曝氣沉砂池浮渣處理系統改造范文

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《中國給水排水雜志》2015年第十八期

摘要:

結合溫州市中心片污水處理廠曝氣沉砂池浮渣處理系統的技術改造實踐，介紹了一套自控程度高、刮渣輸送徹底的浮渣處理系統。該系統采用電機自動控制升降的刮渣板替代原重錘杠桿翻轉刮渣板，在原有浮渣槽安裝一臺螺旋輸送機克服浮渣流動性差的缺陷，浮渣在特制的垃圾箱內靜沉脫水再外送處置，電氣控制與原吸砂橋形成一體的電氣自控系統。多年以來，該浮渣處理系統運行穩定可靠，效率高，故障少。

關鍵詞:

污水處理廠;曝氣沉砂池;浮渣處理;技術改造

溫州市中心片污水處理廠設計規模為20×104m3/d，采用奧貝爾氧化溝工藝，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)二級標準。

1曝氣沉砂池概況

該污水處理廠建有4組平行布置的曝氣沉砂池，每兩組設置一座吸砂橋。每組曝氣沉砂池分為兩格，一格為曝氣沉砂區，另一格為除油刮渣區。兩組通過豎向布置的整流柵條分開。在沉砂區內縱向水流因注入的壓縮空氣而形成螺旋流，密度較大的砂石沉至池底，由吸砂泵輸送至砂水分離器，脂肪、油、浮渣等由于螺旋水流的作用而浮至水面并進入除油刮渣區，固定在吸砂橋上的刮渣板將浮渣刮至浮渣槽。

2存在的問題

該系統在日常運行中主要存在以下問題:①設備故障多。刮渣板采用杠桿結構，杠桿一端為刮渣板，另一端為重錘，通過一條可以調節刮渣板高度的方鋼固定在吸砂橋上。當吸砂橋沿水流方向前進時，刮渣板沒入水中，將浮渣刮至除油刮渣區前端的出渣導板。當位于杠桿上方的重錘碰觸安裝在池壁上的半弧形橫桿并落至后下方時，刮渣板被重錘翹起，順勢將浮渣沿著出渣導板刮到浮渣槽內。在重錘碰觸始末兩端半弧形橫桿時，經常由于調節的高程不合適不能自動翻轉，吸砂橋在重錘直頂橫桿時由于尚未到位繼續前行，導致刮板和橫桿損壞，吸砂橋由于阻力無法前行導致行走輪原地轉動，軌道受磨損成坑，嚴重的一次導致吸砂橋脫軌。②刮渣不徹底。由于曝氣沉砂池池底設計為斜坡狀，吸砂橋受吸砂泵運行高程的影響無法行走至曝氣沉砂池進水始端，形成始端一段約1．5m的刮渣死區。受螺旋流的作用，除油刮渣區水面形成由縱向中間向始末兩端分流的流態，大部分浮渣都集中在始端和末端，始端刮渣死區大量的浮渣無法清除。③浮渣槽內浮渣流動性差。由于浮渣槽入口高出水面約0．2m，浮渣由刮渣板沿出渣導板刮起時大部分水被瀝掉，浮渣含水率＜80%，流動性差，不能自流至浮渣井內，大量存留在浮渣槽內。后在浮渣槽下方鉆出直徑為20mm的圓孔，水在水壓作用下流入浮渣槽，浮渣在水流作用下流入浮渣井。但由于大量水的存在，浮渣井中的浮渣與水又很難分離。④人工清除強度大。由于上述3個方面問題的存在，系統不能實現自動清除浮渣，只好采用人工清除浮渣。但每天產生的浮渣較多，人工清除的勞動強度大，夏日和嚴冬的工作環境惡劣，且存在墜入池中的安全隱患。⑤2009年對構筑物實施加蓋除臭工程，曝氣沉砂池被建房密閉，房內臭氣濃度高，環境惡劣，已不適合人員入內清除浮渣。因此尋找一種有效可靠的自動化的浮渣處理系統就顯得尤為迫切。

3技術改造

①采用雙刮渣板電機控制升降。針對杠桿結構的刮渣板在運行中存在故障多、刮渣不徹底的問題，擬將單杠桿結構刮渣板改為電機控制升降的雙刮渣板。前刮渣板為出渣板，后刮渣板為始端死區預刮板。刮渣板通過平行的兩根搖桿鉸接在吸砂橋固定架上，搖桿前端設置一條鋼絲繩，另一端纏繞在電機減速機驅動的轉鼓上。當吸砂橋在始端開始前行時，電機帶動轉鼓反轉，放長鋼絲繩使刮渣板沒入水中，“死區”浮渣在兩塊刮渣板之間隨吸砂橋前行，在吸砂橋到達末端出渣口時，前刮渣板將大部分浮渣沿出渣導板刮至浮渣槽內。當吸砂橋在末端開始后退時，電機帶動轉鼓正轉，收短鋼絲繩使刮渣板離開水面，原“死區”浮渣停留在除油刮渣區末端，在吸砂橋下次前行時被前刮渣板刮至浮渣槽內。刮渣板沒入或離開水面都有預設的限位位置，刮渣板另設一條最大下限位位置鏈條保證刮渣板在出渣導板下沿之上，確保刮渣板運行安全。改造后刮渣板效果如圖1所示。②延長出渣導板。原重錘杠桿刮渣板在末端重錘碰觸橫桿時，經常由于刮板勾住出渣導板下沿無法正常翻轉，影響刮渣效果，同時造成設備損壞。

此次技術改造延長了出渣導板的下沿，保證前刮渣板最大下限位置在出渣導板下沿之上，確保刮渣板不會勾住出渣導板下沿。在出渣導板水面部分布置漏水孔，浮渣被前刮渣板刮上出渣導板時能夠在最短時間內瀝掉積水，保證浮渣槽內的浮渣具有低含水率。③在浮渣槽內安裝一臺螺旋輸送機。原浮渣槽基本屬于水平安裝，自流出渣困難，本次改造在浮渣槽內安裝了一臺無軸螺旋輸送機，吸砂橋前行至末端將浮渣刮至浮渣槽螺旋輸送機內時，螺旋輸送機在檢測到信號后開始運行，將浮渣輸送至曝氣沉砂池外設置的特制垃圾箱內靜沉。每次螺旋輸送機保持3min的運行時間，以確保把浮渣完全輸送至特制垃圾箱內的同時減少設備磨損，降低電耗。④采用帶5mm孔徑篩網的特制垃圾箱。原浮渣與水一起流入浮渣井，井中的浮渣與水很難分離，本次改造設置一個帶篩網的特制垃圾箱，垃圾箱中間設置一層篩網，底層設置一個帶閥門的排水口。浮渣在篩網上靜沉一段時間，含水率進一步降低。

箱體設置為翻轉式，在清理垃圾時可翻轉箱體，將垃圾傾倒在輸送車上外運，解決了因浮渣顆粒小容易堵塞壓榨設備濾網的問題。⑤電氣控制整合為統一的PLC控制系統。原吸砂橋、吸砂泵、刮渣板、螺旋輸送機各有自己的電氣控制系統，在運行時不能很好地協調合作，系統之間沒有有機結合，中控室不能看到刮渣板和螺旋輸送機的運行信號和故障信號，不能實時掌控設備運行狀況。同時由于配電柜設在曝氣沉砂池密閉房內，元器件、接線頭受臭氣嚴重腐蝕脫落，導致設備需時常停運檢修。本次改造后期取消各自電氣控制柜，整合為統一的PLC自控系統，并把控制柜設置在曝氣沉砂池密閉房外，減少電氣設備腐蝕。采用西門子S200－7PLC，負責吸砂橋、吸砂泵、刮渣板、螺旋輸送機的運行控制和協同運行，收集它們的運行狀態和故障信號，統一向上級自控系統傳送運行信號和接收運行命令。電氣改造提高了曝氣沉砂池設備的自控程度，減少了設備故障幾率，使設備運行更加安全可靠。

4改造效果

該系統運行多年以來，有效解決了長期困擾該污水處理廠曝氣沉砂池浮渣處理難的問題。①將單杠桿結構刮渣板改為電機控制升降的雙刮渣板，徹底解決“死區”浮渣無法清除問題，有效降低了設備運行故障。②在浮渣槽里安裝螺旋輸送機，從根本上解決浮渣在浮渣槽里流動性差的問題。③采用帶篩網的特制垃圾箱使浮渣靜沉可以降低含水率且方便運輸，解決了因浮渣顆粒小容易堵塞壓榨設備濾網的問題。④采用西門子PLC整合為統一的自控系統，提高了曝氣沉砂池整體設備自控程度以及運行可靠性。該浮渣處理系統獲得一項發明專利和一項實用新型專利，其專利號分別為ZL201310267451．7和ZL201320381543．3，非常適合曝氣生物濾池、MBR等預處理要求高的污水處理工藝應用，對老廠曝氣沉砂池改造亦具有一定的借鑒意義。

參考文獻:

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［4］張辰，李春光．淺談城市污水處理廠的技術改造［J］．中國給水排水，2004，20(4):20－23．

作者：廖建勝 張思 彭毅 單位： 溫州中環正源水務有限公司