合肥某污水处理厂设备集成案例分析

缪幸福 黄华

（上海环保工程成套有限公司 上海 200070）

合肥某污水处理厂设备集成案例分析

缪幸福 黄华

（上海环保工程成套有限公司 上海 200070）

本文结合合肥市某新建污水处理厂建设经验，从设备集成的角度出发，分别从辅助设计、施工图纸复核和设备安装三个方面概述设备集成的工作内容，并总结出一些技术管理经验。

设备集成；辅助设计；图纸复核；设备安装

合肥某新建污水厂属于国家环巢湖生态示范区建设项目，要求的出水水质严于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918－2002）一级A标准。合肥市污水厂一般采用专业总承包的方式进行建设，即分为设计包、设备集成包和土建建设包等。设备是保证污水处理出水达标排放的重要因素之一。本文就该污水处理厂，从设备集成的角度概述设备集成在辅助设计阶段、施工图纸复核阶段及设备安装阶段所承担的角色，并提出一些经验以供工程技术、管理人员参考。

1 项目概况

该污水处理厂设计日处理量10×104m3，总变化系数KZ取1.3，污水来源为生活污水和部分工业废水。污水处理厂设计进水水质（见表1），出水水质要求在稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的基础上，总磷、总氮、氨氮、化学需氧量4项指标浓度值分别不高于0.3mg/L、5mg/L、1.5mg/L和30mg/L（见表2）。处理工艺采用氧化沟工艺+斜板沉淀+反硝化深床滤池（见图1）。

表1 污水处理厂设计进水水质

表2 污水处理厂设计出水水质

图1 工艺流程图

2 辅助设计

污水厂设备大多为非标设备，设计单位一般根据设备集成商提供相关资料再进行施工图纸的绘制。这些资料一般包含设备外形图、安装图、土建基础条件图、设备的静荷载、设备的动荷载、电气原理图、端子接线图和控制原理图等。设备集成商首先对各设备厂家提交的资料进行审核修正，并根据设备厂家及自身经验向设计单位提出一些合理建议，工艺更加优化，设备更充分发挥其效率。下面就该新建污水厂在设计阶段设备集成所起的辅助作用进行举例说明。

2.1 孔板式细格栅

该污水处理厂细格栅选用的是孔板式格栅除污机，设计单位原先采用螺旋输送机作为栅渣的输送设备，后厂家依据其工程经验提出采用倾斜不锈钢矩形槽即可达到栅渣输送的目的。该建议最终被设计单位采纳，如是改变减少的设备成本，减少了电机的使用，从而降低一定的机械故障率、电费和维护费。

2.2 氧化沟系统设备

氧化沟系统作为工艺流程的主生物处理系统，对整个污水处理厂出水是否达标具有重要的影响。卡鲁塞尔R2000氧化沟分两组，每组由4个串联的厌氧池连接一个6沟的氧化沟体构成，每个厌氧池尺寸是17m×16.5m×5.7m，氧化沟单沟尺寸是163m× 10m×5.7m，有效水深5.2m。氧化沟系统设备主要包含机械表面曝气机、潜水搅拌器、潜水推进器、内回流门和自动调节堰门。

倒伞型立式表面曝气机利用侵入水中一定深度的叶轮高速旋转，推动污水上下翻腾并前进，同时使空气中的氧气迅速溶入液相，可以完成对污水充氧、搅拌和推流的三大作用[1]。本污水厂采用8台表曝机，每组氧化沟使用2台恒速+2台变速表曝机。作为氧化沟的核心设备，除需提供土建预留预埋图、安装图等基本资料外，还需向设计单位提交表曝机性能曲线图（包含4台表曝机对不同进水BOD浓度的供氧性能曲线和叶轮直径3750mm的表曝机能耗随叶轮浸水深度变化的性能曲线），辅助进行恒速变速表曝机位置的设计和能耗的估算。根据设计的沟道、沟形、沟道宽度、长度、水深、导流墙的位置和潜水推进器性能等资料，设备厂家对氧化沟内的水力特性进行复核。得出设备组合运行情况（见表3），从表3得出的水力特性数据可以看出，无论采用8种运行组合中的任何一种运行方式，氧化沟内的混合液流速均大于

0.3m/s，满足工艺要求。由此可验证设计的沟型是合理的，表面曝气机和氧化沟型结合的较好。同时也为将来污水厂氧化沟实际运行提供了参考。

表3 氧化沟水力特性输出结果

2.3 反硝化深床滤池

为使出水水质达到类国家四类水的标准，采用外加碳源的反硝化深床滤池技术作为稳定达标的把关措施是必要的[2]。反硝化深床滤池作为一个完整的深度处理系统，该项目要求此系统由设备厂家设计，现将设计简述如下：反硝化深床滤池共由八部分组成：处理池、管廊、清水池、废水池、反冲洗风机、反冲洗水泵、碳源投加系统和阀门供气系统。

2.3.1 处理池由8个并联的单格组成，单格尺寸18.3m×6.1m× 6.0m，滤砖厚0.70m，滤料采用石英砂材质，滤料层厚1.83m，滤料体积204m3。虑砖作为反硝化深床滤池的核心技术产品，其采用S型虑砖近距离隔离的排列方式，更好的避免了传统虑砖+滤头方式产生的布水布气有死角、易堵塞等问题，使过滤系统无障碍稳定的运行。

2.3.2 管廊尺寸25.7m×5.2m×4.0m，主要用于布置清水管道、反冲洗管道、反冲洗气管和反冲洗废水管。通过管道气动阀门控制过滤、反冲洗和反冲洗废水排放。这里为了解决氮气或溶解氧积累在滤层中，增加滤头损失的问题，本项目采用单独水反冲的办法释放滤层中的氮气或溶解氧。

2.3.3 清水池尺寸18.3m×7.0m×4.8m，8个单格滤池的处理水通过清水管道汇集到清水池流出。清水池同时作为滤池反冲水、厂区PAC、PAM和二氧化氯药剂溶解水水源。

2.3.4 废水池尺寸18.3m×7.0m×6.9m，用于收集滤池反冲洗废水并通过排污泵（流量：330m3/h，扬程：8m，功率：18.5kW）泵回细格栅处。

2.3.5 反冲洗风机采用3用1备的罗茨风机，56.7m3/min，58.3kPa，90kW，全部变频控制。

2.3.6 反冲洗泵采用2用1备的卧式离心泵，850m3/h，12m，45kW。

2.3.7 碳源投加系统：采用甲醇作为碳源，甲醇的投加采用前后反馈复合环路投加控制，控制系统收集进水流量信号+进水硝基氮浓度信号+出水硝基氮浓度信号，通过换算，精确的控制碳源投加量，保障滤池反硝化效果，避免因碳源过量投加引起的出水BOD升高风险。

2.3.8 阀门供气系统：除管廊管道气动阀门外，处理池上的进水渠入单格滤池口的气动方闸门所使用的气源均由该系统提供。系统由2套空压机（1m3/min，0.8Mpa，7.5kW）和1个储气罐（1m3，0.8Mpa）组成。

3 施工图复核

设备的顺利安装、正常运转是建立在土建建设的基础之上。目前，国内大部分污水处理厂业主对进度要求较高，设计单位一般难以对施工图纸进行较为详细的绘制。当设计单位出图后须即时将图纸给各设备厂家进行复核，提出修改意见反馈给设计单位。结合本污水处理厂建设的实际情况，提出以下两点注意事项：

3.1 设备要求土建的预留孔（洞）、预留套管、设备基础、预埋件等，必须要各设备厂家仔细复核土建施工图纸，明确预留（预埋）的具体做法（如：材质、具体尺寸和基础的强度要求等）。此外，这些土建预留（预埋）必须在土建施工图纸中明确体现，以免后期安装中出现漏留或推诿事件的出现。

3.2 电气控制施工图纸需要各设备厂家反复交流、复核，以避免设备、现场就地控制箱、配电间低压柜之间动力线路、控制线路上出现漏项、相互矛盾的现象出现。

4 设备安装

由于工程建设经验不足，相关部门协调不够，导致污水处理厂在建设过程中出现很多问题，其中设备安装问题表现得最为突出、最为典型，这对后续的设备调试和工艺运行带来诸多不利影响[3,4]。结合本污水厂的设备安装过程，以安装质量、安装进度为考察目标，提出以下三点建议：

4.1 机械设备安装：安装前应仔细与各设备厂家指导人员进行交流做好技术交底工作，减少螺栓入地深度不够、设备固定方式不正确和使用的垫片不符合要求等细节问题的出现；泵房、风机房的起重设备应优先安装，这样做可以解决风机、水泵安装时的起吊问题；离心脱水机等大型设备须在土建封顶前吊入设备间，以免后期拆墙运入的现象出现。

4.2 管道安装：按监理及相关规范要求提前做好管道内外防腐工作、注意管道接口处的法兰标准、螺栓和垫片材质的选购，以免出现返工的现象出现。

4.3 电气设备的安装：高低压柜、变压器的安装必须在厂家专业技术人员指导下完成，正式通电前须仔细复检；线缆的敷设须待土建将电缆沟两边的路面修建完成后进行，以避免泥土污染线缆；就地控制柜的安装须考虑人员方便操作、穿线管方便穿入等问题。

5 结语

从目前国内污水处理厂建设趋势可以看出，设备集成在整个建设过程中扮演着越来越重要的角色，不仅要求对设备本身了解细致，还要对处理工艺有较为深入的认识。结合该污水处理厂工程经验，提出以下三点建议以供工程技术人员参考。

5.1 辅助设计方面，除向设计单位提供必要基础资料外，还应根据设备的特性及工程应用经验，提出更优化的设计建议。对于成套系统设备尤其是具有知识产权的核心系统设备应提交工艺计算和概念设计以供设计单位参考。

5.2 图纸复核方面，须对土建施工图、电气施工图进行复核，将问题消灭在图纸阶段，避免后期施工过程出现大量不必要的麻烦。

5.3 设备安装方面，做好设备安装先后顺序，充分了解厂家对某些细节的要求，避免返工等现象的出现。

[1]范茏,陈大方,刘艳臣,等.Carrousel氧化沟单个表曝机流态的模型试验和分析比较[J].环境科学研究,2007,20(4)∶97-101.

[2]杨兴豹,李激,阚薇莉,等.Denite○R深床反硝化滤池在污水厂升级改造中的应用[J].中国给水排水,2011,27（12）：34-36.

[3]于文阁,夏倞.污水厂设备安装中容易出现的几个问题及解决措施[J].中国给水排,2010,26（08）：136-137.

[4]吕镜明.浅谈城镇污水处理厂工艺设备安装的注意事项 [J].环境,2012,S1∶163-164.

缪幸福（1986—），男，上海，研究生，污水处理。