàng)發(fā)明專利和一項(xiàng)實(shí)用新型專利，其專利號分別為ZL201310267451．7和ZL201320381543．3，非常適合曝氣生物濾池、MBR等預(yù)處理要求高的污水處理工藝應(yīng)用，對老廠曝氣沉砂池改造亦具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn):

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［4］張辰，李春光．淺談城市污水處理廠的技術(shù)改造［J］．中國給水排水，2004，20(4):20－23．

作者：廖建勝 張思 彭毅 單位： 溫州中環(huán)正源水務(wù)有限公司