2.1 小区生活污水处理设备

2.1.1 格栅
1 概述
  1)定义：格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条和框架组成，倾斜或垂直安装在进水的渠道里，或进水泵站集水井的进口处，用于拦截污水中悬浮和漂浮固形物的污水预处理设备。
  2)产品分类：格栅种类及分类方式很多，总体可分为格栅机和筛网两大类。格栅机适用于尺寸较大、悬浮物浓度较高污水，筛网适用于含有尺寸细小、比重轻及低悬浮物浓度的污水。常用格栅机类型有：臂式、弧形格栅机、链式格栅机、阶梯式格栅机、钢绳式格栅机、回转式格栅机等。小区污水处理中通常使用回转式格栅机。
  3)格栅机通用技术要求
    ①格栅机在运行过程中，齿耙、传动机构等运动部件应运转灵活、平稳，无卡滞、无碰撞、无梗阻、无异声等现象，整机运行平稳可靠。
    ②在正常工况条件下，格栅机平均无故障运行时间应不少于2000h，正常工作寿命应不少于15年。
    ③设备的控制方式分为手动控制、自动控制两种运行方式，其中自动控制方式分定时、液位差控制两种方式。
    ④设备应设置机械过载保护装置和电气过载保护装置，并应设置报警系统。
    ⑤运行噪声不应大于80dB(A)。
2 回转式格栅机技术性能要求
选用回转式格栅机时，需要控制有效深度(沟深)、有效宽度(栅宽)、栅条间隙、安装角度、排渣高度及水质等技术指标。回转式格栅机基本性能参数见表2.1.1-1。

表2.1.1-1  回转式格栅机基本性能参数

3 选用要点
  1)栅条间隙根据污水种类、流量、代表性杂物种类和大小来确定，一般选取范围为：机械清栅(3～25mm)，人工清栅(25～50mm)，筛网(0.1～2mm)。
  2)在中小型污水站，应设置两道机械格栅：第一道为粗格栅(10～40mm)，第二道为细格栅(3～10mm)。在小污水站，设置一道格栅即可，栅条间隙应为3～15mm。
  3)过栅流速：污水在栅前渠道内流速应控制在0.4～0.9m／s，经过格栅时流速应为0.6～1.0m／s。过栅水头损失与过栅流速相关，—般应控制在0.1～0.3m之间。栅后渠底应比栅前相应降低0.1～0.3m。
  4)格栅有效过水面积按流速0.6～1.0m／s计算，但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍，格栅倾角应为45°～75°，如果为人工格栅则采用安装角度30°～60°。
  5)根据进水水质、水深可以确定格栅的材质、种类。格栅的耙齿、链节长时间浸泡在水中，为了防止腐蚀生锈，一般选用高强度塑料或不锈钢制成，其链轴也应采用不锈钢。
  6)根据流量、过栅流速、安装角度、栅条间隙等可以计算出格栅的宽度。
4 施工安装要点
  1)格栅机安装前应配合土建做好基础和预埋件，并牢固安装于基础上。
  2)格栅机应定位准确。安装角度偏差应符合产品随机技术文件规定。各机架的连接应牢固。
  3)格栅机安装完毕后，其两侧与沟渠壁间隙宜小于格栅栅条间隙。
  4)格栅必须设置工作台，台面应高出栅前最高水位0.5m，台上应设安全和冲洗设施。工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。台正面宽度，当采用人工清渣时，不应小于1.2m，当采用机械清渣时，不应小于1.5m。
  5)格栅间应设置机械通风设施，常用轴流排风扇。如果污水中含有有毒气体则格栅间应设置有毒有害气体的检测与报警系统。中小型格栅间应安装吊运设备，便于设备检修和栅渣的日常清除。
5 参考价格
根据格栅机的栅宽、安装渠深、栅条间隙、设备材质等不同，其价格也不同，不同厂家的产品价格也相差较大。回转式格栅机大致价格范围见表2.1.1-2。

表2.1.1-2  回转式格栅机参考价格范围

6 相关标准、规范
《环境保护产品技术要求 格栅除污机》HJ／T262—2006。
《环境保护产品技术要求 旋转式细格栅》HJ／T 250—2006。
《室外排水设计规范》GB 50014—2006。
2.1.2 曝气设备
1 概述
  1)定义：曝气设备是用于给生化处理单元提供氧气(空气)的设备。
  2)分类：小区污水曝气设备主要有鼓风机和曝气机两大类。鼓风机的类型主要有：回转式鼓风机、罗茨鼓风机等。曝气机为水下曝气机。水下曝气机类型主要有：水下射流曝气机和自吸式曝气机。小区污水处理曝气设备特点见表2.1.2-1。
2 技术性能要求

表2.1.2-1  小区污水处理曝气设备特点

  1)鼓风机
    ①当进气温度不高于40℃，空气中微粒含量不大于100mg／m³的情况下，最大粒径应不大于鼓风机气缸内务相对运动部件最小工作间隙的一半。
    ②鼓风机累计无故障运行时间应不少于6000h。
    ③鼓风机、驱动机及其附属设备，在规定工作条件下，其设计寿命应不少于15年(易损件除外)。
    ④罗茨鼓风机型号较多，小区常用产品口径范围约40～500mm，风量范围约0.6～450m³／min，风压范围0.1～0.8kg／cm²。
    ⑤回转式风机常用产品口径范围约20～80mm，风量范围约0.25～5.5m³／min，风压范围0.1～0.5kg／cm²。
    ⑥压缩机应采用其风量、风压适用于小区生活污水处理的压缩机类型。
  2)水下曝气机
    ①射流曝气机气水比应＞1。
    ②产品标准测试工况下，射流曝气机氧转移效率应≥20％，理沦动力效率应≥2.0kg／(kW·h)。
    ③射流曝气机工作寿命应不少于8年。
    ④射流曝气机运行噪声应不大于80dB(A)。
3 选用要点
  1)根据总体工艺设计，选择确定曝气方式和曝气设备类型。
  2)根据污水水质、处理要求、曝气池容积等计算需氧量(或空气量)。需氧量计算时应考虑维持曝气池混和液有2～3mg／L的溶解氧量。
  3)选择鼓风曝气方式时，主要考虑以下因素：
    ①根据曝气池水深、空气管道布置、曝气器形式及水头损失等计算出所需风压。风压计算应考虑系统阻力和运行肝的阻力增加等因素。
    ②根据计算的风量、风压，考虑电机功率，对应设备技术性能指标，选择合适的风机型号和数量。风机至少应有1台备用。
    ③宜设置成多台风机的配置，当仅有一台风机时，应设置成变频，以便可根据需要调节供给空气量。
    ④配套的空气扩散装置(曝气器)应具有较小的阻力损失和氧转移利用率，同时应性能稳定、故障少、耐腐蚀。
  4)选择水下曝气机时，主要考虑以下因素：
    ①根据系统需氧量及设备传氧速率，求出需要的总功率。
    ②根据设置深度和曝气机的功率特性曲线选择合适的机型。
    ③根据需要的总功率及合适的机型群，得到几种不同的组合，再根据水池形状，选出最优组合。
    ④根据水质，选定曝气机材质及轴封型式。
4 施工安装要点
  1)鼓风机
    ①鼓风机机组的布置和通道宽度，应满足机电设备安装、运行和操作要求。
    ②土建施工时应根据设备要求做好基础和预埋，鼓风机基础与鼓风机房应采用分离式基础。
    ③设备安装应牢固，按要求安装配套的隔振、消声等设施。
    ④风机与输气管道连接处，宜设置柔性连接管。输气立管进入曝气池宜高出水面0.5m，管道上需设置控制阀。
    ⑤宜设置单独的风机房，门、窗等需采取隔音措施。
  2)水下曝气机
    ①土建施工时应根据设备要求做好基础和预埋，处理池应预留设备安装、维修设施。
    ②设备安装应牢固，应按要求安装配套的隔振、消声等设施。
5 参考价格(表2.1.2-2)

表2.1.2-2  曝气设备参考价格范围

注：罗茨鼓风机的同一出口门径可以配套多种电机，其风量也不同，但价格差别不大。
6 相关标准、规范
《环境保护产品技术要求 罗茨鼓风机》HJ／T251—2006。
《环境保护产品技术要求 鼓风式潜水曝气机》HJ／T 260—2006。
《环境保护产品技术要求 射流曝气器》HJ／T263—2006。
《室外排水设计规范》GB 50014—2006。
2.1.3 滗水设备
1 概述
滗水器是SBR等间歇式生化法处理污水的关键设备。其作用是排出间歇(周期)运行的曝气池静沉后的上清液。
国内目前开发研究出多种形式的滗水器，主要有固定式、升降式。其中固定式分为虹吸式和旋转式，升降式分为浮筒式和提升式等。不同形式滗水器的特点见表2.1.3-1。

表2.1.3-1  滗水器特点

2 技术性能要求
  1)堰口、载体管道等与水接触的部件应采用耐腐蚀的材料。
  2)驱动装置应能满足滗水器的动作要求。动作应灵活，不得有卡阻现象。
  3)电控系统应有自控保护功能。
  4)在正常工况条件下，滗水器连续正常运行时间应不少于12个月。设计寿命不少于15年。
  5)滗水器排水量不得低于标定值。
  6)运行的控制方式应采用程序控制或智能控制。
  7)滗水器运行噪声不大于75dB(A)。
3 选用要点
  1)根据工艺高程、水池结构形式、排水要求、安装要求等选择合适的滗水器形式。
  2)根据工艺运行周期、排水水位、池体宽度等计算排水量。
  3)根据排水量和排水宽度选择对应的滗水器型号。
4 施工安装要点
  1)根据选用产品安装要求，安装前应配合土建做好墓础和预埋件。
  2)安装时应保证设备在基础上安装牢固。
  3)注意各部件的安装与连接应顺畅省力，不得变形强力连接。
  4)设备周围应预留安装检修空间，地下安装时应预留安装洞和检修孔。
  5)集中控制柜尽可能安放在水处理厂的中心控制室内，电控柜要求有效接地。室内环境应整洁，且便于设备维护。
5 参考价格：不同类型的滗水器价格差别较大，同一类型滗水器价格主要和排水量相关。滗水器参考价格范围见表2.1.3-2。

表2.1.3-2  滗水器参考价格范围 

注：滗水器大多为非标产品，需根据工艺要求定制，价格变动较大。

6 相关标准
《环境保护产品技术要求 旋转式滗水器》HJ／T 277—2006。
《旋转式滗水器》CJ／T176—2007。
2.1.4 填料
1 概述
  1)定义：填料是生物膜法污水处理工艺中，用于微生物附着生长的载体。
  2)分类
    ①根据其使用状态可以分为悬浮式填料和悬挂式填料两大类。悬浮式填料指使用时在被处理水体中处于悬浮、流化状态的填料；悬挂式填料是指安装时把填料两端分别拴扎在各种类型支架上使用的填料。
    ②按形状可以分为蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹状、板状、网状、盾状、圆环辐射状以及不规则粒状等。
    ③按性状可以分为硬性、软性、半软性及弹性等。
    ④按材质可以分为塑料、玻璃钢、纤维、陶瓷及金属等。
2 技术性能要求
  1)通用技术要求
    ①水力特性：要求比表面积大、空隙率高、水流畅通、阻力小、流速均一。
    ②生物膜附着性：有一定的生物膜附着性能。在物理方面主要是填料的外观形状，应当形状规则、尺寸均一(不规则粒状填料和软性纤维状填料除外)，表面粗糙度较大。同时还与微生物和填料表面的静电作用有关，微生物多带负电，填料表面电位愈高，附着性也愈强。此外，微生物为亲水的极性物质，因此在亲水性填料表面易于附着生物膜。在生化反应过程中，老化污泥应易于脱落。
    ③化学与生物稳定性：要求经久耐用，不产生有害物质，不导致产生二次污染。
    ④经济性：要求价格便宜、货源广，便于运输和安装。
    ⑤使用寿命：应保证5年以上连续使用，且填料结构损坏率不超过5％。
    ⑥需定期反冲洗。
  2)蜂窝状填料
    ①蜂窝状填料的材质为玻璃钢及塑料，其主要特性为：
      a 比表面积大，(133～360m²／m³，根据内切圆直径而定)。
      b 空隙率高(97％～98％)，质轻但强度高，堆积高度可达4～5m。
      c 管壁光滑无死角，衰老生物膜易于脱落等。
    ②蜂窝状填料的主要缺点
      a 如选定的蜂窝孔径与BOD₅负荷率不相适应，生物膜的生长与脱落失去平衡，填料易堵塞。
      b 如采用的曝气方式不适宜时，蜂窝管内的流速难以均匀。
因此选定的蜂窝孔径应与BOD₅负荷率相适应，应用全面曝气方式并采取分层充填措施，在二层之间留有200～300mm的间隙，每层高1.0m，使水流在层间再次分配，形成横流与紊流，使水流得到均匀分布，并防止中下部填料因受压而变形。
玻璃钢蜂窝填料主要技术参数见表2.1.4-1。

表2.1.4-1  玻璃钢蜂窝填料主要技术参数

  3)波纹板状填料
波纹板状填料用硬聚氯乙烯平板和波纹板相隔粘接而成，其规格和主要性能见表2.1.4-2；这种填料孔径大，不易堵塞，结构简单，便于运输、安装、可单片保存，现场粘合。该类填料还具有质量轻、强度高、防腐蚀性能好的特点。其主要缺点是难以得到均一的流速。

表2.1.4-2  波纹板状填料规格和主要性能

  4)改型软性填料
也称软性纤维状填料，具有比表面积大，利用率高、空隙可变不堵塞、重量轻、强度高、性能稳定、运输方便、组装容易等优点，近年来已被广泛应用于印染、丝绸毛纺、食品、制药、石油化工、造纸、麻纺、医院、含氰等废水处理中。
经改型后产品已发展成第二型(包括A2、B2、C2、D2、E2、F2型)、第三型(包括A3、B3、C3、D3、E3、F3型)系列产品。具体性能参数见表2.1.4-3、表2.1.4-4、表2.1.4-5。

表2.1.4-3  第一型软性填料产品规格

表2.1.4-4  第二型软性填料产品规格

表2.1.4-5  第三型软性填料产品规格

软性填料改型后，适用范围加大，其中D2、D3、E2、E3型适用于印染、炼染、毛纺、地毡、棉纺、丝绸、制药、含氰、石油化工等工业废水和生活污水的好氧处理，A2、A3、B2、B3、C2、C3型适用于麻纺、酒精、制糖、造纸、食品、发酵等行业高浓度废水的厌氧处理。
  5)半软性填料
由变性聚乙烯塑料制成具有一定的刚性和柔性，能保持一定形状，又有一定变形能力。具有散热性能好，阻力小，布水、布气性能好，质量轻，耐腐蚀，不堵塞，安装、运输方便等优点。表2.1.4-6为半软性填料主要技术指标。

表2.1.4-6  半软性填料主要技术指标

  6)多孔球形悬浮填料
高密度聚乙烯制成直径为80mm的球体，其重量为17g左右，外壳重13～14g，填充料仅为3.5g，它的特点是微生物挂膜快，老化的生物膜易脱落，材质稳定，抗酸碱，耐老化，使用寿命长达15年，长期不需要更换，产品耐生物降解，安装方便。
  7)组合填料
组合填料是在软性与半软性填料基础上发展而成的，由高分子聚合塑料和合成纤维组成，采用高密度塑料制成。它的特点是塑料片体经特殊加工能与纤维同时挂生物膜，且能有效地切割气体，提高氧利用率。纤维均匀分布在塑料片体周围，使纤维的有效表面积充分地利用起来，大大提高生化池有效容积内的生物污泥量，从而提高污水处理效果。它的性能优于软性和半软性填料，弥补了前两种填料的不足，使得它易于挂生物膜，老化的生物膜又容易脱落。
  8)不规则粒状填料
有砂粒、碎石、无烟煤、焦炭、矿渣及陶粒等，粒径一般由几毫米到数十毫米。这类填料的主要特点是表面粗糙、易于挂膜，截留悬浮物的能力较强，易于就地取材，价格便宜等。存在的问题是水流阻力大，易于产生堵塞现象，应根据污水水质选择合适的填料及其粒径。
3 选用要点
填料的选择主要根据污水的性质、构筑物或设备种类以及去除对象选择。主要以比表面积大、质量轻、造价低、容易取材、使用时间长、可重复利用的填料作为选择对象。大致可按如下规律选择：
  1)沉淀池内填料：一般选择波纹板(管)、蜂窝状填料。这类填料有利于污泥的附着及沉淀，使沉淀效果更佳。
  2)厌氧池内填料：多用半软性填料、软性填料、组合填料、改型软性填料、多孔球形填料。有时电选择无规则填料比如卵石、砾石等。
  3)好氧池内填料：一般选择比表面积大、生物膜容易附着的填料：半软性填料、软性填料、组合填料、改型软性填料、多孔球形填料、活性炭等都有使用。
  4)过滤器内滤料：过滤器内使用的滤料也属于填料的一种，截留污水内的悬浮物，主要使用不规则矿物填料、活性炭填料、纤维滤料等。
4 施工安装要点
  1)根据填料安装技术要求做好填料支架的安装，检查所有焊接点牢固性，复核支架能够承受的荷载。
  2)填料支架应做好防腐处理。
  3)填料安装前要保持填料表面干净，严禁沾染油污，堵塞填料，严禁填料长时间在烈日下暴晒。
  4)按照设计要求安装填料，使填料分布均匀统一。
5 参考价格(表2.1.4-7)
6 相关标准
《环境保护产品技术要求 悬挂式填料》HJ／T 245—2006。
《环境保护产品技术要求 悬浮填料》HJ／T 246—2006。

表2.1.4-7  填料参考价格范围

2.1.5 气浮溶气设备
1 概述
  1)定义：气浮处理法就是向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出，粘附在废水中的油、悬浮颗粒等污染物质上，使污染物的比重小于1而上浮到水面，形成泡沫—气、水、颗粒(油)三相混合体。通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。利用这种原理来处理污水的设备或构筑物就是气浮设备或气浮池。此类设备多用于小区及建筑优质杂排水的水处理中。
  2)产品分类
    ①气浮净水工艺分类
气浮净水工艺已开发出多种形式，一般根据产生气泡方式进行分类。
      a 布气法气浮(包括转子碎气法、微孔布气法，叶轮散气浮选法等)。
      b 溶解空气气浮(包括真空气浮法，压力气浮法的全溶气式、部分溶气式及部分回流溶气式)。
      c 电解气浮法。
      d 生化气浮法(包括生物产气气浮法及化学产气气浮)。
其中溶气气浮是使用最广泛、操作最方便的一种气浮法。
    ②压力溶气气浮装置类型
压力溶气气浮装置是污水溶气气浮处理设备中使用最广泛的装置。
压力溶气气浮装置采用加压方法将空气溶解于水，再在减压条件下释放出微小气泡粘附于悬浮物上，使其整体比重小于水而上浮于水面，通过机械装置刮除，实现固液分离的装置。压力溶气气浮主要分为加压溶气气浮和射流溶气气浮。
      a 加压溶气气浮装置：由水泵、空气压缩机、压力溶气罐、溶气水释放控制阀、释放器、刮渣机、电气控制箱、流量计和气浮池等构成。
      b 射流溶气气浮装置：由水泵、射流器、压力溶气罐、溶气水释放控制阀、释放器、刮渣机、电气控制箱、流量计和气浮池等构成。
2 压力溶气气浮主要技术性能
  1)溶气释放器在工作压力0.3～0.5MPa范围内释放的气泡应细密、均匀，气泡在1000mL量筒中的消失时间应大于4min。
  2)溶气罐的溶释气效率不应小于80％。
  3)当100mg／L≤进水SS≤500mg／L时，装置的SS去除率应大于80％；当500mg／L＜进水SS≤2500mg／L时，装置的SS去除率应大于90％。
  4)装置运行噪声声压级应小于76dB(A)。
  5)当溶气水回流比为处理水量(Q)30％时，装置能耗为：
    ①当Q≤25m³／h时，能耗≤0.4(kW·h)／m³。
    ②当25m³／h＜Q≤100m³／h时，能耗≤0.3(kW·h)／m³。
    ③当100m³／h＜Q≤400m³／h时，能耗≤0.18(kW·h)／m³。
  6)压力溶气罐的工作压力一般为0.25～0.4MPa，压力溶气罐应设置排水口，水位计和溶气水取样口。
3 选用要点
  1)根据污水进水水质、处理要求核算设备参数。
  2)根据污水处理水量和设备参数选择合适的气浮设备。
  3)根据安装空间、系统高程进行设备布置。
4 安装要点
  1)设备主体
    ①安装前对设备基础进行抄平校正，保证设备主体水平。
    ②设备与周围墙壁要留出＞700mm的检修通道，设备要安装检修和观察平台(平台宽度＞700mm)并安装保护栏杆。
    ③安装的刮渣机设备底面应平整，高程和坡度应符合设计要求。
2)溶气罐
①注意与气浮设备主体、溶气泵、空压机之间间距、各管道走向、交叉情况，做到合理布置，留出检修空间。
②溶气罐各支撑脚高度一致，与地面接触面水平，安装完毕的溶气罐应与水平面垂直。
③溶气罐液位计要安装在容易观察和操作的一侧以便于工作人员操作。
5 参考价格(表2.1.5)

表2.1.5  加压溶气气浮装置参考价格范围

6 相关标准《环境保护产品技术要求 压力溶气气浮装置》HJ／T261—2006。