合肥某污水處理廠設(shè)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(shè)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(jié)合合肥市某新建污水處理廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)備集成的角度出發(fā)，分別從輔助設(shè)計(jì)、施工圖紙復(fù)核和設(shè)備安裝三個(gè)方面概述設(shè)備集成的工作內(nèi)容，并總結(jié)出一些技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)。

設(shè)備集成；輔助設(shè)計(jì)；圖紙復(fù)核；設(shè)備安裝

合肥某新建污水廠屬于國(guó)家環(huán)巢湖生態(tài)示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，要求的出水水質(zhì)嚴(yán)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。合肥市污水廠一般采用專(zhuān)業(yè)總承包的方式進(jìn)行建設(shè)，即分為設(shè)計(jì)包、設(shè)備集成包和土建建設(shè)包等。設(shè)備是保證污水處理出水達(dá)標(biāo)排放的重要因素之一。本文就該污水處理廠，從設(shè)備集成的角度概述設(shè)備集成在輔助設(shè)計(jì)階段、施工圖紙復(fù)核階段及設(shè)備安裝階段所承擔(dān)的角色，并提出一些經(jīng)驗(yàn)以供工程技術(shù)、管理人員參考。

1 項(xiàng)目概況

該污水處理廠設(shè)計(jì)日處理量10×104m3，總變化系數(shù)KZ取1.3，污水來(lái)源為生活污水和部分工業(yè)廢水。污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)（見(jiàn)表1），出水水質(zhì)要求在穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量4項(xiàng)指標(biāo)濃度值分別不高于0.3mg/L、5mg/L、1.5mg/L和30mg/L（見(jiàn)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(jiàn)圖1）。

表1 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

表2 污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

圖1 工藝流程圖

2 輔助設(shè)計(jì)

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

2.1 孔板式細(xì)格柵

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

2.2 氧化溝系統(tǒng)設(shè)備

氧化溝系統(tǒng)作為工藝流程的主生物處理系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)污水處理廠出水是否達(dá)標(biāo)具有重要的影響?？斎麪朢2000氧化溝分兩組，每組由4個(gè)串聯(lián)的厭氧池連接一個(gè)6溝的氧化溝體構(gòu)成，每個(gè)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(shè)備主要包含機(jī)械表面曝氣機(jī)、潛水?dāng)嚢杵?、潛水推進(jìn)器、內(nèi)回流門(mén)和自動(dòng)調(diào)節(jié)堰門(mén)。

倒傘型立式表面曝氣機(jī)利用侵入水中一定深度的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)污水上下翻騰并前進(jìn)，同時(shí)使空氣中的氧氣迅速溶入液相，可以完成對(duì)污水充氧、攪拌和推流的三大作用[1]。本污水廠采用8臺(tái)表曝機(jī)，每組氧化溝使用2臺(tái)恒速+2臺(tái)變速表曝機(jī)。作為氧化溝的核心設(shè)備，除需提供土建預(yù)留預(yù)埋圖、安裝圖等基本資料外，還需向設(shè)計(jì)單位提交表曝機(jī)性能曲線圖（包含4臺(tái)表曝機(jī)對(duì)不同進(jìn)水BOD濃度的供氧性能曲線和葉輪直徑3750mm的表曝機(jī)能耗隨葉輪浸水深度變化的性能曲線），輔助進(jìn)行恒速變速表曝機(jī)位置的設(shè)計(jì)和能耗的估算。根據(jù)設(shè)計(jì)的溝道、溝形、溝道寬度、長(zhǎng)度、水深、導(dǎo)流墻的位置和潛水推進(jìn)器性能等資料，設(shè)備廠家對(duì)氧化溝內(nèi)的水力特性進(jìn)行復(fù)核。得出設(shè)備組合運(yùn)行情況（見(jiàn)表3），從表3得出的水力特性數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論采用8種運(yùn)行組合中的任何一種運(yùn)行方式，氧化溝內(nèi)的混合液流速均大于

0.3m/s，滿(mǎn)足工藝要求。由此可驗(yàn)證設(shè)計(jì)的溝型是合理的，表面曝氣機(jī)和氧化溝型結(jié)合的較好。同時(shí)也為將來(lái)污水廠氧化溝實(shí)際運(yùn)行提供了參考。

表3 氧化溝水力特性輸出結(jié)果

2.3 反硝化深床濾池

為使出水水質(zhì)達(dá)到類(lèi)國(guó)家四類(lèi)水的標(biāo)準(zhǔn)，采用外加碳源的反硝化深床濾池技術(shù)作為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的把關(guān)措施是必要的[2]。反硝化深床濾池作為一個(gè)完整的深度處理系統(tǒng)，該項(xiàng)目要求此系統(tǒng)由設(shè)備廠家設(shè)計(jì)，現(xiàn)將設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(fēng)機(jī)、反沖洗水泵、碳源投加系統(tǒng)和閥門(mén)供氣系統(tǒng)。

2.3.1 處理池由8個(gè)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(shù)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?xì)庥兴澜恰⒁锥氯葐?wèn)題，使過(guò)濾系統(tǒng)無(wú)障礙穩(wěn)定的運(yùn)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(guò)管道氣動(dòng)閥門(mén)控制過(guò)濾、反沖洗和反沖洗廢水排放。這里為了解決氮?dú)饣蛉芙庋醴e累在濾層中，增加濾頭損失的問(wèn)題，本項(xiàng)目采用單獨(dú)水反沖的辦法釋放濾層中的氮?dú)饣蛉芙庋酢?/p>

2.3.3 清水池尺寸18.3m×7.0m×4.8m，8個(gè)單格濾池的處理水通過(guò)清水管道匯集到清水池流出。清水池同時(shí)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(guò)排污泵（流量：330m3/h，揚(yáng)程：8m，功率：18.5kW）泵回細(xì)格柵處。

2.3.5 反沖洗風(fēng)機(jī)采用3用1備的羅茨風(fēng)機(jī)，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(fù)合環(huán)路投加控制，控制系統(tǒng)收集進(jìn)水流量信號(hào)+進(jìn)水硝基氮濃度信號(hào)+出水硝基氮濃度信號(hào)，通過(guò)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(guò)量投加引起的出水BOD升高風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.8 閥門(mén)供氣系統(tǒng)：除管廊管道氣動(dòng)閥門(mén)外，處理池上的進(jìn)水渠入單格濾池口的氣動(dòng)方閘門(mén)所使用的氣源均由該系統(tǒng)提供。系統(tǒng)由2套空壓機(jī)（1m3/min，0.8Mpa，7.5kW）和1個(gè)儲(chǔ)氣罐（1m3，0.8Mpa）組成。

3 施工圖復(fù)核

設(shè)備的順利安裝、正常運(yùn)轉(zhuǎn)是建立在土建建設(shè)的基礎(chǔ)之上。目前，國(guó)內(nèi)大部分污水處理廠業(yè)主對(duì)進(jìn)度要求較高，設(shè)計(jì)單位一般難以對(duì)施工圖紙進(jìn)行較為詳細(xì)的繪制。當(dāng)設(shè)計(jì)單位出圖后須即時(shí)將圖紙給各設(shè)備廠家進(jìn)行復(fù)核，提出修改意見(jiàn)反饋給設(shè)計(jì)單位。結(jié)合本污水處理廠建設(shè)的實(shí)際情況，提出以下兩點(diǎn)注意事項(xiàng)：

3.1 設(shè)備要求土建的預(yù)留孔（洞）、預(yù)留套管、設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)埋件等，必須要各設(shè)備廠家仔細(xì)復(fù)核土建施工圖紙，明確預(yù)留（預(yù)埋）的具體做法（如：材質(zhì)、具體尺寸和基礎(chǔ)的強(qiáng)度要求等）。此外，這些土建預(yù)留（預(yù)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(shè)備廠家反復(fù)交流、復(fù)核，以避免設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)就地控制箱、配電間低壓柜之間動(dòng)力線路、控制線路上出現(xiàn)漏項(xiàng)、相互矛盾的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 設(shè)備安裝

由于工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足，相關(guān)部門(mén)協(xié)調(diào)不夠，導(dǎo)致污水處理廠在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)很多問(wèn)題，其中設(shè)備安裝問(wèn)題表現(xiàn)得最為突出、最為典型，這對(duì)后續(xù)的設(shè)備調(diào)試和工藝運(yùn)行帶來(lái)諸多不利影響[3,4]。結(jié)合本污水廠的設(shè)備安裝過(guò)程，以安裝質(zhì)量、安裝進(jìn)度為考察目標(biāo)，提出以下三點(diǎn)建議：

4.1 機(jī)械設(shè)備安裝：安裝前應(yīng)仔細(xì)與各設(shè)備廠家指導(dǎo)人員進(jìn)行交流做好技術(shù)交底工作，減少螺栓入地深度不夠、設(shè)備固定方式不正確和使用的墊片不符合要求等細(xì)節(jié)問(wèn)題的出現(xiàn)；泵房、風(fēng)機(jī)房的起重設(shè)備應(yīng)優(yōu)先安裝，這樣做可以解決風(fēng)機(jī)、水泵安裝時(shí)的起吊問(wèn)題；離心脫水機(jī)等大型設(shè)備須在土建封頂前吊入設(shè)備間，以免后期拆墻運(yùn)入的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.2 管道安裝：按監(jiān)理及相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)、螺栓和墊片材質(zhì)的選購(gòu)，以免出現(xiàn)返工的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.3 電氣設(shè)備的安裝：高低壓柜、變壓器的安裝必須在廠家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下完成，正式通電前須仔細(xì)復(fù)檢；線纜的敷設(shè)須待土建將電纜溝兩邊的路面修建完成后進(jìn)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(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

從目前國(guó)內(nèi)污水處理廠建設(shè)趨勢(shì)可以看出，設(shè)備集成在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色，不僅要求對(duì)設(shè)備本身了解細(xì)致，還要對(duì)處理工藝有較為深入的認(rèn)識(shí)。結(jié)合該污水處理廠工程經(jīng)驗(yàn)，提出以下三點(diǎn)建議以供工程技術(shù)人員參考。

5.1 輔助設(shè)計(jì)方面，除向設(shè)計(jì)單位提供必要基礎(chǔ)資料外，還應(yīng)根據(jù)設(shè)備的特性及工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提出更優(yōu)化的設(shè)計(jì)建議。對(duì)于成套系統(tǒng)設(shè)備尤其是具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)提交工藝計(jì)算和概念設(shè)計(jì)以供設(shè)計(jì)單位參考。

5.2 圖紙復(fù)核方面，須對(duì)土建施工圖、電氣施工圖進(jìn)行復(fù)核，將問(wèn)題消滅在圖紙階段，避免后期施工過(guò)程出現(xiàn)大量不必要的麻煩。

5.3 設(shè)備安裝方面，做好設(shè)備安裝先后順序，充分了解廠家對(duì)某些細(xì)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(gè)表曝機(jī)流態(tài)的模型試驗(yàn)和分析比較[J].環(huán)境科學(xué)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(jí)改造中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水,2011,27（12）：34-36.

[3]于文閣,夏倞.污水廠設(shè)備安裝中容易出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題及解決措施[J].中國(guó)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(shè)備安裝的注意事項(xiàng) [J].環(huán)境,2012,S1∶163-164.

繆幸福（1986—），男，上海，研究生，污水處理。