污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法。

背景技术

污水厂生物曝气是污水处理工艺中重要的一道工序，在污水处理过程中促进气体与液体之间物质交换的一种手段，给微生物提供氧气让微生物得以繁殖，使得污水净化。曝气器安装于池底，安装位置为距池底150mm-250mm，距离正常运行水位4m-5m，不同曝气点的水压必须保持一致才能使整体区域内的曝气效果均匀。

目前实体工程中有两种主要形式的曝气器，一种为池底固定式曝气器，固定安装于池底，另一种是池顶可提升式曝气器，同样安装于池底，通过液面上可提升部分件悬挂于池底。通过对已有污水厂的运行调研，相比固定式曝气器，可提升式曝气器，可不用停止设备的运行，单独将曝气器从池底提升至液面以上进行维护与更换，通过在液面上可拆卸件进行检修与更换，很大的节约了设备运维成本。

现有的可提升式曝气器通常有上千根曝气管安装组成，安装施工工作量较大，安装工期较长，在管道加工时易出现噪声、焊接粉尘、光污染，为了达到上千根曝气管标高一致要求，同时满足曝气池好氧区曝气均衡的要求，对污水厂管式可提升曝气系统的施工设计、安装进行了研究。在实施过程中，对各环节精心策划、管控和总结，形成了该工法，并通过专家组织的关键技术评定，达到国内先进水平。

发明内容

本发明的目的是提供污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法，实现了曝气器的独立运行与维护，大大降低了污水厂的运维成本，提高了社会经济效益，曝气管道通过工厂化预制，现场装配化安装，减少了安装工作量，提高安装施工质量，缩短施工工期。

为实现上述目的，本发明提供了污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法，所述可提升曝气系统包括池壁管、跨池管、垂直管，包括如下步骤：

步骤1、曝气系统工厂化预制准备；

步骤2、曝气管道工厂化预制控制；

步骤3、曝气系统现场组装与调整；

步骤4、池体进水曝气检测。

优选的，所述步骤1中，曝气系统工厂化预制准备包括曝气系统管道分组拆分和试验测设下弯挠度值与装配分析，所述曝气系统管道分组拆分为根据施工图纸分析，对不同规格、不同安装位置的管道进行分组拆分，根据现场运输条件及工厂加工场地大小，将相同规格安装相同位置的管道，按照相同的长度进行批量化加工生产，并对其进行编号；所述试验测设下弯挠度值与装配分析为对不同跨度的曝气管道的下弯挠度值进行装配分析，结合跨池管道的直径与跨度，按照下弯挠度值管道进行工厂预起拱加工，跨池管与池壁管焊接装配时不能因管道预起拱影响焊接质量，对下弯挠度值较大的管道进行调整，减小预起拱值，保证装配质量，结合实测数据，通过图纸深化设计进行加工图设计，分别绘制不同管段分类编号图、装配图，供预制工厂依图加工。

优选的，所述挠度值的测量方法为根据不锈钢管重量计算公式：(外径-实际厚度)*实际厚度*0.02491*长度＝重量(kg)，计算每根跨池管下需要连接组装的垂直管的重量和需要组装的曝气器重量之和，根据设计要求将其中一支跨池管与垂直管连接点处悬挂与计算出总重量相同重量的重物，并保持静止，测量每点与池底的距离，由于各点挠度值不同，各安装点距地面距离不同，统计各点数值。

优选的，所述步骤2中，曝气管道工厂化预制控制包括管道工厂化预制的条件和工厂化预制技术要求，所述工厂化预制技术要求为根据曝气管道的分组拆分，将安装位置相同、管道规格长度相同的曝气管道分为一组，每组管道的生产工序在同一条生产线上进行，并对管道装配位置加工预留。

优选的，所述工厂化预制技术要求包括跨池管的预起拱控制和垂直管的工厂预制控制，所述跨池管的预起拱控制为根据试验测算数值，跨池管进行预起拱加工，其加工方法为在车间地面按照跨池管与垂直管连接处的不同挠度值，连接点处设置橡胶导向轮，加工跨池管使其按照连接点处的导向轮方向定型加工，多个与垂直管连接处中心点连线要与管道纵轴线保持平行，在连接处根据垂直管直径进行定位标记并开孔；所述垂直管的工厂预制控制为垂直安装在跨池管上的垂直管，由可提升部分与不可提升部分组成，不可提升部分垂直管因跨池管预起拱的原因每根长度不同，在跨池管预起拱定位加工时测量出每根不可提升部分垂直管的长度，对相同规格，相同长度的不可提升部分垂直管进行分组编号统计，便于管道加工预制，可提升部分垂直管与不可提升部分垂直管采用法兰连接，法兰焊接时保证法兰的平行度和同轴度。

优选的，所述步骤3中，曝气系统现场组装与调整包括管道组装和管道标高微调控制，所述管道组装包括管道焊接连接、法兰连接和螺纹连接，长度较长的管道根据现场运输与安装条件，进行分段预制现场组装，管道法兰连接，按照装配组对标记进行安装，加设橡胶垫圈，不锈钢螺栓能自由穿入螺栓孔，便于液面拆卸操作；所述管道标高微调控制为根据装配分析，对于下弯挠度值较大影响焊接质量的跨池管道，其加工预起拱值减小，现场根据安装后实测实量，在管道产生下挠点增设管道支架，调整支架高度保证跨池管道水平度，确保管道安装标高符合设计要求，通过可调防震托架安装在个别安装标高误差较大的池壁预埋支架上，通过可调防震托架进行微调减小跨池管安装标高误差，提高安装精度。

优选的，所述可调防震托架由抱箍、齿紋防震橡胶卷、螺栓组成，跨池管外侧设有齿紋防震橡胶卷，齿纹防震橡胶卷外侧设有抱箍，抱箍底部与螺栓底部连接，在池壁预埋支架上激光开孔，穿入螺栓，在孔的上下侧各焊接固定一个相配套的螺母，用于定位螺栓，在上侧螺母上安装活动螺母及弹簧垫片，用于锁死螺栓，防止螺栓下滑。

优选的，所述步骤4中，曝气检测为在池内没有水的情况下，打开厂区主空气管道阀门至1/2处，进行曝气试运行，跨池管上的空气阀处于全开状态，检查曝气管是否稳定，安装是否牢固，检查跨池管震动情况，其不能使垂直管产生明显的晃动；向池内注水，液位至正常运行液位一半，逐级调整管道上阀门开度，主要检查现场装配连接处的稳定性，同时目测检查池面水花大小有无明细差异；最后将空气阀门全开，达到满负荷试运行，目测池面曝气效果，每个曝气点的水花大小一致，形成的气泡直径在0.2-3mm的规定范围内，池内液面均有曝气水花无死角。。

本发明所述的污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法的优点和积极效果是：

1、本发明通过工厂化预制提高了安装质量的同时节省了施工材料，降低了施工成本，缩短了施工工期。

2、本发明可提升式曝气系统可以实现独立运维，使用单位在设备运行维修时大大节约了维修成本，维修保养时不用停产，避免了因维修与保养而停产带来经济损失。

3、本发明曝气系统在工厂加工预制，减少了现场安装工作量，避免了因管道加工预制而带来的噪声、焊接粉尘与光污染；通过对曝气系统安装工序的细化，可提升曝气器安装质量达到了预控要求，整体设备运行效果良好，有助于污水处理达到出水标准。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法流程图；

图2为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中挠度值测算示意图；

图3为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中管道起拱加工定位图；

图4为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中的垂直管示意图；

图5为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中的可提升部分垂直管示意图；

图6为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中的可调防震托架安装示意图；

图7为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中的可调防震托架正视图；

图8为本发明污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法中的可提升曝气系统示意图。

附图标记

1、跨池管；2、不可提升部分垂直管；3、法兰；4、可提升部分垂直管；5、四通管；6、曝气器；7、可调防震托架；8、抱箍；9、齿纹防震橡胶卷；10、活动螺母；11、弹簧垫片；12、池壁预埋支架；13、螺栓；14、螺母；15、池壁管；16、垂直管；17、重物。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法，可提升曝气系统包括池壁管15、跨池管1、垂直管16，如图8所示，包括如下步骤：

一、曝气系统工厂化预制准备

1、曝气系统管道分组拆分

根据管道工厂化预制范围要求对DN600以下的管道进行工厂化预制，结合运输成本及吊装成本比较，预制完成后预制完成后长度不超过15米，确保吊装的回转半径不超过7米。

曝气系统管道分组拆分为根据施工图纸分析，对不同规格、不同安装位置的管道进行分组拆分，根据现场运输条件及工厂加工场地大小，将相同规格安装相同位置的管道，按照相同的长度进行批量化加工生产，并对其进行编号；

2、试验测设下弯挠度值与装配分析

跨池管1道产生的下弯挠度对曝气器6的安装标高影响较大，对不同规格、不同跨度的跨池曝气管进行试验测设安装后的挠度值，根据不锈钢管重量计算公式：(外径-实际厚度)*实际厚度*0.02491*长度＝重量(kg)，计算每根跨池曝气管道下需要连接组装的可提升曝气管道的重量和需要组装的曝气器6重量之和，根据设计要求将其中一支跨池曝气管道与可提升曝气管道连接点处悬挂与计算出的总重量相同重量的重物17，并保持静止。测量每点与池底的距离，由于各点挠度值不同，各安装点距地面距离不同，统计各点数值，如图2所示。

曝气系统中存在不同跨度的曝气管道，对不同跨度的曝气管道的下弯挠度值进行装配分析，结合跨池管1道的直径与跨度，按照下弯挠度值管道进行工厂预起拱加工，跨池管1与池壁管15焊接装配时不能因管道预起拱影响焊接质量。因此对下弯挠度值较大的管道进行调整，减小预起拱值，保证装配质量。

结合实测数据，通过图纸深化设计进行加工图设计，分别绘制不同管段分类编号图、装配图，供预制工厂依图加工。

二、曝气管道工厂化预制控制

1、管道工厂化预制的条件

进行加工预制的工厂应有固定的生产场所、设备、人员、规章制度等，用于管道加工的设备应齐全且运行良好，制造精度满足规范要求，特种作业人员(焊工)应持证上岗；所有管道预制均在工厂内完成，实现配送制，满足现场装配安装的条件。

2、工厂化预制技术要求

根据曝气管道的分组拆分，将安装位置相同、管道规格长度相同的曝气管道分为一组，每组管道从管段下料、坡口加工、焊接、热处理、检验、清理、标记等生产工序在同一条生产线上进行。并对管道装配位置加工预留。

(1)跨池管1的预起拱控制

根据试验测算数值，跨池干管进行预起拱加工。其加工方法：在车间地面按照跨池管1与垂直管16连接处的不同挠度值，连接点处设置橡胶导向轮，加工跨池管1使其按照连接点处的导向轮方向定型加工，多个与垂直管16连接处中心点连线要与管道纵轴线保持平行，在连接处根据垂直管16直径进行定位标记并开孔，如图3所示，图中跨池管上的圆圈是橡胶导向轮，导向轮沿跨池管的弧度滑动。

(2)垂直管16的工厂预制控制

垂直管16的工厂预制控制为垂直安装在跨池管1上的垂直管16，由可提升部分与不可提升部分组成，不可提升部分垂直管2因跨池管1预起拱的原因每根长度不同，在跨池管1预起拱定位加工时测量出每根不可提升部分垂直管2的长度，对相同规格，相同长度的不可提升部分垂直管2进行分组编号统计，便于管道加工预制。可提升部分垂直管4包括垂直支管、四通管5、曝气器6，如图5所示。

将垂直支管与四通管5焊接连接，四通管5与垂直管16的垂直度、四通管5的水平度应符合规范要求。

如图4所示，可提升部分垂直管4与不可提升部分垂直管2采用法兰3连接，法兰3焊接时保证法兰3的平行度和同轴度，同时确保四通管5安装方向一致，在每片法兰3上组装配对位置进行定位标记，便于现场组装。

三、曝气系统现场组装与调整

1、管道组装

管道根据加工图纸并结合现场安装及运输条件进行了预制加工，可提升式曝气系统均采用不锈钢材质，管道在加工预制、包装运输、现场管道组装时均需要采取隔离措施，避免与碳钢材质接触。管道组装包括管道焊接连接、法兰3连接和螺纹连接，长度较长的管道根据现场运输与安装条件，进行分段预制现场组装，管道焊接严格按照焊接作业指导书进行，杜绝因焊接应力产生焊接裂纹等质量问题出现；管道法兰3连接，按照装配组对标记进行安装，加设橡胶垫圈，不锈钢螺栓13应能自由穿入螺栓13孔，不得强行穿入，且穿入方向应一致，便于液面拆卸操作；曝气器6与垂直支管上的四通管采用螺纹连接，管式曝气器6安装时保证水平度，做好接头密封工作。

2、管道标高微调控制

根据装配分析，对于下弯挠度值较大影响焊接质量的跨池管1道，其加工预起拱值减小，现场根据安装后实测实量，在管道产生下挠点增设管道支架，调整支架高度保证跨池管1道水平度，确保管道安装标高符合设计要求。如图6所示，通过可调防震托架7安装在个别安装标高误差较大的池壁预埋支架12上，通过可调防震托架7进行微调减小跨池管1安装标高误差，提高安装精度。

如图7所示，可调防震托架7由抱箍8、齿紋防震橡胶卷9、螺栓13组成，跨池管1外侧设有齿纹防震橡胶卷，齿纹防震橡胶卷外侧设有抱箍8，抱箍8底部与螺栓13底部连接，在池壁预埋支架12上激光开孔，穿入螺栓13，在孔的上下侧各焊接固定一个相配套的螺母14，用于定位螺栓13，在上侧螺母14上安装活动螺母10及弹簧垫片11，用于锁死螺栓13，防止螺栓13下滑。当曝气器6全部安装后，通过拧动螺帽微调每根跨池管1末端的标高，使每根跨池管1的末端标高一致，抵消池壁支架安装等带来的最终误差，达到曝气器6标高一致。

四、池体进水曝气检测

当生物池好氧区内所有曝气设备安装就位后，启动空气鼓风机，对池内进行曝气试验。

可提升曝气器6与可提升件的四通管组装完毕后，在池内没有水的情况下，打开厂区主空气管道阀门至1/2处，进行曝气试运行，跨池管1上的空气阀处于全开状态，检查曝气管是否稳定，安装是否牢固，检查跨池管1震动情况，其不能使垂直管16产生明显的晃动；向池内注水，液位至正常运行液位一半，逐级调整管道上阀门开度，主要检查现场装配连接处的稳定性，同时目测检查池面水花大小有无明细差异；最后将空气阀门全开，达到满负荷试运行，目测池面曝气效果，每个曝气点的水花大小一致，形成的气泡直径在0.2-3mm的规定范围内，池内液面均有曝气水花无死角。

曝气试验结果良好，池内曝气均衡，无发生曝气阻力失衡现象，通过测试可提升管式曝气器6的曝气系统运行良好，该施工安装技术可靠。

因此，本发明采用上述污水厂管式可提升曝气系统安装施工方法，实现了曝气器的独立运行与维护，大大降低了污水厂的运维成本，提高了社会经济效益，曝气管道通过工厂化预制，现场装配化安装，减少了安装工作量，提高安装施工质量，缩短施工工期。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。