奥贝尔氧化沟曝气机组改造实例

闫法龙 李 霞

(大同煤矿集团有限责任公司生活污水处理分公司，山西 大同 037003)

0 引言

同煤集团生活污水处理分公司位于大同市南郊区，2008年建成投运，主要收集处理同煤集团平旺地区及部分厂矿的生活污水，采用奥贝尔氧化沟工艺，设计处理能力为4万t/d，设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准，该厂于2015年完成提标改造，出水达到一级A标准。该厂出水一部分供电厂回用，剩余部分排入口泉河，该厂的建设运行对同煤集团循环经济的发展和大同市矿区地表水的改善都具有积极地作用。

1 奥贝尔氧化沟工艺概述

污水中存在的COD,NH3-N、磷等污染物质严重污染了水体，易引起水体的富营养化，导致水体发黑变臭，奥贝尔氧化沟因工艺流程简单、运行管理方便、出水水质稳定等优点，在城镇生活污水处理中应用较为广泛，见图1。

生活污水通过收水管网流入进水井，通过粗格栅的拦截过滤去除一部分较大的固体垃圾，较小的固体垃圾经细格栅进一步去除，污水中含有的无机固体颗粒经旋流沉砂池分离去除，之后污水进入生化处理阶段，首先进入厌氧池，在厌氧池内生活污水与活性污泥充分接触并降解部分有机物，同时进行聚磷菌体内磷的释放和硝酸盐的反硝化，然后污水进入奥贝尔氧化沟，在氧化沟曝气机对活性污泥不断的充氧搅拌下，活性污泥开始分解、氧化、吸收污水中含有的有机物、氮、磷等污染物质，以达到去除水中污染物质的目的，氧化沟出水进入二沉池，在二沉池进行泥水分离后进入后续构筑物进行深度处理。

2 奥贝尔氧化沟工艺特点

该厂设计两组氧化沟，主要动力传动装置为减速机，单沟37 kW减速机4台、22 kW减速机8台。该工艺需要氧化沟曝气机组不停运转，以达到对氧化沟充氧和搅拌的目的。氧化沟曝气机组的作用主要表现在四个方面：一是向水中供氧，保证活性污泥生存繁殖必要的溶解氧；二是推进水流前进，使泥水混合物在氧化沟内循环流动；三是保证氧化沟内活性污泥处于悬浮状态；四是保证溶解氧、污染物质、活性污泥充分混合。因此，曝气机组是氧化沟的核心设备，而减速机高故障率影响了曝气机组的正常运行，对氧化沟的处理效率、出水水质的合格达标具有关键性影响。

同煤集团生活污水处理分公司自2008年投产运行后，曝气机组驱动设备采用国产设备，一直存在着减速机齿轮易损、故障频繁、维修困难、维修费用高等问题，随着时间的推移，上述问题越来越严重，甚至出现故障速度大于维修速度的情况，在此情况下，曝气机组已不能满足生产需要，严重影响污水处理厂的正常生产运行。

3 氧化沟曝气转碟存在的问题

1)曝气转碟减速机易出现油封漏油、齿轮打齿、轴承损坏等现象，基本每周都有减速机故障，维修工人劳动强度大，维修费居高不下。

2)由于曝气转碟减速机故障，导致氧化沟溶解氧不足、搅拌不匀，影响污水处理效果。

3)由于减速机与曝气转碟水平轴直接连接，维修减速机时需将曝气转碟水平轴吊起固定，导致维修困难。

4 氧化沟机组问题的原因分析

1)氧化沟转碟曝气机组采用的为单支承式的结构形式，此种形式使减速机的输出轴不仅要传递输出扭矩而且要承受较大的径向负荷，这种复杂的受力易造成减速机出现输出轴端油封损坏而漏油、齿轮打齿、轴承损坏等现象，从而影响了减速机的使用寿命。

2)氧化沟转碟曝气机组的安装基础采用预埋钢板的形式，氧化沟曝气机组从2008年开始运行，经过长时间设备启动负荷的冲击，预埋钢板基础容易出现松动现象，使设备运行时产生抖动和偏移，影响了设备的同轴度精度，从而增加了减速机的故障率及设备的运行维护费用。

5 对氧化沟机组的改造方案

1)在动力传动装置减速机与曝气机的水平转轴之间增设一套前端轴承座支承部件，前端轴承座支承的一端与减速机通过联轴器相连，联轴器之间采用弹性柱销(尼龙棒)连接方式，另一端通过法兰与曝气机的水平转轴相连。这样曝气机的水平转轴的自身重力及旋转运行时产生的复杂受力不直接作用于减速机的输出轴上，而是由前端轴承座支承与后端轴承座支承共同承受，减速机的输出轴只传递扭矩的作用，从而提高了减速机的运行可靠性、延长了减速机的使用寿命。此外这种双支承结构形式的曝气机组在维修减速机时比较方便，在不用起吊曝气机水平转轴的情况下松开联轴器的连接就可以进行。

2)拆除原基础上的预埋钢板并按设备定位尺寸的要求在基础上打预留孔，采用不锈钢地脚螺栓埋设混凝土灌注的方法重新对氧化沟转碟曝气机组进行安装，用以解决设备基础预埋钢板松动的问题。改造前后曝气机组的安装形式如图2，图3所示。

6 氧化机组改造后的情况

由于污水处理厂肩负着改善环境和消减污染物的重要任务，因此，改造只能在污水处理厂运行的情况下进行，为了保证改造工程质量并且不影响出水水质，曝气机组改造只能逐台改造，上一台改造完成，运行正常后，才能改造下一台，每台曝气机组的改造时间20 d左右。2013年10月初氧化沟所有曝气机组共24套全部改造完成，运行至2014年7月发现，曝气机组转动平稳，减速机振动明显减小，机械噪声低，减速机油封漏油和打齿现象出现频率远低于改造前，维修费用也大幅下降，减速机故障时，只需将尼龙棒抽出，曝气机水平轴无需起吊，提高了维修时的安全性。

7 结语

改造过程中，应注意减速机、中间轴承座、转碟尾端轴承座三者之间的同心度;地脚螺栓灌浆时应使用高标号水泥，养护合格后才能进行试车;改造曝气机组运行后，应经常检查地脚螺栓的紧固程度，避免因地脚螺丝松动造成曝气机组的损坏;改造应有序进行，避免因改造出现出水水质超标的现象;污水厂曝气机动力传动装置应尽量选用中上等质量的设备，可有效降低设备故障率;联轴器连接尽可能采用弹性柱销方式，运行时可抵消因设备水平位移造成的部分不良影响;污水处理采用表面曝气方式时，在设计阶段应按双支撑结构进行设计。

通过对奥贝尔氧化沟曝气机组的改造，保障了曝气机组的运转率，提高了出水质量，实现了污水处理厂的稳定运行。

[1] 王亚南.奥贝尔氧化沟工艺运行机理研究[J].北方科技研究中心，2014(16)：24-26.

[2] 张晶晶.浅析奥贝尔氧化沟的特性分析与运行理论[J].中国科技报，2013(4)：109-110.