論污水處理廠設(shè)備的設(shè)備選型

武立瑋

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，重視污水處理廠的設(shè)備選型對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活中具有重要的意義。本文主要介紹污水處理廠設(shè)備的設(shè)備選型的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 污水；處理；細(xì)格柵；鼓風(fēng)機(jī)；脫水機(jī)；設(shè)備；選型；

中圖分類號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

污水處理設(shè)備在我國(guó)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展是從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始的，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染程度也日益嚴(yán)重，特別是水污染的范圍與程度不斷擴(kuò)大，已嚴(yán)重影響到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，隨著我國(guó)污水處理規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)對(duì)污水處理的相關(guān)設(shè)備的需求也會(huì)不斷增加。

一、機(jī)械設(shè)備選型比較

1.1細(xì)格柵設(shè)備選型

污水廠常用的細(xì)格柵有回轉(zhuǎn)式格柵、階梯格柵和轉(zhuǎn)鼓式格柵。其中回轉(zhuǎn)式格柵應(yīng)用最為廣泛，清除纖維類的垃圾的效果較好，但運(yùn)行時(shí)環(huán)境較差，耙齒易老化損壞，特別是顆粒類固體垃圾，由于回轉(zhuǎn)式格柵構(gòu)造的原因，分離效果較差。例如在上海白龍港污水處理廠，前級(jí)處理采用回轉(zhuǎn)式格柵的旋流沉砂池砂泵經(jīng)常堵塞損壞，堵塞物主要為一次性打火機(jī)、麻將牌、礫石等固體垃圾。而前級(jí)處理采用進(jìn)口轉(zhuǎn)鼓式格柵的旋流沉砂池砂泵從未發(fā)生堵塞事故。

階梯格柵以前完全依靠進(jìn)口，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn)，其缺點(diǎn)同回轉(zhuǎn)式格柵類似，對(duì)于顆粒類固體垃圾，分離效果較差。

轉(zhuǎn)鼓式格柵與其它型號(hào)的格柵相比，SS去除率高，對(duì)于纖維垃圾和固體垃圾均有很高的分離率，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，保障率高，可有效地保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和將低CASS池SS負(fù)荷。因此本次擴(kuò)建工程也推薦采用轉(zhuǎn)鼓式格柵。

1.2 鼓風(fēng)機(jī)選型比較

1．國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)與進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)的選型比較

解放后，我國(guó)的城市污水處理工程獲得了很大的發(fā)展，至90年代末的統(tǒng)計(jì)資料顯示，全國(guó)各大城市大約興建了170座污水廠之多，在這些日處理量萬(wàn)m3以上規(guī)模的污水廠中，處理工藝大多是采用活性污泥法的鼓風(fēng)曝氣，因此，國(guó)產(chǎn)的離心式鼓風(fēng)機(jī)逐漸進(jìn)入了污水處理的領(lǐng)域，機(jī)型也由低速、多級(jí)、離心風(fēng)機(jī)向單級(jí)、高速、離心風(fēng)機(jī)過(guò)渡。

目前在以某工程采用的高速、單級(jí)、離心式鼓風(fēng)機(jī)為例，國(guó)產(chǎn)的鼓風(fēng)機(jī)與進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)相比，尚存在以下的差距：

(1) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量較小，一般不超過(guò)250m3/min。

(2) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)品種較少，未形成系列規(guī)格，可選的范圍較狹。

(3) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)與喘振點(diǎn)之間的壓力/容積特性曲線不夠陡，防喘振性略低。

(4) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量靠風(fēng)門(mén)的開(kāi)合度調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍較小，且連續(xù)性差。

(5) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)內(nèi)部，無(wú)自動(dòng)預(yù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)口導(dǎo)流葉片，無(wú)自動(dòng)可調(diào)式出口導(dǎo)葉擴(kuò)壓器，工況變化的適應(yīng)性差，綜合效率水平下降較大。

某品牌國(guó)內(nèi)鼓風(fēng)機(jī)依靠風(fēng)門(mén)的開(kāi)合調(diào)節(jié)時(shí)，流量可下調(diào)至65%，且靠人工調(diào)節(jié)，效率下降明顯，某品牌進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)，根據(jù)曝氣池中DO信號(hào)，由MCP主控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)入口葉片，流量可下調(diào)至45%，并依靠自動(dòng)調(diào)節(jié)出口導(dǎo)葉系統(tǒng)，保證鼓風(fēng)機(jī)在高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。

(6) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)壓力脈沖的適應(yīng)性較低，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較差，噪聲較大。

某國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲達(dá)100～105dB，某進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲為91dB，安裝消音罩噪聲可降至80dB以下。

(7) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊性較差，與先進(jìn)知名品牌的同規(guī)格產(chǎn)品相比，安裝尺寸相對(duì)較大，對(duì)廠房的空間要求和安裝成本均需增高。

(8) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)增速箱齒輪的加工和裝配精度、熱處理穩(wěn)定性、齒面硬度、材質(zhì)、齒輪服務(wù)系數(shù)、軸承工作壽命等技術(shù)指標(biāo)相對(duì)較低。

(9)國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)水平還停留在仿制階段，數(shù)控加工葉輪的手段還不具備。

(10) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)控制模式簡(jiǎn)單，控制柜面板布局、柜體外觀質(zhì)量與電器元件的可靠性較差。

(11) 國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)整機(jī)消音罩等輔助裝置無(wú)配套供貨，產(chǎn)品設(shè)計(jì)以人為本的思想需進(jìn)一步加強(qiáng)。

總之，國(guó)產(chǎn)離心鼓風(fēng)機(jī)與進(jìn)口離心鼓風(fēng)機(jī)相比，目前尚有一定差距，有些國(guó)產(chǎn)鼓風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品性能，例如風(fēng)量、風(fēng)壓、最高效率等，與進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)性能相近，但在結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量、控制自動(dòng)化程度、流量調(diào)節(jié)范圍、機(jī)器噪音上，與進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)存在一定差距，尚需進(jìn)一步改進(jìn)。

2.單級(jí)鼓風(fēng)機(jī)與多級(jí)鼓風(fēng)機(jī)的選型比較

單級(jí)鼓風(fēng)機(jī)與多級(jí)鼓風(fēng)機(jī)比較，具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）多級(jí)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍較小，一般為70%～100%，通常是通過(guò)打開(kāi)放空閥調(diào)小氣量，這樣就會(huì)造成噪音高、能耗高。同時(shí)，多級(jí)風(fēng)機(jī)是通過(guò)進(jìn)口蝶閥調(diào)節(jié)風(fēng)量，進(jìn)口處能耗較高。

單級(jí)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍為33%～100%，它是通過(guò)出口擴(kuò)壓導(dǎo)葉進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，并配有入口導(dǎo)葉片優(yōu)化效率，從而保證風(fēng)機(jī)在不同的工況點(diǎn)上均達(dá)到較高的效率。

（2）多級(jí)風(fēng)機(jī)不配備齒輪箱變速，較適用于60hz的電流。如果在50hz的電流條件下，會(huì)造成級(jí)數(shù)增加，能量損失增加，加大能耗。

（3）多級(jí)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)較低級(jí)，無(wú)法提供先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這將增加日常運(yùn)行的人力、物力支出。

綜上所述，單級(jí)鼓風(fēng)機(jī)比較多級(jí)鼓風(fēng)機(jī)在設(shè)備投資及噪音上稍大，但在日常能耗、運(yùn)行效率及系統(tǒng)維護(hù)等方面，單級(jí)風(fēng)機(jī)具有一定的優(yōu)勢(shì)。

二、曝氣設(shè)備的比選

曝氣設(shè)備有機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)曝氣兩大類，機(jī)械曝氣設(shè)備不需設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房，一次投資省，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方便，但動(dòng)力效率低，通常小于2.2kgO2/kWh；鼓風(fēng)曝氣通常由鼓風(fēng)機(jī)供氣，管道系統(tǒng)曝氣設(shè)備組成，系統(tǒng)較復(fù)雜，基建投資也較機(jī)械曝氣高。然而其動(dòng)力效率可高達(dá)6～7 kgO2/kWh，是機(jī)械曝氣系統(tǒng)的2～3倍，其經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用較低。國(guó)內(nèi)污水廠建成后的高昂運(yùn)行費(fèi)用是各地的難題，因此選用高效率的設(shè)備是污水廠建設(shè)的重要原則。經(jīng)測(cè)算，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)在5～10年后其節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用就可相抵高出機(jī)械曝氣的基建投資。相對(duì)于一個(gè)使用周期為20年的污水廠而言非常有利。

表1

2.1污泥機(jī)械濃縮脫水機(jī)選型比較

（1）濃縮前污泥和脫水前污泥的特點(diǎn)

濃縮前污泥含水率高（城市污水無(wú)初沉池時(shí)，一般均在99.0%~99.4%左右），流量大。

脫水前污泥含水率相對(duì)較低（城市污水無(wú)初沉池時(shí)，一般均在95%~97.5%左右），流量較小。

（2）幾種常用污泥機(jī)械濃縮、脫水設(shè)備

污泥機(jī)械濃縮、脫水設(shè)備主要有以下幾種形式：

真空過(guò)濾機(jī)（利用真空過(guò)濾，主要用于機(jī)械脫水）

鼓篩過(guò)濾機(jī)（利用篩網(wǎng)過(guò)濾，主要用于機(jī)械濃縮）

螺旋壓榨機(jī)（利用變螺旋擠壓、壓榨，主要用于機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水）

壓濾脫水機(jī)（即板框壓濾機(jī)，利用壓濾脫水，主要用于機(jī)械脫水）

滾壓式脫水機(jī)（主要用于機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水）

帶式壓濾機(jī)（利用滾壓脫水，主要用于機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水）

離心脫水機(jī)（利用離心外力脫水，主要用于機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水）

從處理效果、工程投資、經(jīng)常費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)、工程實(shí)例等各方面綜合比較，目前工程中最常使用的機(jī)型為：帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)。

（3）污泥濃縮脫水一體機(jī)和污泥濃縮脫水分體機(jī)

污泥濃縮脫水一體機(jī)和污泥濃縮脫水分體機(jī)的比較詳見(jiàn)表2。

表2

從比較表的分析中可以看到，污泥濃縮脫水一體機(jī)和污泥濃縮脫水分體機(jī)適用于不同的場(chǎng)合，均是為污泥處理的主體處理工藝服務(wù)的。單純從設(shè)備本身的特點(diǎn)來(lái)看，兩者缺乏一定的可比性，污泥濃縮脫水一體機(jī)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

（4）污泥機(jī)械濃縮脫水機(jī)選型比較

就機(jī)械處理污泥而言，目前主要有三種方式：

方式一：帶式濃縮機(jī)＋帶式脫水機(jī)；

方式二：濃縮、脫水一體機(jī)；

方式三：離心濃縮＋離心脫水機(jī)。

方式一：設(shè)備價(jià)格合理、國(guó)內(nèi)有生產(chǎn)并有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但該方式需在濃縮后增加一貯泥池及配套的投注設(shè)施，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜化，且占地大，操作環(huán)境差。

方式二：設(shè)備緊湊、單一，無(wú)需中間過(guò)度，環(huán)境條件好，藥耗最省，是污泥機(jī)械處理的首選模式。

方式三：操作環(huán)境清潔、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，藥劑用量小，可連續(xù)運(yùn)行，但設(shè)備價(jià)格昂貴、裝機(jī)功率數(shù)大、噪音大，其它缺點(diǎn)同方式一（即污泥濃縮、脫水分體機(jī)的共同缺點(diǎn)）。

如果工程污泥處理工藝為：“污泥濃縮→污泥脫水→污泥外運(yùn)→城市污泥集中處置或綜合利用”，則污泥濃縮脫水采用方式二“濃縮、脫水一體機(jī)”具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

方式二“濃縮、脫水一體機(jī)”又可分為帶式濃脫一體機(jī)和離心濃脫一體機(jī)。

帶式濃脫一體機(jī)和離心濃脫一體機(jī)的比較詳見(jiàn)表1。

表3

從比較表的分析中可以看到，帶式濃脫一體機(jī)和離心濃脫一體機(jī)在特點(diǎn)上各有千秋，但離心濃脫一體機(jī)維修技要求高。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在處理工藝確定后,設(shè)備配置是污水處理廠能否達(dá)到預(yù)期處理效果的關(guān)鍵,在選型時(shí)一定要慎之又慎。關(guān)鍵工藝設(shè)備一定要選用質(zhì)量可靠,運(yùn)行穩(wěn)定,檢修方便的設(shè)備。在目前狀況下,如果國(guó)內(nèi)沒(méi)有過(guò)關(guān)的設(shè)備,有條件的話,宜選用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品。設(shè)備選型時(shí)要充分考慮到實(shí)際污水的特性,特別是沒(méi)有完善雨污管網(wǎng)系統(tǒng)的合流制城市污水,不能完全套用其他城市污水處理工藝的設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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