曝气沉砂池浮渣处理系统改造范文

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《中国给水排水杂志》2015年第十八期

摘要:

结合温州市中心片污水处理厂曝气沉砂池浮渣处理系统的技术改造实践，介绍了一套自控程度高、刮渣输送彻底的浮渣处理系统。该系统采用电机自动控制升降的刮渣板替代原重锤杠杆翻转刮渣板，在原有浮渣槽安装一台螺旋输送机克服浮渣流动性差的缺陷，浮渣在特制的垃圾箱内静沉脱水再外送处置，电气控制与原吸砂桥形成一体的电气自控系统。多年以来，该浮渣处理系统运行稳定可靠，效率高，故障少。

关键词:

污水处理厂;曝气沉砂池;浮渣处理;技术改造

温州市中心片污水处理厂设计规模为20×104m3/d，采用奥贝尔氧化沟工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)二级标准。

1曝气沉砂池概况

该污水处理厂建有4组平行布置的曝气沉砂池，每两组设置一座吸砂桥。每组曝气沉砂池分为两格，一格为曝气沉砂区，另一格为除油刮渣区。两组通过竖向布置的整流栅条分开。在沉砂区内纵向水流因注入的压缩空气而形成螺旋流，密度较大的砂石沉至池底，由吸砂泵输送至砂水分离器，脂肪、油、浮渣等由于螺旋水流的作用而浮至水面并进入除油刮渣区，固定在吸砂桥上的刮渣板将浮渣刮至浮渣槽。

2存在的问题

该系统在日常运行中主要存在以下问题:①设备故障多。刮渣板采用杠杆结构，杠杆一端为刮渣板，另一端为重锤，通过一条可以调节刮渣板高度的方钢固定在吸砂桥上。当吸砂桥沿水流方向前进时，刮渣板没入水中，将浮渣刮至除油刮渣区前端的出渣导板。当位于杠杆上方的重锤碰触安装在池壁上的半弧形横杆并落至后下方时，刮渣板被重锤翘起，顺势将浮渣沿着出渣导板刮到浮渣槽内。在重锤碰触始末两端半弧形横杆时，经常由于调节的高程不合适不能自动翻转，吸砂桥在重锤直顶横杆时由于尚未到位继续前行，导致刮板和横杆损坏，吸砂桥由于阻力无法前行导致行走轮原地转动，轨道受磨损成坑，严重的一次导致吸砂桥脱轨。②刮渣不彻底。由于曝气沉砂池池底设计为斜坡状，吸砂桥受吸砂泵运行高程的影响无法行走至曝气沉砂池进水始端，形成始端一段约1．5m的刮渣死区。受螺旋流的作用，除油刮渣区水面形成由纵向中间向始末两端分流的流态，大部分浮渣都集中在始端和末端，始端刮渣死区大量的浮渣无法清除。③浮渣槽内浮渣流动性差。由于浮渣槽入口高出水面约0．2m，浮渣由刮渣板沿出渣导板刮起时大部分水被沥掉，浮渣含水率＜80%，流动性差，不能自流至浮渣井内，大量存留在浮渣槽内。后在浮渣槽下方钻出直径为20mm的圆孔，水在水压作用下流入浮渣槽，浮渣在水流作用下流入浮渣井。但由于大量水的存在，浮渣井中的浮渣与水又很难分离。④人工清除强度大。由于上述3个方面问题的存在，系统不能实现自动清除浮渣，只好采用人工清除浮渣。但每天产生的浮渣较多，人工清除的劳动强度大，夏日和严冬的工作环境恶劣，且存在坠入池中的安全隐患。⑤2009年对构筑物实施加盖除臭工程，曝气沉砂池被建房密闭，房内臭气浓度高，环境恶劣，已不适合人员入内清除浮渣。因此寻找一种有效可靠的自动化的浮渣处理系统就显得尤为迫切。

3技术改造

①采用双刮渣板电机控制升降。针对杠杆结构的刮渣板在运行中存在故障多、刮渣不彻底的问题，拟将单杠杆结构刮渣板改为电机控制升降的双刮渣板。前刮渣板为出渣板，后刮渣板为始端死区预刮板。刮渣板通过平行的两根摇杆铰接在吸砂桥固定架上，摇杆前端设置一条钢丝绳，另一端缠绕在电机减速机驱动的转鼓上。当吸砂桥在始端开始前行时，电机带动转鼓反转，放长钢丝绳使刮渣板没入水中，“死区”浮渣在两块刮渣板之间随吸砂桥前行，在吸砂桥到达末端出渣口时，前刮渣板将大部分浮渣沿出渣导板刮至浮渣槽内。当吸砂桥在末端开始后退时，电机带动转鼓正转，收短钢丝绳使刮渣板离开水面，原“死区”浮渣停留在除油刮渣区末端，在吸砂桥下次前行时被前刮渣板刮至浮渣槽内。刮渣板没入或离开水面都有预设的限位位置，刮渣板另设一条最大下限位位置链条保证刮渣板在出渣导板下沿之上，确保刮渣板运行安全。改造后刮渣板效果如图1所示。②延长出渣导板。原重锤杠杆刮渣板在末端重锤碰触横杆时，经常由于刮板勾住出渣导板下沿无法正常翻转，影响刮渣效果，同时造成设备损坏。

此次技术改造延长了出渣导板的下沿，保证前刮渣板最大下限位置在出渣导板下沿之上，确保刮渣板不会勾住出渣导板下沿。在出渣导板水面部分布置漏水孔，浮渣被前刮渣板刮上出渣导板时能够在最短时间内沥掉积水，保证浮渣槽内的浮渣具有低含水率。③在浮渣槽内安装一台螺旋输送机。原浮渣槽基本属于水平安装，自流出渣困难，本次改造在浮渣槽内安装了一台无轴螺旋输送机，吸砂桥前行至末端将浮渣刮至浮渣槽螺旋输送机内时，螺旋输送机在检测到信号后开始运行，将浮渣输送至曝气沉砂池外设置的特制垃圾箱内静沉。每次螺旋输送机保持3min的运行时间，以确保把浮渣完全输送至特制垃圾箱内的同时减少设备磨损，降低电耗。④采用带5mm孔径筛网的特制垃圾箱。原浮渣与水一起流入浮渣井，井中的浮渣与水很难分离，本次改造设置一个带筛网的特制垃圾箱，垃圾箱中间设置一层筛网，底层设置一个带阀门的排水口。浮渣在筛网上静沉一段时间，含水率进一步降低。

箱体设置为翻转式，在清理垃圾时可翻转箱体，将垃圾倾倒在输送车上外运，解决了因浮渣颗粒小容易堵塞压榨设备滤网的问题。⑤电气控制整合为统一的PLC控制系统。原吸砂桥、吸砂泵、刮渣板、螺旋输送机各有自己的电气控制系统，在运行时不能很好地协调合作，系统之间没有有机结合，中控室不能看到刮渣板和螺旋输送机的运行信号和故障信号，不能实时掌控设备运行状况。同时由于配电柜设在曝气沉砂池密闭房内，元器件、接线头受臭气严重腐蚀脱落，导致设备需时常停运检修。本次改造后期取消各自电气控制柜，整合为统一的PLC自控系统，并把控制柜设置在曝气沉砂池密闭房外，减少电气设备腐蚀。采用西门子S200－7PLC，负责吸砂桥、吸砂泵、刮渣板、螺旋输送机的运行控制和协同运行，收集它们的运行状态和故障信号，统一向上级自控系统传送运行信号和接收运行命令。电气改造提高了曝气沉砂池设备的自控程度，减少了设备故障几率，使设备运行更加安全可靠。

4改造效果

该系统运行多年以来，有效解决了长期困扰该污水处理厂曝气沉砂池浮渣处理难的问题。①将单杠杆结构刮渣板改为电机控制升降的双刮渣板，彻底解决“死区”浮渣无法清除问题，有效降低了设备运行故障。②在浮渣槽里安装螺旋输送机，从根本上解决浮渣在浮渣槽里流动性差的问题。③采用带筛网的特制垃圾箱使浮渣静沉可以降低含水率且方便运输，解决了因浮渣颗粒小容易堵塞压榨设备滤网的问题。④采用西门子PLC整合为统一的自控系统，提高了曝气沉砂池整体设备自控程度以及运行可靠性。该浮渣处理系统获得一项发明专利和一项实用新型专利，其专利号分别为ZL201310267451．7和ZL201320381543．3，非常适合曝气生物滤池、MBR等预处理要求高的污水处理工艺应用，对老厂曝气沉砂池改造亦具有一定的借鉴意义。

参考文献:

［1］黄志华，王长平，张金松，等．曝气沉砂池除油刮渣系统的技术改造［J］．中国给水排水，2009，25(12):50－52．

［2］张西林，刘如玲，华凤山，等．曝气沉砂池浮渣收集系统的技术改造［J］．中国给水排水，2005，21(1):70－71．

［3］武鹏崑，于彭学，安洪金，等．污水处理厂曝气沉砂池浮渣处理系统改造［J］．中国给水排水，2006，22(16):23－24．

［4］张辰，李春光．浅谈城市污水处理厂的技术改造［J］．中国给水排水，2004，20(4):20－23．

作者：廖建胜 张思 彭毅 单位： 温州中环正源水务有限公司