污水處理系統機電設備運行故障的分析與解決

張江峰

摘 要：城市污水處理廠日常運行中，若要保證污水處理系統的正常穩定運行，與工藝配套的機電設備的運行狀況是非常重要的。同時，機電設備的穩定高效運行，對污水處理廠節能降耗影響很大。

關鍵詞：污水處理； 機電設備； 故障分析

一、格柵機常見故障分析

格柵除污機是污水處理工藝的第一道工序，也是污水處理廠內最容易出現故障的設備之一。一旦出現故障，污水處理廠將不能夠正常進水。

1.格柵機卡阻。不管連續運行還是間歇運行，因為格柵機長時間與污水接觸，容易造成軸承磨損，運行出現卡阻現象，造成鏈條或耙齒拉偏或其他機械故障。為此，需要加強格柵機相關機械部件的潤滑保養，以及日常巡檢要及時到位。

2.格柵機堵塞。污水中常夾帶一些長條狀的纖維、塑料袋等易纏繞的雜物，容易造成柵條和耙齒等堵塞。這一方面會使過柵斷面減少，造成過柵流速過大，攔污效率下降。另一方面也會造成柵渠過水速率緩慢、沙礫沉積、柵渠溢流等問題。一般只能進行技術改造完善或勤維護，采用人工清理的方式解決。實際運行中即使格柵運行正常，但因細格柵的柵條間隙也有3mm，不能全部攔截如瓜子皮、辣椒核等薄形雜物，造成生化池等后續構筑物還會有一部分漂浮物。

二、提升水泵故障分析

1.雜質纏繞。國內目前的城市污水處理廠，大多采用潛水泵提升污水。從實際運行中發現，潛水泵在使用過程中，由于污水中各種雜質與浮渣較多，這些雜質容易纏繞在水泵的葉輪和密封環的間隙里，引起機械密封效果和水泵效率降低，使污水進入到密封腔而產生故障，嚴重時將導致水泵電機過流損壞。針對該問題主要是加強格柵機的除渣效果，定期檢查潛水泵的絕緣和密封、核算提升泵效率，定期輪換使用等。

2.流量變化。因城市污水處理廠進水量一天24小時均有變化，以及配套污水收集系統完善程度的不同，使得不同時期污水處理廠進水量可能有較大變化，特別是合流制的排水系統，進水季節性變化的特征非常明顯。因此，在潛水泵的選用和配置上，應留有較大的調節空間。通常可采樣多臺水泵抽排水量呈梯度配置，結合定速泵配合調速泵控制方式，其中定速泵按平均流量選擇，滿足基本流量需求。調速泵變速運轉以適應流量的變化，流量波動較大時以增減運轉臺數作補充。

三、鼓風機

鼓風機是城市污水處理工藝的關鍵設備，耗能最大。在能耗控制上，可采用變頻調節控制，設備配置方面，也可多臺鼓風機風量呈梯度配置，針對不同的工況，以增強工藝運行調節的靈活性，同時減少電耗。

油冷卻器、油過濾器要定期清理，保證油質，需定期更換和送檢，防止出現乳化現象。油冷卻器有風冷和水冷兩種方式：采用風冷注意定期清潔風冷卻器的散熱片，防止堵塞和積集塵垢；采用水冷需定期清理和維護冷卻塔以及相應管路，注意保證循環冷卻水的水質，可定期加入緩蝕阻垢藥劑，防止細菌滋生、冷卻器、管路結垢以及銅構件發生原電池反應腐蝕，影響冷卻效果甚至污染油質。進口過濾器要定期清潔或更換，保證進口負壓在規定范圍以內，減少因負壓過高導致的鼓風機喘震故障的發生。

四、曝氣頭

目前大部分的曝氣方式采用的是微孔膜曝氣，有盤式、球冠式、板式、管式等橡膠膜微孔曝氣器類型。曝氣器使用一段時間后，因微孔堵塞，阻力增大和橡膠老化、彈性變差等，導致充氧效率均會下降。為避免曝氣器的堵塞或阻力增加過大，應定期進行曝氣器的清洗。可采用甲酸清洗或大氣量高壓空氣清洗。采用甲酸清洗要小心控制甲酸的濃度、清洗的頻次、注意操作安全；采用大氣量空氣清洗要小心控制氣量大小、強度和清洗的頻次。另外，注意要定期打開曝氣系統的排水閥門，排出冷凝水。對嚴重堵塞或破損的曝氣頭要及時更換，保證生物池曝氣的均勻性，防止出現死角，堆積污泥。

五、紫外消毒系統

1.運行分析

（1）系統無后續殺毒能力。當處理水離開反應器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子，使細菌再生。

（2）紫外燈石英套管污染。當污水流經UV消毒器時，其中有許多無機雜質會沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當污水中有機物含量較高時更容易形成污垢膜，而且微生物容易生長形成生物膜，這些都會抑制紫外線透射，影響消毒效果。

2.對策分析

（1）燈管的選擇。燈管的選擇應注意兩個方面：一是單支燈管的UVC輸出強度，該值越高則所需要的燈管數量越少，投資和運行維護費用也就越低。一般說來，高強度汞燈的輸出強度高，優于低強度汞燈。二是UVC電光轉換效率，低壓汞燈的紫外輸出主要集中在253.7nm，而中壓汞燈的紫外輸出主要集中在366nm，且中壓汞燈的發熱量很大，因此低壓高強度汞燈的電光轉換效率高于中壓高強度汞燈。

（2）傳感器及實時調節系統的選擇。污水處理廠的水量、水質波動較大，因此進行UVC輸出強度的實時調節對節約電耗和延長燈管壽命意義重大，這主要通過燈管的可變輸出和傳感器的真實反饋來實現。就傳感器進行真實反饋而言，其位置和波長的選擇性極為重要，能真實反映微生物實際接受的UVC照射強度的傳感器應是放置在水中的（與微生物處于同一位置），并且只監測253.7nm波長強度。

（3）自動清洗系統的選擇。污水處理廠紫外消毒系統的清洗有人工清洗、自動機械清洗和自動化學清洗三種，由于人工清洗要中斷消毒且工作量大，操作時易損傷燈管，間隔時間長（自動清洗一般1～2次/h），故無法保證石英套管所必需的最低綜合透光率，因此除極個別特殊情況外極少使用。自動清洗系統的選擇與所使用的燈管有關，中壓高強度燈管的溫度在600～900℃，結垢嚴重，必須采用化學清洗；低壓高強度燈管的溫度低于110℃，結垢量和速度都遠遠低于中壓高強度燈管，因而可采用機械清洗，且在1～2次/h的清洗頻率內就不會結垢。

（4）二次污染及事故污染。正常運行時的二次污染來自化學清洗系統中的清洗劑，事故情況下的二次污染發生在燈管破損時汞進入水中，以及液壓驅動的自動清洗系統發生泄漏。汞燈使用固態汞合金（固定粘附在燈管兩端的突起點），當燈管破損時不會像液態汞那樣流到水中，只需將粘附著汞合金的石英碎片打撈出來即可。此外，該系統采用壓縮空氣為動力的自動機械清洗系統，不存在運行期間和事故泄漏造成二次污染的問題。