非金属链条式刮泥机在污水厂的应用

冷 奇，蔡晓璇

（广州市污水治理有限责任公司沥滘污水处理厂，广东广州 510290）

广州市沥滘污水处理厂二期工程设计规模30万m3/d，污水处理采用改良A/A/O生化池+周进周出矩形二沉池工艺，共布设20格矩形沉淀池（56 m×11 m×4.6 m），每格安装1套纵向非金属链条式刮泥机。自2010年投产运行以来，二沉池设备运行稳定，处理效果良好，经济效益显著。

1 结构与特点

非金属链条式刮泥机是用于矩形沉淀池的一种水处理设备，近几年来在水处理行业中已得到广泛应用[1]。该设备主要由刮泥板、链条、链轮和驱动装置等组成。驱动电机、减速机输出扭矩经过驱动链和链轮传送到刮泥机主轴，主轴链轮驱动铺设于沉淀池两侧的链条做回转运动，刮泥板两端分别安装在两侧的链条上，由从动轮及导轨支撑，去程于池底刮泥，回程于池面撇渣。刮泥机安装后沉淀池现场见图1。

污水厂采用的非金属链条式刮泥机具有以下特点：

图1 二沉池实景图Fig.1 Scene Photo of Secondary Sedimentation Tank

（1）主要零部件采用非金属材料制造，耐腐蚀、质量小；所有非金属零部件达到金属材料同等级的机械性能，稳固耐用。牵引链条由玻璃纤维增强热塑聚酯制造，具有抗腐蚀，耐磨损及抗收缩特质，最小破断拉力为3 402 kgf，在运作的负载下延伸率小于0.5%。刮泥板采用玻璃纤维加强的间苯二甲基聚酯树脂材料制造，允许挠度不大于1/1 000。链轮由铸尼龙6一体化浇铸而成，洛氏硬度不低于R115，性能表现长期可靠。主轴采用高强度玻璃纤维加强环氧树脂制造的非金属伸缩管，以45°双向缠绕，具有高强度耐腐蚀的功能和足够的抗弯、抗扭强度。

（2）纵向池刮泥板间隔3 m，刮泥板数量多，单个刮泥板的实际负荷小；刮泥板每天24 h连续刮动收集，排泥均匀、稳定性高，排泥浓度较高，效率也相对较高。传统虹吸排泥机排泥时，设计的行走速度为1.2 m/min[2]。沥滘污水厂采用非金属刮泥机的刮泥板行走速度为0.3 m/min，速度远小于传统的虹吸排泥机，且刮泥板的高度远小于水深，故刮泥机在排泥过程中基本不会扰动池底水流及搅起污泥从而影响二沉池出水水质。同侧进出水沉淀池池底的污泥量大致沿进水渠进水方向前端多、后端少，刮泥板从泥量少的一端刮向多的一端，进一步减少水流扰动影响，使二沉池出水中悬浮物的含量保持最低。刮泥板贴近池底于泥层底部行走，不会干扰上方污泥的沉淀；刮泥板前端带凸缘，保证底层污泥的去除，而底层的污泥已经经过较长时间的挤压沉淀，故可实现高浓度的排泥，节省污泥回流及污泥处理等方面的能耗[3]。

（3）链条和刮泥板具备合理的定位导向装置。刮泥机两侧的链轮安装在同一轴上，两侧牵引链保持同步移动，避免因差速造成刮泥板剪切破坏。刮泥板上、下侧均安装带挡板的耐磨靴，耐磨靴正反面可调换使用，从而增加使用寿命。设备运行刮泥时刮泥板下侧的耐磨靴与池底导轨接触，回程时刮泥板上侧的耐磨靴与托架导轨接触，刮泥板通过耐磨靴的挡板与导轨的侧面接触来导向限位，防止行走中左右摆动碰撞池壁，损坏板质增大运行阻力。运行中牵引链条紧扣4条链轮，不易脱链断链，而某些厂家采用缺口状链条设计，链条在惰轮线轴滑动时易从链轮跳出。

（4）刮泥机不具备排泥装置，需与吸泥管联合工作排除池底污泥。每格沉淀池装备7条带污泥控制套筒阀的吸泥管，吸泥管安装在刮泥板运行的垂直方向上，带排泥孔的穿孔板铺设于预埋的吸泥管上，利用静水压将污泥排出池外。二沉池采用非金属链条式刮泥机与吸泥管联合工作，只需调节出泥控制套筒阀就可控制池内泥面高度，操作简单、管理方便。工程实例表明，采用链条式刮泥机的二沉池在运行管理、沉淀及排泥效率上都优于采用吸泥机的二沉池[4]。

（5）非金属链条式刮泥机结构简单，安全性高。设备几乎不需要维修，主要维护工作为磨耗零件的更换，当发生事故链条断损时，更换链带组件即可修复。刮泥机潜水部件全部用高强度抗腐蚀材料制造，滚、滑动部件使用整体式自润滑材料制造，而带电部件、用油润滑部分均在水面以上，安全性较高。设备具有机械过负荷和电气双重保护功能。当超负荷运行时，驱动链轮上的剪断销发生断裂然后与链轮脱开，驱动轮停止转动并在变速装置主轴上打滑，牵引链条随之停止运行，与此同时驱动轮推动限位开关切断动力电源并报警。

2 运行效果

污水厂非金属链条式刮泥机已运行三年，在运行过程中没有扰乱水流及搅起污泥现象；放空检查时，池底刮泥干净平整，没有淤积及漏刮现象。二沉池长期运行以来出水SS均在20 mg/L以下，回流污泥浓度一般在12 g/L以上，各指标均优于设计值。二沉池设计参数如表1所示。

表1 二沉池设计参数Tab.1 Design Parameter of Secondary Sedimentation Tank

以近期运行状况分析，污水厂2013年二期二沉池进出水水质如表2所示。

实际运行中2013年3月～7月间二沉池每日进水水质MLSS在3 235～7 595 mg/L变化；出水水质SS 在 5～13 mg/L 变化；排泥浓度在 7.34～18.25 g/L变化。从以上数据来看，进水水质MLSS明显高于设计值，二沉池长期在高负荷条件下运行，但污水处理效果仍然良好。出水水质SS一般在10 mg/L以下，排泥浓度一般在12 g/L以上。

表2 二沉池实际工艺参数Tab.2 Running Parameter of Secondary Sedimentation Tank

刮泥机2012年维修情况见表3。从日常维修内容来看，污水厂非金属链条式刮泥机运行稳定性较高，一方面，故障种类较少且无严重故障发生，另一方面，维修次数少，并且维修难度低。维修次数最多的是更换剪力销这种保护性耗件，平均一个月不到一次，其他元件的损耗率极低。总体来说，非金属链条式刮泥机故障率低，维修成本低，运行安全稳定。实践经验说明在正确规范的操作和维护下，该设备能保持较好的运行状态和较长的使用寿命。

3 结论

沥滘污水处理厂的工程实例证明，非金属链条式刮泥机是一种稳定、高效、低能耗的水处理设备，它适用于矩形二沉池等设施的刮泥排泥，值得各污水厂在设备选型时因地制宜优先考虑。

表3 2012年二期刮泥机维修情况Tab.3 Maintanance of Mud Scraper of PhaseⅡin 2012

［1］包卫彬,黄居森,罗洪波,等.非金属链板刮泥机结构原理与技术探讨[J].给水排水,2010,36(5):101-102.

［2］徐云国.水下刮泥机在城门水厂的应用探讨[J].给水排水,2008,34(7):102-104.

［3］朱寅春,阎小玲,王晏,等.往复式底部刮泥机在矩形沉淀池中的设计与应用[J].净水技术,2012,31(5):67-70.

［4］任周鸣.从运行实践角度探讨二沉池设计上的相关问题[C].全国给水排水技术信息网成立四十周年暨2012年年会论文集,2012:125-128.