关于污水处理用机械设备的分类探讨

关于污水处理用机械设备的分类探讨

葛建伟

南京中航机场工程技术有限公司210044

摘要：生活污水处理就是除去水中的污染物（有机物、无机物）和杂质（悬浮物、固体颗粒），使水体得到净化的过程。整个处理体系包括工艺和设备，工艺就是污水处理的机理和方法，设备是基于工艺的运行工具，工艺是方向性引领，设备是实施性保障，它们相辅相成，互为补充和满足。本文根据工艺流程图浅述污水处理所需机械设备情况。

关键词：污水处理工艺流程通用设备专用设备可靠节能性

一、前言

污水处理主要原理可以简单的用一个化学方程式表示，即O2+有机物（脂肪、蛋白质、纤维等）=CO2+H2O（+N2）。反应条件：在微生物作用下，+N2表示部分反应有氮气放出，围绕这个生化机理，国内外流行三个主流工艺，分别是A2O工艺、氧化沟工艺和SBR工艺，其他是在此基础上的变型工艺。虽然工艺名称不一，但工艺流程大致相似，按现在国家一级A的排放标准，工艺流程下图所示。

基于工艺和工艺流程，污水处理有形的硬件设施就是工程设备，包括机械设备：指各种用于治理污水、改善水体质量的由工业部门制造的机械产品；仪器设备：指各种用于污水监测及污水工程试验的仪器；构筑物：一般指钢筋混凝土结构件。工艺实质是相似的，设备才是关乎污水处理效率和效果的主体，这里最关键的又是机械设备，能否节省土地使用面积、节约原始性投资、降低运营管理费用等，主要取决于机械设备的高效性和先进性。所以机械设备具有政策导向性强、产品覆盖面广、产业关联度高、资金技术密集以及社会责任重大的特点。

二、主要机械设备

污水从进口到出口达标排放，大致经过一级处理（物理处理或预处理）、二级处理（生化处理）、三级处理（深度处理）等过程，其间还有污泥处理。各处理段所用机械设备分为通用设备和专用设备。

1.通用设备

（1）泵泵的种类分为叶片式泵、容积式泵及其他类型的泵。叶片式泵包括离心泵、漩涡泵、混流泵和轴流泵等；容积式泵包括往复泵、转子泵等；其他泵包括喷射泵、电磁泵等。另外水泵又分干式和潜水式。污水处理中污水泵的使用量较大，提升泵房使用离心泵和轴流泵，其他污水厂内传输采用潜水泵，污泥传输采用转子泵，其他还有污泥泵、电磁泵及计量泵等。

（2）阀门有泵的地方一定有阀门，有管路的地方也一定有阀门，各种阀门的使用较多，闸阀、截止阀、蝶阀、球阀及止回阀等在不同的场合和管路上都有不同的使用。

（3）风机包括离心式风机和轴流式风机，轴流式通风机几乎在每个处理段都在使用，用于通风和排出有害气体，对于较为流行的A2O、SBR工艺，离心式鼓风机是污水处理厂重要的曝气设备，根据处理规模的不同，一般鼓风机功率从几十到几百千瓦不等，3~4台，建有专门的鼓风机房和专人值守。

（4）电动机电动机作为电能转化为机械能的转换机构或动力驱动机构，到处都有它的身影，凡是需要动力的地方都需要电动机，污水厂所需电动机的防腐和防护要求较高。

（5）减速机减速机作为降速和提高转矩的传动机械，使用也比较普遍，几乎每个需要动力驱动的专用设备上都需用减速机，由于污水处理工况较为复杂和恶劣，有通用减速机，也有特殊设备专用的加强型非标减速机。

污水处理需要各种各样通用型的机械设备，除了以上列举，还需要大量的流体输送管、法兰和管路接头等附件。通用设备标准、成熟、易购，是污水处理机械设备的重要组成部分，要求其可靠性高，防腐性好。

2.专用设备

专用设备，就是指污水处理各阶段满足工艺流程需要的特殊设备，称为非标设备或专用设备。专用设备在污水处理的三个阶段及污泥处理中大量使用。一级处理阶段（物理处理或预处理），主要是去除水的漂浮物，如木头、秸秆、塑料袋等，以及除去污水中的悬浮固体、砂子等，一般采用粗格栅、细格栅和气体式旋流沉砂专用设备，粗格栅齿耙间隙10mm以上，拦截大的漂浮物，细格栅10mm以下，保证小的漂浮物固体都能捞上来。经过格栅过滤后的污水进入旋流沉砂池，在池内安装气体式旋流沉砂专用设备，通过旋转离心力的作用下，将污水中的砂子甩出来，沉落于池底漏斗，再由气提方式把砂子抽到池面上来。

二级处理（生化处理），经过一级预处理后的污水，其中大部分物理性的固体污物已基本除去，则进入生化处理池，处理污水中的有机物、除磷和脱氮，这是污水处理的核心阶段。生化处理池主用有厌氧池、缺氧池和好氧池，该阶段主要使用曝气设备和搅拌推流设备，这也是污水处理厂技术含量最高、最关键的机械设备，曝气方式有底曝、表曝和中曝3种，对应的曝气设备分别是池底的微孔曝气盘或曝气管，表面的倒伞表曝气机或转碟曝气机，中曝的推流曝气机。曝气机理就是通过机械设备将空气加到污水中去，满足污水中的活性菌微生物生命维系和有机物生化反应所需要的氧气。搅拌推流设备是搅拌污水、混合污泥、推动池底流速≥0.3m/s，防止污泥沉降，搅拌推流设备保持生化阶段污水处于动态处理中，是污水处理的基本配置，使用量较大。

生化污水处理后，进入二沉池（预处理阶段的旋流沉砂池一般又叫初沉池），进行泥水分离处理，分离后的水对于一级B排放标准的可以直接排放，对于一级A排放标准的需进入三级处理，分离后的泥少部分回流到生化池，大部分由污泥泵输送至污泥脱水机房进行脱水处理。二沉池使用排泥设备，有中心传动刮吸泥机、周边传动刮吸泥机、单管吸泥机等。

二沉池分离出来的水，进入三级处理（深度处理），主要过滤掉水中的微细悬浮物，达到国家一级A的排放标准。这里的主要过滤设备有纤维转盘滤池、活性砂过滤器等。

三级处理后的水再经过消毒池消毒后排放，消毒设备主用有紫外线消毒器、二氧化氯消毒器和臭氧消毒器等。

最后还有污泥处理设备，二沉池分离出来的污泥含水率（99.7%）很高，需要脱水处理，使含水率降到60%以下，所用设备主要是板框式压滤机，其他还有带式压滤机等，但含水率只能达到80%以上，现在重点是板框式压滤机。至此，污水处理完成，按照常规说法，污水处理专用设备一般有八大系列，分别是拦污设备、除砂设备、搅拌推流设备、曝气设备、排泥设备、滗水设备（SBR工艺采用，无二沉池不用排泥设备）、深度处理设备以及污泥脱水设备，有这些专用设备基本满足各种工艺处理要求。

三、发展趋势

随着环保事业的发展，污水处理机械设备近年来技术水平提高较大，未来淘汰落后、替代进口是大趋势，产品将更加注重高可靠性、高效节能性，并向高度集成方向发展。（1）高可靠性污水处理工况复杂，环境恶劣，要求各种机械设备具有高可靠性，满足污水处理厂长期稳定使用、故障率低的要求。（2）高效节能性机械设备耗能占运行成本的大部分，故高效节能性是机械设备最重要的技术指标。（3）高度集成性推进一体化设备的研发与推广，一体化设备占地小、设备紧凑，可埋入地表以下，因此此类设备不占地表面积，不需要地面建筑。

参考文献

[1]薛艳霞,李少峰.借用高数浅识城市生活污水处理的流程[J].电子测试.2016(20).