紹興污水處理廠工藝設備合理選型的探討
紹興污水處理廠是紹興市縣合建的一座集中處理印染廢水的大型工業廢水處理廠。處理規模為50萬m3/d，目前建成一期30萬m3/d。處理工藝采用水解-好氧活性污泥法-混凝沉淀法，剩余污泥在濃縮后直接脫水填埋。試運行結果表明，在進水pH=10～11，COD＝1200-1400 mg/L,BOD＝400～600 mg/L，SS＝200～300mg/L，色度300倍的情況下，經處理后出水pH=6～8，COD<150 mg/L，BOD<20 mg/L，SS<100mg/L，色度<60倍，處理水質達到了設計排放標準。但在調試中也暴露了某些工藝設備的不足。本文結合實際安裝調試過程中出現的問題討論該廠設備選型的合理性，以提出進一步的改進措施和建議，并供其他污水處理廠設計和設備選型時參考。
1 工藝設備
紹興污水處理廠設計時選用了49種不同的機械設備，主要包括格柵、吸刮泥機、帶式壓濾機、曝氣頭等專用設備和水泵、風機、閥門、閘門等通用設備，采用第四批日元貸款進行公開招標采購。這些設備分別安裝在格柵間、調節池、厭氧池、曝氣池、泵房、加藥間、沉淀池、污泥濃縮池、污泥脫水間、鼓風機房等部位，紹興污水處理廠建設過程中即是按這種設計要求進行設備購置和安裝的。
2 對設備選型的討論
2.1 格柵
格柵設計中選用柵距10mm。由于原污水采用壓力輸送，各級中途泵站中已設置粗格柵，使本廠格柵的柵渣截留量很少。但是，從另一方面來看，紹興污水處理廠的進廠污水80%為紡織印染廢水，含有較多的纖維狀雜物，這些細纖維雜物在進水格柵中卻不能得到去除。為保證后續構筑物和設備的穩定運行，有必要增設篩網或細格柵，使這種污水中的細纖維物得到有效去除。
2.2 閘門和啟閉機
閘門設備選型采用國內合資企業的鑄鐵閘門，調試中發現關閉不嚴，尤其不能逆向止水。設計中厭氧池、曝氣池共采用了48個放空閘門，安裝調試時發現閘門不宜用作構筑物放空閘門，因為其密封性能不好，調試時幾乎個個漏水。最后不得不加裝閘閥來解決漏水問題。
啟閉機螺桿材質采用1Cr3，使用中發現銹蝕嚴重，尤其是安裝在格柵間、厭氧池等前部構筑物的啟閉機銹蝕更甚，故啟閉機螺桿材質最好選用其它防銹材質(如AISI304)，以保證其可靠的使用壽命。
2.3 閥門
設計中廣泛采用了蝶閥。蝶閥用作空氣調節、切斷，比較靈活，且造價低，安裝方便，特別是用在大口徑空氣管道上更為合適。調試和試運行期間尚未發現有纏繞、堵塞現象。但要保證閥門的正常使用，施工中則要注意墊片的選擇，空氣管上的墊片要耐高溫，特別是安裝在鼓風機出口部位，溫度達100 ℃以上，普通的橡膠密封很容易變形老化。
在2#污泥回流泵房的設計中采用了雙蝶閥的設計方案，泵后無止回閥，由于泵池頂面低于曝氣池水面，一旦突然停電，會造成大量污水倒流進泵池而溢出，使用管理十分不便，在調試過程中發生多次溢水事故。為解決這一問題，在調試時將其中靠近潛污泵的電動蝶閥全部更換成止回閥，實踐證明這一設備的調整比較合理。
2.4 吸泥機
紹興污水處理廠的中沉池、二沉池、凝聚沉淀池全部采用靜壓式吸泥機，共計有18臺。這種機型的最大優點是節約動力，節省能源。經過一段時間的使用，認為在二沉池、凝聚沉淀池使用吸泥機是可取的，但由于紹興污水處理廠未設計沉砂池，因此中沉池(相當于其它污水處理廠的初沉池)中的砂礫會逐漸積累，且厭氧池本身的無機物含量較高，中沉池污泥的含水率偏低，容易造成吸泥機的堵塞現象。根據這一實際情況，中沉池理想的排泥設備若選用刮泥機效果會更好。
另外，吸泥機在制造和安裝過程中也存在一些缺陷：①提泥閥導桿不夠長，不能夠完全關閉。在吸泥管堵塞時，不便利用靜壓清通。②提泥閥螺桿為標準細螺紋，容易卡死，螺絲磨壞，也不利于調節提泥量。③在多個連接處漏水，影響到提泥效率。④集水槽抗浮、抗變形措施考慮不周。集水槽材質為不銹鋼，制造采用4個直徑150的大圓孔，并要求安裝單位密封。在中沉池調試中曾發生整個集水槽不抗浮而被水沖垮。調試時經多次整改才滿足現在的使用要求。
2.5 潛水攪拌器
設計中采用了100多臺潛水攪拌器，主要用于調節池、厭氧池和污泥儲存池。由于采用國外先進產品，設備本身尚未發現大的問題。但值得注意的是潛水攪拌器由于是配套使用12極電機，其效率很低，電流較常規的國內電機要高出很多，因此必須考慮無功功率的補償。調試中曾發生因無功功率太大而導致電容補償柜嚴重不夠的現象。
另外，潛水攪拌器的控制方式也值得商榷。紹興污水處理廠潛水攪拌器為1控5，1控6，并且為戶外型。由于對南方氣溫高的問題考慮不周，控制柜內的熱量散不出去，導致柜內大量接線燒壞，電流表融化，最后不得不重新更換。
2.6 潛污泵
污水和剩余污泥的提升均采用國產潛污泵，共計有35臺。裝機容量2628kW。從目前的使用情況看設計中對一些細節應當注意：①泵的檢修應考慮能把水泵吊上來后，直接放在運輸車上，避免二次搬運。同時應預備檢修通道，對大泵來講，這一點尤為重要。②對變頻調速的潛污泵，應注意在其它設備啟動時，由于電壓降低而跳閘的現象。③泵的控制柜，由于里面裝有軟啟動器、變頻器等電子儀器，一般是裝在室內的，但應在現場能控制其開停。
2.7 鼓風機
鼓風機是污水處理廠的重要設備，設備選型要慎之又慎。本廠設計中采用單級高速離心鼓風機4臺，3用1備。單機風量Q＝1000m3/min，風壓P＝189.56 kPa，配電機1550 kW，電機為水冷卻型。
鼓風機在調試過程中發生過兩次重大事故，先后造成2臺鼓風機的齒輪箱、葉輪被打壞，鼓風機報廢。經分析，認為是鼓風機的葉輪固有頻率與某一工況條件下的氣流頻率(或其它頻率)一致而造成共振，從而導致事故的發生。事后，生產廠家對葉輪進行表面處理，改變其固有頻率，并經多次拆裝檢查，才運轉正常。
2.8 曝氣頭
紹興污水處理廠的曝氣系統采用微孔橡膠膜片曝氣頭，其充氧能力、動力效率均較高。但在使用中發現，橡膠膜破裂后的維修更換非常麻煩，要把整池的污水放掉后才能更換。另外，曝氣頭之間的連接管線為塑料管材，采用粘接方式連接，容易造成滲漏，這些問題都需要在設計和設備選型時予以考慮。
3 結語
總結以上討論可認為：
①在處理工藝確定后，設備配置是污水處理廠能否達到預期處理效果的關鍵，在選型時一定要慎之又慎。
②關鍵工藝設備一定要選用質量可靠，運行穩定，檢修方便的設備。在目前狀況下，如果國內沒有過關的設備，有條件的話，宜選用國外先進技術產品。③設備選型時要充分考慮到污水的特性，特別是以工業廢水為主的大型污水處理廠的設備要能適應處理工業廢水，如格柵、刮泥機等，不能完全套用市政污水處理工藝的設備。
④在設備選型時，要重視相配套的電氣控制設備的選用，要充分了解它的性能與特點，在電氣設計中要與其相適應，以保證工藝設備安全可靠運行。