[科普中国]-污水处理设备

污水处理设备，是一种能有效处理城区的生活污水，工业废水等的工业设备，避免污水及污染物直接流入水域，对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。

地埋式污水处理设备适宜住宅小区、医院疗养院、办公楼、商场、宾馆、饭店、机关、学校、部队、 水产加工厂、牲蓄加工厂、乳品加工厂等生活污水和与之类似的工业有机废水，如纺织、啤酒、造纸、制革、食品、化工等行业的有机污水处理，主要目的是将生活污水和与之相类似的工业有机废水处理后达到回用水质要求，使废水处理后资源化利用。

基本简介所谓原生污水就是城市直接排放未经处理的生活或者是工业废水，现阶段的利用方法是原生污水直接进入污水源热泵系统进行换热，在消耗少量电力的情况下为城市建筑物室内制冷供暖。污水再利用有几个技术难点需要克服：堵塞，腐蚀，换热效率。

城市原生污水直接进入污水换热器进行换热后，换取的热量由污水源热泵内部的热泵做功传递到室内。

对城市原生污水再利用，优点是：节能环保，无污染。1

发展历史关于水污染的话题不断被提起，特别是地下水污染问题，浙江杭州、温州等地有农民或者企业家出资请环保局长下河游泳，以此来引起大家对水污染严重程度的关注，虽然各个环保局长都选择了沉默或者拒绝，但是民众环保意识的觉醒，对水污染的关切程度达到了空前。

地表水污染显而易见，地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中，有70%饮用地下水，660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍，全国90%的城市地下水已受到污染。

而另一组数据亦表明，地下水正面临严峻挑战。2011年，北京、上海等9个省市对辖区内的857眼监测井进行过评价水质为I类、II类的监测井占比2%，而IV类、V类的监测井多达76.8%。

九个省市中，水质最好的当属海南省，以II类为主;上海、北京次之，多为III类;黑龙江及江苏则以IV类水占比最高，而吉林、辽宁、广东、宁夏四省区普遍只达到V类的水平。

水污染情况不断加剧，使得污水处理和再生行业受到空前的关注，近两年各地区毛利率都保持在70%左右，甚至有的地区超过了100%，行业发展潜力非常大。2

型号规格埋地式生活污水处理设备有WSZ-A型模块式、WSZ-F型玻璃钢两大系列，处理量0.5～50m3/H共30多种规格。

主要特点1、可埋入地表下

2、全自动控制，不需人员管理

3、无污泥回流

4、操作简单、维护方便

5、噪声低，无异味

6、使用寿命长12

工艺说明WSZ-A 型设备的设计主要是针对生活污水和与之类似的工业有机污水的处理。其主要处理手段是采用较为成熟的生化处理技术——接触氧化法，水质参数按一般生活水水质，进水BOD 200mg/l，出水BOD 20mg/l指标设计，总共有六部份组成：(1)初沉池；(2)接触氧化池；(3)二沉池；(4)消毒池、消毒装置；(5)污泥池；(6)风机房、风机。

现分别论述如下：

竖流式沉淀池，污水在沉淀池的上升流速为0.6-0.7毫米/秒，沉淀下来的污泥用空气提至污泥池。（注：WSZ-A O.5-5m/h不设初沉池）

罗茨鼓风机，能自动交替运行。单台风机运行寿命30000小时左右。2

MBR概述污水处理设备采用膜生物反应器（Membrane Bioreactor，简称MBR〕技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。70年代在美国、日本、南非和欧洲许多国家就已开始将膜生物反应器用于污水和废水处理的研究工作。其水源取自生活污水（如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等〕和冷却水。

适用范围适宜住宅小区、办公楼、商场、宾馆、饭店、机关、学校、部队、工厂等生活污水和与之类似的工业有机废水，如纺织、啤酒、造纸、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。

工艺流程原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→循环泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统

工艺流程说明污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器，通过PLC控制器开启曝气机充氧，生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元，浓水返回调节池，膜分离的水经过快速混合法氯化消毒（次氯酸钠、漂白粉、氯片）后，进入中水贮水池池。反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理设备进行反冲洗，反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时，关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，启动药液循环泵，进行化学清洗操作。

本一体化生物反应器采用可编程序控制器（PLC）控制。有以下功能：

·膜生物反应器全过程采用自动控制系统，大大减少了运行管理费用。

·当生物反应器内水到高水位时，提升泵停止运行，当水位降至低水位时提升泵自动开启。

·根据中水贮水池水位自动开启、关闭循环泵。

·自动开启、关闭加药泵，加药量可根据需要调整。

·自动运行膜清洗、消毒程序。

·电机设有过流、过载保护。

已建的中水回用工程普遍存在处理效果欠佳、运行费用较高、设施占地面积较大等问题，处理设施运转不理想。因此我国的城市中水处理事业迫切需要开发经济高效适用的处理工艺和配套设备。

MBR工艺特点膜生物污水处理技术应用于废水再生利用方面，具有以下几个特点：

（1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。

（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。

（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。

（4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。

〔5〕膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。

（6）MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。2

发展趋势我国污水处理行业突飞猛进，整体发展处于快速成长期，主要表现在污水处理能力迅速扩张、污水处理率稳步提高、污水处理量快速增长等方面。2010年城市污水处理厂日处理能力达10262万立方米，比2009年末增长13.4%，城市污水处理率达到76.9%。截至2011年9月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3077座，处理能力达到1.36亿立方米/日。

城镇污水垃圾处理设施建设推动了环保产业发展，到2020年城市污水处理率将不低于90%，我国污水处理业务市场空间广阔。此外，国家鼓励利用再生水的政策，也将对污水深度处理业务提供广阔的市场空间。我国污水处理建设的严峻形势，县城和建制镇污水处理率较低的现状，为污水处理市场的建设、运营投资均带来巨大投资空间。1

超滤水工作原理超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内， 可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。

超滤膜的分类超滤膜按结构型式分为板框式（板式）、中空纤维式、纳米膜表超滤膜、管式、卷式等多种结构。其中，中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。中空纤维外径0.4-2.0mm，内径0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式中空超滤膜。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面，可长期连续运行。

超滤技术的应用早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤膜技术的应用领域已经很广，主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等。

超滤设备的优点超滤膜元件采用世界著名膜公司产品，确保了客户得到目前世界上最优质的有机膜元件，从而确保截留性能和膜通量。

系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。

处理过程无相变，对物料中组成成分无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。

系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。

系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。

系统制作材质采用卫生级管阀，现场清洁卫生，满足GMP或FDA生产规范要求。

控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计，结合先进的控制软件，现场在线集中监控重要工艺操作参数，避免人工误操作，多方位确保系统长期稳定运行。1

设备分类离心机离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开（例如从牛奶中分离出奶油）；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

污泥脱水机污泥脱水机特点是可自动控制运行，连续生产，无级调速，对多种污泥

适用，适用于给水排水，造纸，铸造，皮革，纺织，化工，食品等多种行业的污泥脱水。

曝气机曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，安装方便，节省运行费用与占地面。

微滤机微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质（细小的悬浮物、纤维、纸浆等）即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时，转鼓2/5的直径部分露出水面，转数为1-4r/min，滤网过滤速度可采用30-120m/h，冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2，冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%，用于水库水处理时，除藻效率达40-70%，除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小，生产能力大（250-36000m3/d），操作管理方便，已成功地应用于给水及废水处理。

气浮机气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化

工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。

按溶气方式分为：充气气浮机、溶气气浮机和电解气浮机。其原理是将 难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效混合（产生微细气泡粒 径20-50微米）。以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，颗粒被气 泡挟带浮升至水面与水分离，达到固液分离的目的。2

安装要求1、根据地埋式污水处理设备安装图与基础图，准备基础以安装平面图大小尺寸为准，做好混凝土底板，基础要求平均承压5t/m2，基础必须水平，并应在混凝土基础浇注保养期结束后才能进行安装，如设备安装在地坪以下，基础离地坪相对标高按图尺寸为准，同时四周挖掘宽度，长度必须离基础边线500mm以上，以便管道安装。

2、管道安装连接应该在设备就位时考虑好，设备就位时必须按说明书设备自重，配合吊车吨位大小，安装顺序按现场对照图就位，筒体的位置，方向不能放错，互相间距必须正确。

3、根据安装图，连接管道，设备就位后连接管道用橡皮垫紧固好，使连接处不渗漏。

4、地埋式污水处理设备安装完毕后设备与基础地板必须连接固定，绝对保证不使设备流动上浮， 同时须在设备中注入污水(无污水时，用其他水源或自来水代替)，充满度必须达到70%以上，以防设备上浮。同时，检查好各管道有无渗漏。试水各管路口必须不渗漏，同时设备不受地面水上涨，而使设备错位和倾斜。

5、设备安装完毕无不妥后，即可用土填入设备四周与间隙中夯实，并整平地面填土时应注意：

（1）设备人孔盖板必须高出地坪50mm左右；

（2）不能让土堵塞人孔盖板上的进气口。

6、把电控柜控制线与设备接通，接线时注意水下曝气机及潜污泵电机的转向，如地下室控制柜要放在通风处，保持干燥，一般控制柜不能放在露天。须防日晒，淋雨等。以免控制板及接线头漏电，烧毁控制板。

7、地埋式污水处理设备注意事项：

（1）设备安装之处必须保证下雨不积水；

（2）设备的出水管必须在相对地坪0.4m以下；

（3）设备上方不得压有重物，不得有大型车辆经过(指无特殊设计的)；

（4）设备一般不得抽空内部污水，以防止地下水把设备浮起。

8、注意本设备安装图及管道连接图按标准连接及平面布置，如用户要求可任意布置，但必须在订合同时提出。

9、连接好风机、水泵控制线路，并注意风机、水泵的转向必须正确无误。2

污水处理厂常见机械设备的运行问题1由于技术的进步和环保呼声的高涨，国家对污水排放和处理的要求越来越高，制定了较高的污水排放标准，改善了污水处理流程和工艺。机械设备的技术含量越来越高，数量也越来越大。设备的增多加大了管理的难度，如何采用机械设备的技术维护和保养工作，成为了当前污水处理厂管理的重要内容。但是不可否认，很多污水处理厂在设备的管理和维护上缺乏定期管理和维护的理念。现代化的生产运行又要求污水处理工艺不断将智能化、高科技的机械设备加以引用，因此，当前，污水处理厂的运营就面临着这样一个矛盾，设备需要管理和维护，但是专业技术人员和管理理念跟不上，造成了污水处理厂发展的瓶颈。

2由于设备的维护需要有规程，包括定期清晰、添油换油、设备的监测和检查等等，因此，更换和修复零部件就是日常工作中必须要做的内容。污水处理厂的维修设备人员必须对这项常规的工作高度重视，才能保证设备的稳定运行。但是实际情况是，设备维修工作得不到足够的重视。设备维修人员的专业度不够，因此，设备维修的制度和计划往往得不到完善，日常工作中又缺少机理机制，因此，工作热情也不高，导致故障发生的时候，设备的维修工作却滞后。

3污水处理厂要达到高效运营，必须要考虑运营成本和维修时间的问题。这一问题也是影响污水处理厂的工作效率的重要内容。合理配备设备的零部件，是运营管理中必备的，但是由于轴承、密封圈、齿轮等重要设备的成本问题等，很多污水处理厂在设备的储备方面缺乏应有的意识，故障发生的时候，往往会出现没有零部件可换的情况，仓促的采购导致了设备的维修成本无形中加大，设备不能继续运行，污水得不到处理。因此，合理的储备问题就成了对污水处理厂正常运行的关键。但是零件如果储备过大，也会影响使用。如何解决这个矛盾，成为了摆在污水处理厂面前的难题。2

机械设备的养护措施1通过制度和规程的制定，将污水处理设备的长时间磨损得不到解决的问题加以处理。这样既保证了设备的高效运行，又能保证设备性能的安全，防止出现事故。这就需要将设备的维护加以重视，制定出符合设备运行要求的规章制度，对设备维护进行内容的设计，要求维护和检修工作要定期进行。

2在增加设备使用的同时，做好事故的预防工作。例如在污水处理设备中的减速箱的养护中，针对其特点，添加不同的油脂，根据时节的要求，对设备加以养护。并且避免污水处理设备长期频繁地接触污泥和污水，防止环境超市带来的锈蚀等问题，做好日常的防腐工作，对污水处理设备加以维护，例如定期涂油、污泥清理等工作。

3对设备的维护和保养严格要求，采取多层次化的日常维护保养措施，例如日保、一保、二保等保养，都能有效减少气候环境以及机械振动带来的设备的影响，对设备起到正常的运行作用。日保的工作包括：给设备定期加润滑油，简单查看设备的情况，认真检查设备的油位、油标等，清扫和擦拭工作要放在设备结束工作前，设定专门的保养人员，执行日保工作内容。一级保养要按照规定的时长进行。停止设备运行的间歇要进行检查，必要时采取拆卸检查的方式；技术人员对设备的功能和结构要了解，减少设备的磨损，延长设备的使用时间；一保周期为三个月一次，二保的周期为一年一次。2

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学