污水处理厂机械设备的安装及维护管理分析

宋少林

（光大水务（济南历城）有限公司，山东 济南 250000）

引言

污水处理厂机械设备是运行过程中的重要组成部分，其不仅能够改善生态环境，避免污水及污染物直接流入水域，且可以针对废水实现二次利用，对促进经济发展具有重要意义。污水处理厂若想充分发挥自身价值，就必须做好相关设备检修与养护工作，使机械设备运行的顺畅性与高效性得到一定的保障，在科学技术日新月异的时代中进行调整与完善，以此保证相关处理工作能够有效进行。

1 污水处理厂机械设备分析

1.1 机械设备概述

污水处理厂在实际工作中所应用的机械设备较多，其中较为常见的包括离心机、脱水机、曝气机、气浮机和格栅等，在应用中需要根据安装图与基础图进行安装设计，基础要求平均承压5 t/m2，如设备安装在地坪以下，基础离地坪相对标高按图尺寸为准，长度必须离基础边线500 mm以上，管道安装连接应该在设备就位时考虑好，互相间距必须正确。根据安装图连接管道，设备安装完毕后设备与基础地板必须连接固定，在设备中注入污水，且充满度必须达到70%以上，以此检查各管道是否存在渗漏情况。设备安装完毕无不妥后，需要进行夯实与整平，设备人孔盖板必须高出地坪50 mm左右，接线时注意水下曝气机及潜污泵电机的转向，控制柜环境必须满足要求，以免出现不安全情况[1]。

1.2 污水处理发展

在各类机械设备的支持下，我国污水处理行业突飞猛进，整体发展处于快速成长期，现如今污水处理能力正迅速扩张，2020年城市污水处理厂日处理能力达1.36亿m3，且污水处理率正稳步提高，在一定程度上推动了环保产业发展。我国鼓励利用再生水的政策，这一建设目标为污水深度处理业务提供了广阔的市场空间，使得污水处理量快速增长，据相关统计报表显示，2020年全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂4 869座，城市污水处理率已达到88.9%，预计到2025年城市污水处理率将大于90%，日后发展中必须对此进度合理规划。

2 污水处理厂机械设备常见问题分析

2.1 管网设备未能优化

在城市化进程不断推进的局势中，污水处理厂建设出现了滞后的情况，传统结构如图1所示。污水处理设备在长期运行的过程中，很容易受方面因素的影响，导致机械设备出现故障问题，引起故障的因素包含多个部分，其中设备安装以及管理维护占主要部分，小故障也可能在日积月累下转变为大故障，如因管理不当而出现机械设备损毁的现象，将会加大了污水处理厂低负荷运作程度，污水处理厂的处理能力将会逐渐削弱[2]。

2.2 节能环保理念缺失

污水处理厂的机械设备在维修的过程中，存在节能环保理念缺失的情况，发生故障后仅注重当前问题解决，并没有全面了解机械设备，最后新的故障问题不断出现。上述情况不仅在一定程度上增加了维修成本消耗，且会降低设备的使用寿命，为后续运行埋下安全隐患。同时，在处理污水的过程中，如存在机械故障问题还增加电能消耗，约为200～400 kW·h，大量电能的损耗已经演变成致使处理厂无法获得预期效益，表明污水处理工作节能降耗效果欠佳。

2.3 设备维护存在失常

污水在处理前期与后期环节中，需要对水质进行检测，参照相关参数进行科学整改，但多数污水处理厂管理水较低，检测系统环节未能应用相关技术，有些区域没有参照水质检测规程而随意的对水质进行测定，最终导致化验检测程序难以契合实际需求，降低了污水处理和排放工作效。因此，在机械设备维修的过程中，要全面检查和检验机械设备，针对水质检测细节加大关注，根据机械设备的运行数据和具体情况制定出科学的维修策略，避免设备维护存在失常[3]。

3 污水处理厂机械设备的安装技术应用

3.1 设备采购验收

为保证污水处理厂的运行质量，其中采购验收作为重要环节，需要对此加大关注力度，具体如表1所示。

表1 设备采购验收

3.2 安装准备工作

3.2.1 设备基座安装

在设备基座安装准备阶段中，需要结合当前场地图纸安装基座，明确不同机械设备的应用用途和种类型号，随后组织开展测量放线，全过程必须严格遵循国家相关施工规定与设计要求，按照标准要求安装混凝土现浇基座，以此为后续设备安装作业提供基础保障[4]。

3.2.2 质量检测工作

对所配置的污水处理机械设备开展质量检测，避免所安装设备存在一定的质量瑕疵，防止在安装完成后投入运行而出现故障问题。因此，在设备安装前需要提前开展全面性的质量检测工作，包括内外结构完好性、部件稳固性、设备规格型号、安装图纸及备案等，从而保证后续安装的质量。

3.3 安装技术交底

在设备安装过程中，需要提前开展技术交底工作，明确设备调运作业要点，对各类安装作业问题加以制止，防止出现内部结构损坏、元部件脱落等问题，如出现异常情况需要合理采取相应补救措施，防止安装问题进一步扩大。在实际吊运角度超过设备安装要求时，需要遵循“平稳运行、轻拿轻放”的设备吊运原则，明确岗位职责、协调分工[5]。

4 污水处理厂机械设备的安装细则

某城市污水处理站建设工程的配套工程，总占地面积约600 m2，地下污水池建筑面积约280 m2，地面设备间建筑面积约95 m2，以该污水处理站200 t/d的设计处理能力进行设备配套，具体如图2所示。

4.1 带式脱水机安装

上述污水处理厂在安装前要求先进行一次全面核查，看辅机配件是否与清单列表一致，并对现场的土建尺寸、预留孔及预埋件进行检查，采用吊装方案的情况下，建议使用拖排方式进行运输。在安装过程中，需要确认设备信息与图纸信息是否一致，一般使用框式水平仪进行检查，待设备就位时需要检查整机的水平度，如果有损伤需要及时修复，将垂直度误差值控制在1/1 000以内。

4.2 起重机设备安装

在起重机的安装中，该污水处理厂采用专用卡具和直径48 mm的钢管，在脚手架应铺上大板搭设防护栏，精度检验可以借助经纬仪以及水平仪，调直完毕后再依照相关要求进行安装。在此过程中，需要检验合格后安装并调整行走轮间隙，可利用导轨轴线高程采用水平仪进行测量，依照说明书安装电器元件以及附属部件，导车龙采取吊链吊起检验合格后方可进行焊接工作。

4.3 鼓风机设备安装

鼓风机设备在运行过程中会产生一定频率的震动，因此上述污水处理厂提前在设备安装基座上设置减震器，以此对鼓风机设备中过滤箱体结构的合理调整，尽量减少鼓风机的平面和垂直安装偏差。为确保出风口和鼓风机保持平行，需要在安装前进行定位处理，随后应用膨胀螺栓将过滤器固定好，根据有关标准来再次调节平衡度和缝隙宽度，仔细检查管道内壁是否严密，并在安装风管过滤器的时留出一定的空隙，要确保数值参数能够在正常范围之内[6]。

4.4 潜水泵设备安装

潜水泵设备安装需要预先了解其结构，在此基础上提前开展测量放样作业，结合参数信息对设备机座进行调平，位置偏差数值控制在1 cm以内，混凝土基座的强度达到标准后，将设备电缆以及吊链进行固定。如在P型安装中，静止排放连接上安装泵，将访问架放置到位并水平对齐，将泵安装在两个导杆上，连接到排放管的操作是自动的，此泵专门为在抽送液体中进行全浸式或半浸式工作而设计，如下页图3所示。浇筑混凝土基座的时候要预留出200 mm，平面位置偏差要控制在±10 mm之内，同时标高偏差要在±20 mm之内，安装过程中要将连接处确定为基准点，导杆垂直偏差要不大于1%，在交接验收的过程中添加润滑油脂。

4.5 格栅除污机安装

上述污水处理厂在安装格栅除污机的之前，要求施工人员详细检查全有数据是否达到安装标准，在确认无误后再开展安装作业，此过程注意对格栅安装精度控制，边缘水平误差和地面水平误差在1‰～2‰之内，垂直误差低于2‰，确定方向的合理性。在吊装格栅的过程中，要熟悉设备安装过程中的需求，在安装设备之前要再次对设备的细节处进行检查，确定这些细节部门达到设计标准。

4.6 生物反应池

内回流泵等设备安装位置按照A2O布局，生物反应池采用A2O生物工艺，本次调试运行选用了传统A2O法，土建预留按照Bardenpho模式的布置。生物反应池采用底部曝气，有效水深8.8 m；总设计停留时间17.0 h，其中厌氧区留时间1.2 h，缺氧区留时间5.2 h，好氧区留时间10.6 h。单线配备潜水推流器18台，内回流泵4台（3用1备），设计污泥内回流比100%~200%。

5 污水处理厂机械设备的维护管理细则

5.1 设备日常维护

污水处理机械设备日常维护十分重要，如对此未能重视，则可能为长期运行埋下安全隐患，具体细则如表2所示。

表2 设备日常维护细则

5.2 风管阀门调节

调试初期曝气量按照设计的气水比来控制，好氧末端溶解氧较高，脱氮效果不理想，根据进风总管的位置及区域风管阀门的分布情况进一步做出调整，小部分空气进入好氧区后段搅拌混合液和适当补充溶解氧，降低了好氧末端的溶解氧，避免过高的溶解氧随内回流进入厌氧区抑制反硝化作用，工艺调控上根据实际情况减小了好氧区末端三个廊道风管小阀门的开度，使出水氨氮、总氮稳定达标。

5.3 完善维护章程

上述污水处理厂通过三维电化学技术增加“电极填料”，电极填料填充于阴、阳两极板之间，利用静电感应原理让填充的电极填料带电，在污水处理中先对废水进行混凝处理，再进行电化学氧化，在电流密度为6 A/dm2条件下，发现45 min后COD质量浓度由533.0 mg/L降至150.5 mg/L，COD去除率大于60%，设备维护后应用的整体效果较好，提高了废水的处理效率。同时，如在运行中发现污泥和设备频频触及，将会加大锈迹出现的概率，最终出现机械设备“卡死”问题，所以需要遵循章程进行记录、上报与维修，做好设备防腐蚀处理工作[7]。

5.4 编制流程标准

在维护管理过程中，需要全面制定适合目前机械设备管理要求的制度，为运转顺畅性目标的实现提供保障。如上述污水处理厂机械设备在编制流程后，避免因机械设备存在问题而难以考察不同pH值的条件对降解苯并芘的影响，在后续使用中能够保证检测出苯并芘体积质量浓度是否在0.01μg/L以下，通过用150℃蒸汽对催化剂进行再生，使苯并芘质量浓度控制在0.006μg/L以内。在此基础上，做好检查设备自体运转状态与管控工作，在制定新的管理制度的时候要经过有关专家的讨论，找出不足之处进行有效地改善，以此保证新修订的制度具备一定的合理性和可行性，使污水处理厂运行的安稳性得到切实保障，防止维护风险问题的出现。

6 污水处理厂机械设备维护管理的措施

在污水处理厂机械设备维护管理中，应针对不同设备设置不同的维护管理方式，定期进行检查、润滑、调整，以此避免污水处理厂运行时发生设备故障。

6.1 水泵的维护保养

在污水处理厂中，水泵类设备大概在机械设备总值所占比重为15%，涵盖了离心泵、轴流泵、混流泵和旋流泵等组分，在日常维护中需要与泵相连的5 m范围内的阀门、压力表和管道等随泵体同时保养，在冬天用40号机械油，在夏天用60号机械油，运转1000~1 500 h后更换，并检查真空泵的各摩擦部位，清除节气缸和气阀的气槽通路，如果发现有磨损不平即应予修正。

6.2 风机的维护保养

污水处理厂机械设备繁多，很多机械设备的正常工作都需要保证在最好的状态下才能够发挥出效果，按照《通风机振动检测及其限值》标准要求，风机的振动速度刚性支承为Vrmss4.6mm/s；挠性支承为Vrmss7.1 mm/s，定期检查和清理机壳，检查是否有漏气之处、表面焊接有无虚脱；主轴是否弯曲变形以及配合面的磨损程度，如运行声音和轴承振动频率过大则需要涂抹润滑油。

6.3 砂水分离设备维护

为防止运作中断和设备故障，需要针对每个特定用途定义确保设备的性能和效率，如混合物过多导致砂水堵塞，因此相关工作人员应及时清理这些混合物，可选择静压方式将距边缘近的锥形阀门，定期检查砂水分离器螺旋的磨损，在极端操作条件下可能需要缩短间隔，例如在腐蚀剧烈的应用条件下或当液体温度超过40℃（104°F）时，需要实行周检与月检。砂水分离设备必须在使用之前进行试运行，如针对氰化物这一常见物质，要求检测时保证水中的（CN）2－含量小于0.1 mg/L，排放结束后将各项指标上传到平台上，如出偏差还需要进行调整。

6.4 加药设备的维护

溶液箱设置磁性翻板液位计，实现就地液位显示、高低限报警，低低液位自动停泵，防止投药泵空转。加药设备如出现排液量不够的情况，原因在于补油阀或安全阀漏油、吸入或排出阀内有异物卡阻、泵阀磨损，关闭不严等方面，在维护保养过程中需要经补偿并做人工补油或者排油，彻底清洁所有部件，特别是O形环槽，更换所有O形环、垫圈和密封垫圈，使用油脂润滑所有弹簧、螺丝和O形环，在重新组装期间，确保与现有的刻度标记保持一致。去掉进口管道用杯水测试，结合实际需求修理或者更换阀件，避免应用中发生风险问题。

6.5 曝气设备的维护

曝气机每台在出厂前，都认真地进行了最终检查，但仍然需要开展电机绝缘电阻与电压检测工作，在无过热电压变化条件下，要求没有持续以满负荷运行参数在±10%左右，电压不平衡容差控制在2%，检查电阻是否介于20～250Ω，测得的电压最大为2 VDC，避免运用中出现不稳定问题。曝气池内的MLSS值可达4 000～7 000 mg/L，长期使用后可能出现零件磨损无法应用的情况，而一些零部件的外形和尺寸很相似，在选用时候要细致区分，从而确保设备的稳定运行。

7 结语

机械设备是污水处理工作中不可或缺的部分，不同种类的设备安装及维护的方式也各不相同，因此需要结合实际科学定制安装及维护方案，保掌握强化污水处理厂运行效率的方法，推进污水处理厂标准化建设进程，在实践中不断总结经验，使污水处理厂运行质量得到切实保障。