污水处理厂二级处理段主要设备故障及解决对策

杨曙光 杨战步 刘伟

（中原环保股份有限公司，河南郑州 450046）

1 引言

目前河南省大部分城镇污水处理厂，如郑州地区的郑州新区、马头岗、王新庄、五龙口、双桥、陈三桥、南三环、马寨等几座设计规模在5×104m3/d 以上的污水处理厂，洛阳地区的洛阳涧西污水处理厂、伊川县污水处理厂、宜阳县污水处理厂等，其主体工艺均采用活性污泥法［1-4］。活性污泥法的主要原理是通过微生物的新陈代谢来降解污水中的COD，BOD，SS 等污染物，同时通过鼓风曝气系统控制溶解氧在生物池中的浓度，在生物池中设置厌氧、缺氧、好氧等不同的工况环境，以达到在降解有机污染物的同时脱氮除磷的目的。

污水处理厂的二级处理段又称为生化处理段，是污水处理厂的核心处理工段，其主要构筑物是生物池和二沉池。从泥水混合或者分离的角度来说，生物池的主要作用是让泥水充分混合、让微生物与进水中的各种污染物有充分接触，而二沉池的作用则是实现泥水分离，污泥沉淀至二沉池池底，然后进入污泥泵房，通过回流污泥泵回流至生物池，或通过剩余污泥泵进入污泥处理工段进行污泥处理处置。生物池和二沉池可以是一一对应的，如郑州市五龙口污水厂一期工程、郑州市马寨污水厂等，也可以不是一一对应的，如郑州市五龙口污水厂二期工程，同时，考虑到鼓风曝气系统，与生物池、二沉池配套的建（构）筑物一般还有生物池配水井、二沉池配水井、回流及剩余污泥泵房、鼓风机房等。污水二级处理段设备运行的好坏，直接决定着整个污水处理厂运行的好坏，因此，研究污水处理厂二级处理段主要设备的常见故障及解决对策，对污水处理厂的运行管理人员来说尤为重要。

2 河南地区污水处理厂二级处理段主要设备

根据河南地区污水处理厂二级处理段的工艺特点，污水二级处理段的鼓风曝气系统一般采用高速离心鼓风机、气悬浮鼓风机，同时在生物池中设置功率不一的推进器，以起到搅拌、混合、推流，防止污泥下沉的作用。二沉池系统目前采用较多的是周进周出二沉池，其主要作用是将池底的污泥集中至二沉池的中心，同时防止二沉池的污泥因厌氧而上浮。在回流及剩余污泥泵房中，一般设置有回流污泥泵和剩余污泥泵，回流污泥泵一般采用轴流泵或离心泵，剩余污泥泵一般采用离心泵或螺杆泵。生物池配水井和二沉池配水井中一般仅有阀门等设备。

因此，在上述常见设备中，筛选出离心鼓风机、生物池潜水推流器、周进周出二沉池系统等3 种主要且常见设备，探讨其常见故障，对相应故障进行原因分析，并找出其对应故障的解决对策。

3 污水处理厂二级处理段主要设备的常见故障及解决对策

3.1 单级离心鼓风机常见故障、原因分析及解决对策

离心鼓风机在污水处理厂较为常见，鼓风机组主要由鼓风机、机座、联轴器、增速器、润滑油系统、驱动设备、仪表和控制系统等组成。郑州市某3×104m3/d 规模的污水处理厂共采用3 台高速单级离心鼓风机，2 用1 备，其常见故障及解决对策如下。

3.1.1 常见设备故障

离心鼓风机的主要作用是抽取空气，通过管道输送到生物池，为微生物提供足够的氧气，其常见的故障有：（1）出口压力过大而停机，当污水厂进水量增大，生物池液位较高时，容易出现这种情况；（2）电动机过载；（3）喘振；（4）风量不足。

3.1.2 对应故障的原因分析

分析上述故障的具体原因如下：（1）在下雨天或水量的高峰时段，当有些污水厂瞬时进水量增大时，会通过二沉池配水井调节二沉池的进水量，采取提高生物池液位的工艺调控措施，就会减小二沉池的负荷，防止二沉池“翻池”，但这种方法增大了生物池的负荷，这种情况下鼓风机可能会因出口压力过大而被“憋停”；（2）当管路压力损失增大，或者过滤器网眼堵塞时，电动机会出现过载情况；（3）鼓风机喘振现象在夏季较为常见，一般情况下，当鼓风机出口阀门开度过小，进出口导叶不匹配或进口空气过滤网堵塞导致进口空气不足时，会引起喘振；（4）当进口过滤网堵塞或皮带打滑导致转速不够时，会出现风量不足的情况。

3.1.3 对应故障的解决对策

针对上述故障，在实际运行管理中常常采取以下应对措施：（1）针对出口压力过大而停机，可减小进水量，适当降低生物池液位，待鼓风机稳定后，再重新开机，后期调整生物池液位时，应逐步调整，与鼓风机调整的情况同步进行；（2）针对电动机过载，如果是管路压力问题，校对进出口压差即可，如果是过滤网问题，需更换或清洗过滤网；（3）针对鼓风机喘振，可综合排查进口空气、出口阀门开度、进出口导叶等，针对不同的问题，综合排查进口过滤网是否堵塞，同时开启的2 台鼓风机出口阀门或出口导叶开度是否一致等，针对不同的故障采取不同的策略；（4）风量不足时，可更换或清洗过滤网，皮带打滑时可更换皮带。

3.2 生物池潜水推流器常见故障、原因分析及解决对策

生物池潜水推流器是污水处理厂生物处理系统中非常重要的一种设备，在生物池厌氧段、缺氧段、好氧段中均能用到，其主要作用是推流和搅拌，防止活性污泥在生物池中下降，同时推动污水在生物池中进行流动。潜水推流器主要由叶轮系统、减速传动系统、密封系统和泄漏报警系统四大部分组成。

3.2.1 常见设备故障

生物池潜水推流器长期在污水中运行，难免会出现一些故障。根据生产经验，其常见的故障有：（1）其中1 台推流器的流速明显低于生物池系统中其他的推流器，推流范围小；（2）运行不平稳，运行时有杂音或晃动；（3）其中1 台推流器运行电流大，明显高于其他推流器；（4）机组发热。

3.2.2 对应故障的原因分析

分析上述故障的具体原因如下：（1）其中1 台推流器流速低，有可能是该推流器的叶片被棉纱、塑料袋等杂物缠绕或者推流器电机反转，如果推流范围小，有可能是叶片松动或脱落；（2）运行时有杂音或晃动，有可能是齿轮的问题，如齿轮磨损、齿轮箱缺油等，也有可能是轴承磨损，或者其中1 扇叶片断裂导致失衡等；（3）电流大，有可能是生物池液位过高，推流器的淹没深度过大，导致负荷过高，也有可能是生物池污泥浓度过高，生物池中的液体密度过大，导致电流过大，也有可能是电源电压突然降低所致或者叶轮被杂物缠绕；（4）机组发热有可能是电源接线端渗漏或电缆破损，也有可能是定子绕组受潮，还有可能是齿轮错位或磨损。

3.2.3 对应故障的解决对策

针对上述故障，在实际运行管理中常常采取以下应对措施：（1）停机并断电检查，清除叶片的杂物，检查电机旋转方向，如果叶片松动或脱落，则需要重新装上叶片并安装；（2）停机并断电检查，如果是齿轮的问题，可以更换齿轮或者添加齿轮油，同时检查叶片是否断裂；（3）如果是工艺问题，如生物池液位较高或污泥浓度过大所致，可适当减小进水量，降低生物池液位或加大排泥量，降低污泥浓度，同时检查是否工作电压过低，可调整工作电压，加粗电缆引线等，检查叶轮是否被杂物缠绕；（4）检查电缆是否破损，压紧螺母，如果是电子绕组受潮，可以更换机械密封或进行烘干、浸漆处理，如果是齿轮错位或磨损，可改善润滑状态或更换夹紧齿轮。

3.3 周进周出二沉池系统常见异常、原因分析及解决对策

周进周出二沉池系统的主要设备是刮吸泥机、浮渣挡板、进水槽、挡水裙板及出水三角堰等。由于污水处理厂进水的连续性，二沉池的刮吸泥机需要24 h 连续运行，以防止二沉池池底的污泥聚集或腐化上浮，因此二沉池系统常见的异常情况可以通过设备来改变，或者说二沉池设备的异常情况可以通过调整工艺来改变。

3.3.1 常见异常情况

周进周出二沉池系统常见异常情况如下：（1）刮吸泥机运行负荷过大，具体表现为运行电流过大，转速小于正常的运行转速；（2）二沉池表面浮泥过多，且通过刮渣板无法排出系统外；（3）二沉池池底有气泡上浮；（4）进水槽流速变慢或过流面积变小；（5）三角堰出水不均匀；（6）刮吸泥机刮渣装置扭曲。

3.3.2 对应异常情况的原因分析

上述异常情况对应的具体原因如下：（1）当外回流比控制得过低或者剩余污泥排放量不足时，大量污泥沉积在二沉池池底，会导致刮吸泥机运行负荷过大，运行电流过高；（2）当生物系统污泥浓度过高时，二沉池表面很容易出现大量浮泥；（3）二沉池池底有气泡上浮，一般情况下是因为污泥在池底反硝化生成了氮气，小气泡的主要成分是氮气，这种情况有可能是排泥不及时或二沉池池底不平，导致部分区域排泥不畅；（4）当进水槽的布水孔中有杂草或塑料袋、棉纱等杂物进入时，会导致其过流面积变小或进水槽流速变慢；（5）三角堰正常安装后，需要找平，以确保出水均匀，但运行一段时间后，由于池体不均匀沉降或某个三角堰板松动，会导致出水不均匀；（6）刮吸泥机正常运行至浮渣挡板处时，会自动升起可转动部件，缓慢通过浮渣挡板，但在极端情况下，如电机反转或者刮吸泥机刮渣装置安装高度与刮渣挡板高度不匹配时，会导致刮渣装置被刮渣板卡住而扭曲。

3.3.3 对应异常情况的解决对策

针对上述异常情况，对应的解决对策如下：（1）通过增大外回流比或加大剩余污泥排放，减少二沉池池底的污泥量，减小刮吸泥机的运行负荷；（2）从工艺调控上，可加大剩余污泥排放，将生物池污泥浓度控制在合理范围内，从设备改造上，可适当降低二沉池浮渣挡板部分区域的位置，让二沉池表面的浮泥顺利流入浮渣槽，进入厂区污水井；（3）检查原因，如果是排泥不足，可加大排泥，减小污泥在二沉池的停留时间，防止反硝化，如果是池底不平，可放空二沉池进行池底找平，并疏通排泥管道；（4）在减小进水量的情况下，疏通二沉池进水槽布水孔，清理孔中杂物；（5）针对出水不均匀的三角堰，重新找平安装；（6）停机，检查刮吸泥机运行方向是否正确，同时将扭曲的刮渣装置校正或更换。

4 结语

污水处理厂是城市正常运行中不可缺少的重要环节，污水处理厂的正常运行也是国家节能减排、维护良好生态环境的必要保障。二级处理段作为整个污水处理厂运行的核心工段，在污水处理厂的正常稳定运行中起着至关重要的作用。本文筛选出河南地区城市生活污水处理厂二级处理段常用的主要设备，并结合多年的工作经验和生产运行实际，总结了主要设备的运行故障或异常情况，针对设备故障或异常工况进行了深入分析，最后针对具体的故障或异常工况，提出了切实可行的解决对策，为其他地区同种工艺或设备的污水处理厂的设备维护、工艺调控提供参考。