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我国污水处理设备的总体状况及选型技术要求

论文类型 其他 发表日期 2003-04-01
来源 中国水网
作者 佚名
关键词 选型技术
摘要 本文在对国外发达国家污水处理设备发展过程分析的基础上,提出了对我国污水处理设备目前的建设需求、设备制造及技术水平的总体状况、设备分类、设备国产化的发展目标及实施步骤。并在此基础上,对污水处理厂所使用的3种通用机械设备和11种专用机械设备的主要技术参数进行了描述和说明。

张大群
(天津市市政工程设计研究院  天津水工业工程设备有限公司)

  摘 要:本文在对国外发达国家污水处理设备发展过程分析的基础上,提出了对我国污水处理设备目前的建设需求、设备制造及技术水平的总体状况、设备分类、设备国产化的发展目标及实施步骤。并在此基础上,对污水处理厂所使用的3种通用机械设备和11种专用机械设备的主要技术参数进行了描述和说明。

1、我国污水处理设备目前发展的现状与特点

1.1 前 言
  
经过近50年的发展,我国水工业设备学科已逐渐走向完善。污水处理机械设备有通用机械设备和专用机械设备两大类,通用机械设备主要有泵类、阀类、风机类,专用机械设备是污水处理设备自身研制的重点,包括有拦污机械设备、除砂及刮泥设备、曝气及搅拌设备、投药及消毒设备、浓缩及脱水设备、氧化脱盐设备、沼气利用设备等。新型工艺如序批法等所用的专用机械和控制设备、污水再生利用设备、污泥后处置设备及固体废弃物处理设备等。
  近20年来,通过借、贷款项目一些国内的污水处理厂较多出现了不同国别的一些构造新颖、结构轻巧、节能低耗的新型先进设备,使污水处理设备行业的制造和研究者注意到它除了设备本身的机械功能齐全、运行可靠之外,还能充分符合新工艺的开发,满足工艺高水准的要求,并能改变原工艺中一些边界条件的限制。这些设备不仅从运动机理及机械结构上较同类设备有了一些质的变化,而且在一定意义上给工艺的创新与变革提供了可能和保证。
  在新世纪之初,我国的环保治理、水工业处于快速发展的形势与机遇,出于对高效设备的需求并同时又受到资金的限制,在原有水工业设备生产的基础上,研制国内高水平的污水处理设备成为当务之急。如何利用这个契机将我国污水处理设备的水平提高到新的高度,这将是给水排水学者、水工业设备工作者和企业制造商所面临的新机遇和新问题。
  但是,也要清楚地看到,我们目前的污水处理设备与国外的差距大于水工艺与国外的差距;污水处理专用设备的理论研究、制造与国外的差距又大于通用设备与国外的差距,这将是我国水工业产业工作者所担负的重任。所以,要提高我国污水处理产业化的水平,关键是要提高污水处理的装备水平,特别是要提高污水处理专用机械设备的水平,这是我国水工业设备产业的当务之急。
1.2 国外水工业设备发展的过程与现状简述
  在60年代末,世界各国的给排水工程建设的重点均放在城市供水,因此给排水机械设备的发展则以大型的城市给水工程及分散式的小型工业废水处理为主,给排水机械设备以通用设备为主。由于对水质的要求也不是非常之高,仪器仪表也比较简单。进入了70年代,为了适应工业化的发展和人民生活水平的提高,工业发达国家的供水普及率已相继达到85~95%,人均生活用水量达到了200-300升/人·日。工业化的飞速发展,用水量的与日剧增,同时也带来了严重的水质污染问题,它直接威胁到人民的生命健康和人类的发展生存。鉴于世界范围内环境污染问题已成为全球性的战略发展问题,引起了各国政符和人民的普遍关注。许多国家,特别是工业发达国家,对环境保护采取了一系列的重大措施,诸如建立环境保护管理机构、研究制定本国的,及至全球性的环境保护发展对策,制定法律、法规等,迫使政府及私人企业拿出一定的资金用以解决日益恶化的环境公害问题。给排水工程建设的重点逐渐转向城市污水集中处理的方向发展,其规划也越来越大,技术要求也越来越高,由此环保工业应运而生,水处理机械、仪器仪表作为环保设备的一大类,也得到了迅速地发展,自成体系,形成了专业化的生产体系。这种发达国家70年代末期的状况与我国90年代中期经济发展所带来环境问题相类似。
  70年代后期,水质净化工艺以机械化为主,因此对给排水机械设备的技术水平要求不高,以人工操作运行管理为主。随着人们知识的扩大,有关水质对人类及工业生产的影响不断加深理解,以及能源危机和降低能耗、节省运行管理费用的要求,不可能获得出水水质高而成本又低的统一效果。计算机技术的应用进入工业生产领域,也使得自动化的技术介入到发达国家的水处理工艺之中,自动化的前提是建立在机械并仪表自动化的基础上,因此,这又推动了给排水机械设备、仪器仪表的技术发展。
  进入80年代之后,环保产业得以飞速发展,规模也越来越大,年产值的递增率也较其它机械加工制造行业快的多。例如:美国有600多家从环保业生产的公司,年产值平均递增20%,比一般其他机械加工制造业快一倍多;日本有700余家从事环保产业的企业;西德有800多家公司;仅有800万人口的瑞典,也有一百多家环保企业。环保产业正在成为西方发达国家的朝阳产业。
  在80~90年代间,工业发达国家的从事给排水机械设备生产的企业主要可分为以下几种类型:
  1. 国际性跨国大公司:如法国威望迪水务公司;英国的巴华特水处理集团;美国的道尔一奥立佛公司;法国的德格雷蒙公司;瑞典的ITT飞力公司;荷兰的DHV公司;日本的荏原公司等等,它们历史悠久,实力雄厚,拥有众多的专利,既能承包设计制造,又能提供全套的给排水处理设备。
  2.大型国际垄断企业的水处理设备制造子公司或分部。如西德的克鲁格公司、泊沙湾公司和曼纳斯曼公司,美国的爱米可公司、西屋电气公司和道氏化学公司;日本的石川岛播磨、三菱重工、月岛、日立、久保田等,均可随同成套石油、化工、矿山、冶炼、造船等设备附带供应环保设备、也可单独供应成套设备,但这些公司以供应污水处理的成套设备为主。
  3.大量的中、小型企业。它们之中的英国的西蒙—哈特利公司;西德的里茨公司、ABS公司、KSB公司、琥珀公司;丹麦的HV-TURBO;日本的栗田、水道机工公司;芬兰诺庞公司等,它们以生产单一的名牌产品为主,亦可通过与其他公司的相互协作提供成套设备。这些公司专业性强,技术先进,做生意机动灵活,也是一些有竞争能力的企业。
  国外生产水处理机械设备的企业,大都拥有相当水平的研究、设计开发,安装和监测的技术力量,注重产品的更新换代,特别是提高工作效率、降低能耗、减少故障几率、延长使用寿命,使得设备性能不断得到改进和更新,不时推出新型设备。
  水处理仪器仪表的生产大多仍是由一些老牌的生产工业仪器仪表企业生产制造,如日本的横河—北辰,英国的肯特公司,西德的西门子公司,德国的E+H公司等。
  90年代以来,从发达国家的水处理机械设备、仪器仪表的发展过程来看,随着人们对环境保护的意识加强,对水质的要求增高,水处理工艺快速向前发展,新型工艺和新的变法不断推出,但就水处理机械设备而言,则朝着高效、节能、轻质高强、耐久性好,操作运转灵活可靠,机电一体化的方向发展,并将高技术(如程序控制刚性反馈调节,微机管理等)也渗入到水处理机械制造及运转当中不仅满足工艺的要求,而且给工艺的创新和变革提供了新的可能和保证。水处理仪器仪表不仅包括了各种各样的检测、转换、显示、调节、执行等传统部件。而且使水工业机械及仪表控制能达到了转换程序控制、连锁保护、信息转输、遥测遥控、数据处理、计算机控制以及自寻故障诊断,耐用性以及适应自动化控制的需要。特别是在关键阶段,发达国家对水质法规、标准的制定与完善,不仅有效的控制了水环境的污染,而且使污水处理设备和仪器仪表向多品种、多元化和纵深发展,推动了污水处理设备的标准化、系列化、配套化。为大规模建造污水厂和向发展中国家输出污水处理设备创造了前提的条件。
1.3 国内污水处理机械设备的现状、分类及发展对策
1.3.1 国内污水处机械设备的建设投资需要
  在未来几年内,按国家计划要求将在近400余个城市建设污水处理厂。至2005年在城市生活污水治理中要投入1800亿元人民币左右在治理城市污水处理上,其中仅污水处理设备就占总投资的28%~32%,约占投资的三分之一。由此可见,污水处理设备在总投资中占有相当的份额。
  污水处理设备主要分为机械设备和电气、自控设备,其中机械设备投资占污水处理设备投资的65%~70%。同时机械设备主要分为通用机械设备和专用机械设备两种其中通用机械设备投资占机械设备投资的35%~40%,专用机械设备投资占机械设备投资的60%~65%,因而,污水处理设备中的机械设备特别是专用机械设备占有重要的地位是建设需求的主体。
  尽管目前我国的污水处理设备市场是有广阔前景的,但污水处理设备在过去十几年间主要还要依靠进口。分析了我国最近五年内已建成的30例污水厂,统计的12种主要工艺设备,分析了国内外设备的比例情况,其中国外设备占数量的64.5%,占设备总投资的73.5%,而国产设备仅占数量的35.5%,占设备总投资的26.5%,当然这与建设项目的资金来源紧密相关。但也由此可见,抓住新的投资机遇、新的融资方式、特别是BOT项目,研制开发出适合我国国情的污水处理新型装备、加速设备的国产化势在必行。
1.3.2 污水处理设备生产的一般性状况
  1.通用机械设备
  我国水处理设备的生产已初具规模特别是在90年代中后期由国家经贸委、国家建设部对污水处理关键设备作重大科技术攻关并带动污水处理装备的发展以来,定型化、成套化、系列化有了一定进步,但是与国际先进水平相比仍存在着一定的差距,与我国污水处理工艺技术发展要求仍不能适应。
  (1)水处理用风机:主要有离心鼓风机、罗茨鼓风机两种,国内离心风机的开发和生产已取得很大的进展,开发了高速离心风机,采用了先进的三元流叶轮、可调节进风、出风口导叶,具有高效节能、流量可调节范围大、结构较紧凑、噪声偏低、可靠性高的特点。今后需继续开发高效节能水处理专用风机,在完善型系列、提高自动化水平、降低噪音、降低成本等方面下功夫,特别应注重适应于可变工况运行的,适用中小型污水厂用的风机,如节能高效的单级高速离心风机等。发挥其效率高、价格合理、维护简便的特点。
  罗茨风机在水工业领域已有很长的应用历史,在过去的一段时间内,因其噪音大、升压低缺少水处理适用的规格等原因而使用率下降。自八十年代末开始我国对原有罗茨风机进行了重大技术改造,90年代中期由机械部组织的系列罗茨风机联合设计圆满完成,其结构先进,三化程度高,基本达到国外同类产品水平,特别是三叶、低噪音罗茨风机的研制成功。基本可满足水工业用风机的技术要求。
  国产罗茨风机今后尚需在降低噪音、提高效率、改善铸造工艺、提高零件加工精度等方面努力缩小与国际先进水平的差距。
  (2)水处理用阀门:主要包括蝶阀、闸阀、止回阀和阀门电动装置等。阀门是水工业中使用数量大的一种设备,虽不十分复杂,但跑、冒、滴、漏现象在国产阀门中经常出现。多年来是水厂、污水厂运行和管理的老大难问题。为了改进国产阀门的技术性能,提高质量,从八十年代开始组织骨干企业先后引进了国外同类产品的设计、工艺等先进技术和加工设备,取得了较大进展。目前骨干企业已能按ISO国际标准、DIN德国标准、AWWA美国标准等设计制造各种阀门,部分厂家的产品达到了国际水平。虽然国内阀门行业的整体水平有了较大的提高,但普遍存在着外观质量差距较大的问题,今后在改善铸造工艺方面仍需加强技术改造。同时他需要注重对国际先进闸阀产品的引进消化吸收,改进国产闸阀材料消耗大,动作欠灵活,新型材料的替代使用较少等缺陷,并适应水工艺的新型要求在水工机理上提高一步,以赶上国际先进水平。
  (3)水处理用水泵:主要包括单级单吸、单级双吸、污水泵、螺杆泵、深井泵、无堵塞泵等。污水泵是污水处理厂关键设备之一,八十年代开始引进西德里茨公司技术生产潜水污水泵,引进KSB公司技术生产卧式和立式污水泵。以后,又连续开发生产的潜水离心泵、潜水轴流泵、潜水混流泵等,目前的使用量大。
  国产的各型水泵,具备了较先进水平,可以基本满足我国水工业的需要,但针对水工业的特点还应开发和提高水泵的效率和制造水平,如低扬程大流量的潜水污水泵、耐腐蚀深井泵、大功率潜水泵等等。针对国内水泵产品普遍外观质量差的问题,应注重改进铸造工艺、提高铸件质量,改进外表面处理技术。针对首次无故障时间短的问题,提高整体制造精度、针对泄漏量大的问题,改进密封条件,针对效率偏低或不稳定情况,改善设备设计和工装制工艺。
  2.专用机械设备
  水处理专用机械设备包括拦污机械、除砂及刮泥机械、曝气及搅拌设备、浓缩脱水设备、加药消毒设备、沼气利用设备、氧化脱盐设备、污水再生利用设备、污泥后处置设备等。
  (1)拦污设备:主要是格栅清污机及附属装置。国产拦污设备经过十几年的不断开发,形成了型式多样、规格繁多的局面,大致归纳为如下几种类型:一种是在取水口使用的大型格栅,清污方式有链传动齿耙式、移动式和旋转滤网式。另一种是用于进、出水泵房的中等规格的格栅,清污方式有全回转链条齿耙、钢丝绳齿耙、伸缩臂式、移动式等。再一种类型为沉砂池前后的细格栅,有回转式固液分离机和弧型细格栅、直型细格栅、阶梯格栅、筒式格栅等。
  国产的拦污设备近几年有了很大的改进,在使用材质上用有不锈钢的链条和栅条,延长了使用寿命;在清污传动机构中普遍增加了安全保护措施,过扭矩的保护已从单纯扭矩安全销的方式发展到使用液压控制保护装置机械过扭及电子控制装置;移动式清污机定位精度有了较大提高。
  今后需要进一步作好拦污设备的系列化和标准化工作,进一步改善产品的防腐蚀性能,增加设备运转的可靠性和提高设备的自动化水平,降低电耗等等。拦污设备中应注重附属栅渣输送、打包等设备的开发工作和格栅井臭气防治的技术及装备,减少二次污染,改善污水厂的环境。
  (2)排泥排砂机械设备:是保证污水厂各种沉淀构筑物正常运转的关键设备,其结构型式、运转方式随不同池型而异。经过国内设计和工程实践的积累以及生产企业的不断改进,按池型分为圆型和矩型两大类,按排泥方式分为刮泥机和吸泥机两种。圆型池按传动方式有中心传动和周边传动的区别,矩型池有桁架式和链条传动、钢丝绳传动的不同。总之,国产的刮吸泥机随着处理工艺的发展,产生了多种结构、多种排泥方式的一系列产品,基本能满足工艺的需要。但与国际先进水平相比还存在一定的差距,主要体现在:材料消耗大、笨重;耐腐蚀性能差;动力消耗高;自动化程度低;系列化标准化程度底。今后应瞄准国外先进企业产品的标准,进行相应的改进,注意开发推广中心传动轻型排泥设备,研究排泥阻力和桁架刚性的计算问题,试验采用轻质合金材料,开发矩型池用尼龙链条传动的循环刮板式排泥机械,开发适合于工艺发展的单管式吸泥机械。在排砂机械中推广旋流出砂机械及配套装置,使之系列化和主机与辅机设备成套化。
  (3)污泥处理设备:主要是用于污水处理厂污泥的浓缩与脱水机械。国内在近十年左右时间,带式污泥脱水机的开发工作取得很大进展,其主要技术性能和使用性能已接近国外同类产品的水平,在滤带纠偏装置的开发中有的使用了光电子技术和液压技术,具备了自己的特色。但国产滤带质量与国外尚有一定差距,在使用防腐材质方面因价格限制还不理想,导致使用故障率较高,同时要改进外观设计和设备表面处理工艺。
  板框式压滤机因动力消耗大,产量低在水厂中逐渐已不采用,在工业污水处理中使用量仍较大,目前已有塑料板框,预加压脱水等新技术推广使用。
  当前国际上开发并推广应用离心式污泥脱水机,因其占地面积小、产率高、自动化程序高,在处理厂使用比例逐渐扩大。近年来也发展了传统的带式滤机与机械浓缩设备联合使用,而取消重力式浓缩池的新工艺。此项开发研制目前取得很大进展,一些离心浓缩及脱水设备正在国内积极开发和使用。特别是带式浓缩与带式脱水的一体化机、离心浓缩与离心脱水的一体化机和转鼓浓缩与带式脱水的一体化机都与国外先进国家的产品相比有一定差距。
  (4)沼气利用设备:包括沼气发动机、沼气锅炉、沼气净化脱硫设备、余热锅炉等等,是回收污水厂的生物能源、减少污水处理能耗、降低运转费用的关键装备。在此方面我国进行的研究开发不多,也较少有专门的生产企业,当前使用的设备基本依赖进口,是水工业设备中的薄弱环节之一,应积极的扶持并予发展。
  (5)曝气搅拌设备:我国近年曝气搅拌设备有了较快的发展,各种圆型、管型微孔曝气头都能制造,但关键材料橡胶膜还需进口;转盘曝气机制造也有较大改进,有的采用了塑料复合材料,产品精度提高,重量减轻,减少能耗,提高充氧能力,已接近国外水平。近年国外转刷曝气机又有新的改进,刷片由不锈钢材料发展为塑料复合材料,抗疲劳破坏能力提高,自重减轻,从而减少了传动轴的挠度,转动轴自重减轻,降低能耗,提高了充氧效率。国产产品距此尚有差距。
  (6)新型工艺的专用设备:随着SBR新工艺的采用,新型工艺设备也引入国内,例如各种滗水器已得到广泛采用。机械式滗水器,特别是旋转式滗水器国内已大量生产,并得到推广使用;但套筒式滗水器、虹吸式滗水器、自力式滗水器,具有运转灵活,不需外加动力,运行可靠等优点,在国外已得到广泛应用,目前国内已有引进设备,但国内生产制造和使用尚不广泛,进一步有待发展。
  (7)加药、消毒设备:是保证处理水质卫生指标的关键装备,特别是对水再生利用中更有其重要的意义。目前国产的加氯机、计量泵、臭氧发生器、次氯酸钠发生器等,仅能满足一般需要,其产品的档次上与国际先进水平相比还有较大差距,国际上为了保证高质水所使用大容量臭氧发生器和二氧化氯发生器,国内尚属空白。随着加药自动化的发展,要求与计算机联机的耐腐蚀隔膜式计量泵有待抓紧研究开发,国产加氯机也面临积极开发成高水平的水工业产品的问题。
  (8)随着污水再生利用的市场急骤扩大,水质标准逐步成熟、完善、水再生利用设备要求系列化、标准化也迫在眉捷。对膜技术、膜设备应用也越来越广泛。微滤、超滤、电渗析、反渗透膜及相关技术的机械装置的发展和需求急骤扩大。
  (9)污泥后处置是未来几年水处理设备增速快,需求量大的关键设备。其中输送、翻转、干燥、除臭机械及装置是开发的重点。
1.3.3 专用机械分类(见表1及表2)

拦污、除砂、沉淀、生物处理工艺与对应设备    表1
工艺单元 处 理 构 筑 物 处 理  设  备 配套设备
名  称 型 式 类 别 名  称

拦污

格栅间

粗格栅
细格栅

格栅除污机 弧型格栅除污机、高链式格栅除污机、回转式格栅除污机、钢丝绳式格栅除污机、直立式格栅除污机、爬式格栅除污机、筒式格栅除污机、阶梯式格栅除污机、移动式格栅除污机 皮带输送机、螺旋输送机、螺旋压榨机、液压压榨机、破碎机、打包机
滤网间 正面进水

侧面进水

旋转滤网 转刷网篦式清污机

沉砂

平流式沉砂池
旋流式沉砂池
曝气沉砂池

矩形
方形
圆形

吸砂机 行车式气提吸砂机、行车式泵吸除砂机、旋流式除砂机

砂水分离器洗砂装置

刮砂机 链板式刮砂机、链斗式刮砂机、行车式刮砂机、提耙式刮砂机、悬挂式中心传动刮砂机  

初次

沉淀

初次沉淀池

平流

平流式刮泥机 行车式刮泥机、链板式刮泥机  

辐流

辐流式刮泥机 中心传动刮泥机、周边传动刮泥机、方形池扫角刮机  

二次

沉淀

二次沉淀池

平流

平流式吸泥机 行车式吸泥机(虹吸式、泵吸式)

回流污泥

螺旋泵

平流式刮泥机 行车式刮泥机、链板式刮泥机

辐流

辐流式吸泥机 中心传动吸泥机、(虹吸式、泵吸式、水位差式)、周边传动吸泥机、(虹吸式、泵吸式、水位差式)
辐流式刮泥机 中心传动刮泥机、周边传动刮泥机

生物

处理

曝气池

鼓风曝气器

微孔曝气器 盘式曝气器、球式曝气器、钟罩式曝气器、平板式曝气器、软管式曝气器

空除尘装置、清洗装置

表面曝气

立轴式表面曝气机

泵型叶轮表面曝气机、倒伞型叶轮表面曝气机  

卧轴式表面曝气机

转刷曝气机、转碟(盘)曝气机

水上曝气

水下曝气设备 泵吸式曝气机、自吸式射流曝气机、供气式射流曝气机、自吸式螺旋曝气机  

水下搅拌

水下搅拌机 潜水搅拌机

氧化沟

表面曝气

立轴式表面曝气机 倒伞形表面曝气机、泵形叶轮表面曝气机  
卧轴式表面曝气机 转碟(盘)曝气机、转刷曝气机

SBR反应池

矩形
圆形

滗水器 旋转式滗水器、虹吸式滗水器、套筒式滗水器

污泥处理工艺与对应设备表       表2
工艺单元 处 理 构 筑 物 处 理 设 备 配套设备
名 称 型 式 类 别 名 称
污泥浓缩 污泥浓缩池 方形、圆形 浓缩刮泥机 中心传动浓缩刮泥机、周边传动浓缩刮泥机  
污泥浓缩池   旋转滤网 带式浓缩刮泥机、卧式螺旋离心浓缩机
污泥脱水

污泥脱水间
污泥消化池

厌氧

压滤机

带式压滤机、板框压滤机、厢式压滤机

加药装置、空压机、清洗泵、污泥泵(螺杆泵)、污泥输送设备

离心脱水机 卧式螺旋离心脱水机
消化池搅拌设备 机械搅拌设备、沼气搅拌设备、污泥循环搅拌设备、  
消化池热交换设备 板式热交换设备、管式热交换设备、螺旋式热交换设备
污泥控制间
沼气压缩机房
沼气发电机房
  沼气利用设备 沼气净化脱硫设备、沼气压缩机、沼气发电机、沼气发动机、沼气锅炉、沼气贮气设备、沼气燃烧器

1.3.4 污水处理设备近期发展的目标和实施重点
  
1. 城市污水处理厂成套设备国产化的目标
  发挥国内各有关部门和行业的优势,引进国外相关的先进技术,建立起完善的城市污水处理厂成套设备、科研、开发、设计、制造、销售和服务产业体系,形成一批具有综合优势和较强市场竞争能力的专业化企业集团,通过机制的改革,促进污水处理设备产业的发展,使我国城市污水处理厂成套设备制造业达到国际90年代的水平,满足国内需求,同时能以工程总承包和设备成套供货方式占领部分国际市场。
  目标的第一个阶段,利用3~5年的时间,首先在通用设备中有污水泵类、阀门类、风机类以及电气设备等国产化率达到85%;在专用机械设备中拦污机械设备、除砂撇渣机械设备、沉淀池刮泥吸泥机械设备、曝气搅拌机械设备、浓缩脱水设备、污泥消化及沼气利用设备、加药消毒设备以及仪表自控设备国产化率达到70%以上。
  目标的第二阶段,利5~8年的时间,在通用机械和电气设备方面基本实现国产化,在专用设备和仪表自控方面国产化率达到90%。
  污水处理厂成套设备国产化率在第一阶段应达到75%,第二阶段应达到90%以上,并达到国际90年代的技术水平。
  2. 城市污水处理厂成套设备国产化的实施步骤
  (1)城市污水处理厂成套设备国产化是一个系统工程,成套设备内容较多,需要有计划有步骤地进行。首先在政府有关部门的指导下,制定城市污水处理厂成套设备国产化的实施方案,在此指导下,实现污水处理成套设备国产化工作。城市污水处理厂成套设备国产化要适应社会主义市场经济的要求,打破行业、部门垄断,引进市场竞争机制,通过市场竞争形成城市污水处理厂成套设备的企业集团。城市污水处理厂成套设备国产化不能搞低水平的重复,要具备市场竞争力;同时要在适当引进、消化、吸收国外先进技术的基础上,进行合理布局,调动全国的力量,配套协作,避免搞大而全、小而全或重复建设等缺乏竞争力的企业;要使城市污水处理厂成套设备生产企业既有分工,又有竞争。
  (2)城市污水处理厂成套设备国产化要抓住重点,在城市污水处理厂设备中,专用机械设备和仪表自控设备是实现国产化的重点。这是污水处理厂有效运行的保证,是实现城市污水处理厂成套设备国产化的一个重要环节。
  (3)城市污水处理厂成套设备国产化要有统一的技术标准,要建立起适应我国城市污水处理水质、工艺和规模相配套的标准化系统,加速水处理设备标准的制定和实施。各项技术指标的制定,既要适应我国的实际情况,同时还要与国际标准接轨。
  3. 城市污水处理厂机械设备国产化实施的重点
  (1)城市污水处理厂成套设备国产化,首先应在专用机械设备方面实现国产化,国产化设备应适应1~25万立方米/日的污水处理厂的设备需求,特别是规模在3~10万吨/日污水处理厂的设备。国产化的重点首先是:
  1)SBR工艺的多种形式滗水机械:旋转式滗水器;虹吸式滗水器;套筒式滗水器;自力阀式滗水器;肘形浮箱式滗水器。
  2)阶梯式及转鼓式细格栅机械及相连的螺旋输送及压榨装置。
  3)旋流式出砂机械及相配套的吸砂、洗砂、排砂装置。
  4)新型塑钢及新型复合材料的水平转刷及转盘曝气机械。
  5)浓缩脱水的一体化机械:带式浓缩与带式脱水的一体化机;带式浓缩与离心脱水的一体化机;转鼓浓缩与带式脱水的一体化机。
  6)大中型轻型结构幅流式沉淀池中心及周边传动刮泥及吸泥机。
  7)用于污水再生利用的膜加工设备及配套的一体化机械装置。
  8)污泥后处置的翻转、干燥、发酵机械。
  4. 城市污水处理成套设备国产化实施中注意的问题
  (1)建立国家宏观引导机制。动员国内各有关部门的力量共同参与。组建新型机制的大型企业集团,进行专业化、成套化生产。由于城市污水处理厂成套设备的专业性较强,不宜分散资金和技术力量,要通过合理的规划和分工,进行专业化和成套化生产,在市场运作机制下,使企业能够形成规模,同时具备开发、设计、制造售后服务和进一步开发的循环式专业企业,宜通过招标在全国重点扶持8~12家生产企业,要既有分工,又有竞争。
  (2)建立灵活、高效的新机制的水工业工程设备企业公司,以吸收国外先进技术为主并具有自主开发的生产机制。利用集资、融资的能力和高科技的手段,参与国内污水处理设备的招标竞争。可加速引进国外先进技术和设备国产化的进程。力争在3~5年内,使国内形成10~15家这样新型企业集团,亦可打入国际市场。
  (3)环保与污水设备的服务产业极具开发潜力,选择一批有技术开发能力的企业集团,经过有关部门进行评估和审批后,通过招标等竞争形式,寻求中外合资和合作广商,通过设立中外合资企业或中外合作生产,引进、消化、吸收国外的先进技术。对有些关键技术,也可通过技术转让、技贸结合等方式引进。作好中介服务。达到高附加值。
  (4)为城市污水处理厂成套设备国产化建立规范化的市场。建立并强制推行城市污水处理厂成套设备招投标体系,形成全国性的市场;在按基建程序审批、评估项目中,要对城市污水处理项目确定使用设备的国产化比率,进行分析和评估。要充分发挥专家作用,专家在评标中起主导作用。
  (5)建立国家资金投入体系,以市场经济体制推动城市污水处理项目的建设。国家要对重点企业集团提供一定的政策和税收支持,列入开发计划,并给予环保产业和高科技产业的优惠政策;对城市污水处理设施的建设安排一定的贴息贷款资金,以设备信贷的方式,扶持城市污水处理设施的建设;同时以市场经济机制来推动城市污水处理项目的建设,处理好政府、项目法人和生产企业的关系,处理好项目建设、设备国产化、投资政策和投资体制的问题。

2、污水处理厂主要设备选型的技术要求

2.1 通用机械设备
2.1.1 污水泵
  
1、AS、AV系列潜水排污泵
  该泵采用大通道抗堵塞水力部件设计,能有效地通过直径25~80mm的固体颗粒,抗堵塞、缠绕能力强,使用可靠。
  可适用于住宅区的污水排水,城市污水处理厂的给排水系统。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等
  性能范围:
   流量Q  可达145m3/h
   扬程H  可达25m
  2、WQ系列潜水排污泵
  WQ系列潜水排污泵采用大通道抗堵塞水力部件的设计,能有效通过直径50~125mn的固体颗粒。可提供两种安装方式——导轨式和支架式,安装操作方便,并可大大简化土建结构,工程费用可节约40%。适用于市政及住宅区的污水排放。使用范围及使用条件pH:5~9,泵出口直径100~500mm。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等
  性能范围:
   流量Q  可达3900m3/h;
   扬程H  可达52m;
   工作温度T ≤60℃
  3、RCP潜水污泥泵
  RCP潜水轴流泵是专门为污水处理厂的回流污泥输送而设计的专用泵,特别是脱氮/硝化的工艺过程。和一般惯用的轴流泵比较,回流污泥泵不需要有构件放在池中。只需将泵沿导管慢慢放下,即可自动安装在输送管上。主要用于大流量、0.1到0.8m低扬程的活性污泥法工艺污水处理厂回流污泥输送。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等。
  性能范围:
   流量Q  达2000m3/h
   扬程H  可达1m
  4、B型潜水砂浆泵
  B型泵设有多叶片/开放或半开放式流道的叶轮,有几种不同材质供选用,它设计用于处理含高磨损物质的介质,如粘土、沙石、钻探泥浆等。在给排水工程中,是曝气沉砂池排砂泵最为理想的选择。
  B型泵有三种泵型可供选择,分为普通型、防爆型和高腐蚀性介质型。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等。
  性能范围:
   流量Q  可达300L/s
   扬程H  可达190m
  5、P型潜水轴流泵
  p型泵适用于低扬程,特大流量的场合,可广泛应用于城市给排水。尤其适用于污水处理厂回流污泥和污水。螺旋桨式叶轮采用后掠角式设计,不易阻塞。分为4600和7000两个系列。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等。
  性能范围:
   流量Q  可达1500L/s(5500L/s);
   扬程H  可达1.8m(14m)。
  6、WS系列污水泵
  WS系列污水泵是为适应环保产业的发展而研制的。最大可以满足100×104m3/d城市污水处理厂的需要,可以输送泥浆、粪便等介质,还可适用于作循环水泵、给排水泵及其它用途。大流道叶轮、无堵塞、防缠绕性能好,能顺利通过固体颗粒直径达250mm,纤维长度达1500mm的液体。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等
  性能范围:
   流量Q  100~25000m3/h;
   扬程H  3~55m。
  7、MF、MN型污水泵(卧式/立式)
  MF、MN型污水泵。专门用于抽取污水、符合运转时无阻塞要求,保证含颗粒和纤维物质的污水正常通过。主要用于污水泵站和污水处理厂输送城市或工业污水。出口直径75~1150mm,转速290~1470r/min。
  防护等级:IP68
  绝缘等级:F
  报警:泄漏等
  性能范围:
   流量Q  51~1170m3/h
   扬程H  3.1~58m
   工作温度T 可达80℃
  8、螺杆泵
  螺杆泵是一种容积式泵,主要工作部件由定子和转子组成。
  可用于输送单一的或多种介质的流体,包括中性或腐蚀性的、洁净或磨蚀性的、含气或易产生气泡的、高粘度或低粘度的以及含有纤维物或固体颗粒的液体。
  设有干磨运行保护装置。
  流量Q:  50L/h~500m3/h
  压力:  0~4.8Mpa
  吸上真空度:  8.5m
  流量调节:  ≤1%
2.1.2 鼓风机
2.1.2.1 三叶式罗茨鼓风机
  
三叶式罗茨鼓风机是定容性鼓风机。不仅具备普通罗茨风机优点,同时由于采用三叶转子,所以效率高,气流脉动小,运转平稳,降低噪声。
  三叶式罗茨鼓风机适用于污水处理的鼓风曝气。
  压力:  0~0.MPa
  排风口径:40~300mm
  风量:  0.4~90m3/min
2.1.2.2 离心鼓风机
  
1、高效节能单级离心式鼓风机
  高效单级离心式鼓风机,由于体积小、重量轻、效率高、性能调节范围广、自动化水平高等特点,已取代了多级离心式鼓风机,开始普遍应用。配有导叶调节器和有叶扩压器,使单级离心式鼓风机整机效率可达82%以上,加装整体消音器后,实际噪声低于85dB(A),成为目前最理想的产品。
  2、污水处理用GM型鼓风机
  该机采用三元半开式混流型叶轮,出口压力可达到1.5~2kg/cm2。该机采用进口导叶或蝶阀调节,机组效率曲线平坦,即使在非设计情况下运转也能取得良好的节能效果。
  由于充分灵活地运用了多年实践所积累出来的专利技术,运转特性好,可靠性能高。
  采用单级组装式整体结构,占地面积小,重量轻,安装方便。它比一般离心叶轮外径小30%~40%故转子GD2小,一般鼠笼式电机即可满足要求,易起动。
  它可用于城市污水曝气。
2.1.3 闸阀
2.1.3.1 多功能阀
  
YQ20006-10Q、16Q多功能活塞式水泵控制阀
  本阀可用于给排水、消防、污水处理厂的泵出口管网上,用来控制水泵的开启、关闭及突然停电缓闭等各种工况的需要,实现遥控控制,来取代各类电动闸阀、电动蝶阀、缓闭止回阀等多种用途,实现一阀多用和自动控制。
  技术性能:
  1.实现零流量启动水泵,可保证离心水泵的最小起动轴功率。
  2.实现全开启动水泵,可保证轴流泵和最小起动轴功率。
  3.先缓闭关阀断流后停泵,减少管网中介质流速变化梯度,削弱甚至避免水锤的危害。
  4.可调节阀瓣开启高度、控制流量。
  5.节能、半直线、宽阀腔、直流式阀体,取消阀瓣上侧弹簧和下侧导向机构增设上导流板,流阻少于同类阀门的30~50%。宽阀腔提高了抗气蚀性能。
  公称通径:DN40~DN1200(1.0MPa~1.6Mpa)
2.1.3.2 手动/电动闸阀
  
1、Z45X—10Q/16Q双斜面弹性密封闸阀
  适用于介质温度-10℃~100℃,公称压力为1.0MPa,1.6Mpa的介质为水、油的管道上,作为截流设备,不受介质流向的影响。
  ● 独特的双斜面密封。
  ● 优质的防腐性能。
  ● 阀体、阀盖内外采用静电喷涂工艺。
  ● 阀杆、阀杆螺母采用不受水腐蚀的不锈钢或铜材料。
  公称通径:DN40~DN1200(1.0MPa)
        DN40~DN450(1.6MPa)
  2、Z45X—10Q/16Q伞齿轮传动闸阀
  适用于介质温度-10℃~100℃,公称压力为1.0MPa,1.6Mpa的介质为水、油的管道上,作为截流设备,不受介质流向的影响。
  ● 独特的双斜面密封。
  ● 优质的防腐性能。
  ● 阀体、阀盖内外采用静电喷涂工艺。
  ● 阀杆、阀杆螺母采用不受水腐蚀的不锈钢或铜材料。
  ● 伞齿轮传动,可降低操作负荷,并可改变受力方向。
  公称通径:DN300~DN1200(1.0Mpa/1.6MPa)。
  3、Z44T-10 闸阀
  平行式双阀板闸阀适用于给排水和蒸气管道系统,作为截流节流设备使用。密封材料为铸黄铜。传动型式可手动或电动。
  公称通径:DN50~DN400
  4、SZ45T-6/10 暗杆楔式闸阀
  暗杆楔式单板闸阀适用于给排水、供热和蒸气管道系统,作为截流节流设备使用。密封材料为铸黄铜。传动型式可手动或电动。
  公称通径:DN75~DN700。
  5、刀闸阀
  刀闸阀设计有O-型和V-型流体通道,阀板具有切断功能。广泛用于市政、造纸、电力、化工、矿山等各工业领域,处理液体、纤维、泥浆、灰渣、颗粒等介质。
  公称通径:DN80~DN800。
  根据需要,可灵活选用各类手动、气动、液动、电动等执行机构。
  6、Z45X—10Q/16Q电动闸阀
  适用于介质温度-10℃~100℃,公称压力为1.0MPa,1.6Mpa的介质为水、油的管道上,作为截流设备,不受介质流向的影响。
  ● 独特的双斜面密封。
  ● 优质的防腐性能。
  ● 阀体、阀盖内外采用静电喷涂工艺。
  ● 阀杆、阀杆螺母采用不受水腐蚀的不锈钢或铜材料。
  ● 伞齿轮传动,可降低操作负荷,并可改变受力方向。
  ● 电动头传动阀门的开启与关闭灵活。
  公称通径:DN100~DN1200(1.0Mpa/1.6MPa)。
  7、Z948T-10 电动闸阀
  暗杆平行式双闸板闸阀,适用于介质水,作截流使用。密封材料铸黄铜。
  公称通径:DN500~DN1400。
  8、PW744X-10Z大流量角式排污阀
  用于排除各种水池和各类开、闭式容器的污物,可广泛应用于各类水厂及工矿企业排污之用,介质温度≤80℃。
  公称通径:DN100~DN300
2.1.3.3 蝶阀
  
供给排水管路上,作为调节、截流和缓闭设备使用。
  按不同的工况条件选用(压力、流量、输送介质、温度、安装条件等)。蝶阀分类见表1。

蝶 阀 分 类 表     表1
手动 直接搬动

对夹式

对中

丝杠螺母传动
蜗轮蜗杆传动 法兰式 单偏心
伞齿轮传动
电动 齿轮、蜗轮、减速

结构

对夹式

双偏心
气动 气缸 法兰式 三偏心

2.1.3.4止回阀
  
1、H44J-6型旋启式衬胶止回阀
  规格DN:25~300mm
  适用于:一般腐蚀性流体
  2、DH71X-10C/P对夹式蝶型止回阀
  DH71X-10C/P对夹式蝶型止回阀,系消化吸收国外先进技术研制开发的产品,适用于水道系统作单向阀使用。
  规格DN:50~800 mm
  公称压力:1.0 MPa
  3、HH44X-10型微阻缓闭止回阀
  安装在给排水管道加压水泵的出口处,以防止关闸或停泵时管路中压力水倒流消除破坏性水锤,保障管道安全运行。
  规格DN:100~600mm
  4、HX47T-10斜密封座缓冲止回阀
  由于缓冲装置(避震缸)在管路内,利用介质进行缓冲件减震,从而达到消除或减少水锤,保护管路和防止泵倒转作用。
  规格DN:300~1000mm
2.1.3.5 闸 门
  
1、ZMQF/Y型铸铁方、圆闸门
  该产品广泛用于清水和污水中,最大水头≤10m的管道口,交汇窑井、沉沙池、沉淀池、引水渠、泵站进水口和清水井等处,以实现流量和液面控制。
  规格:
  方闸门:1200×1200~2200×2200
  圆闸门:Ø1200~Ø2200
  2、SMC系列铸铁闸门配套启闭机
  设计先进、结构合理,采用大容量触点开关,具有开度指示、断相保护、自动相序校正、过载保护、信号远传等功能。有SMC-04、SMC-03、SMC-00、SMC0、SMC1、SMC2、SMC3等多种型号可供选择。

2.2 专用机械设备
2.2.1 拦污机械设备
  
格栅除污机的分类
  其分类详见表1。
  当不分设粗、细格栅时,可选用较小的栅条间距,见表2。
  不同类型格栅除污机的使用范围、优缺点的比较见表3。

格栅除污机的形式分类       表1
前清时

(前置式)

按安格栅形式分 弧形格栅  
平板格栅 倾斜式
垂直式
按齿耙传动形式分 臂式 伸缩式
旋回式
摆臂
链式 湿式回转链
干式回转链 爬式
高链式
钢丝绳

索 式

二索式
三索式
四索式
液 压
按除污机安装形式分 固定式  
移动式 悬挂式
移动式
按齿耙功能分 除草耙
除污耙
除漂木
后清时(后置式)  
自清式 自清洗连续带式(回转式固液分离机)
网篦式
鼓栅(细栅过滤器)
阶梯式

栅 条 的 间 距       表2
水 泵 口 径 (mm) 栅 条 的 间 距 (mm)
<200 15~20
200~450 20~40
500~900 40~50
1000~3500 50~75

不同类型格栅除污机的比较       表3
类  型 适 用 范 围 优  点 缺  点
钢丝绳牵引式格栅除污机 固定式适于中小型格栅,深度范围广,移动式适于宽大格栅 1.适用范围广泛
2.无水下固定部件的设备,维修检修方便
1.钢丝绳易腐蚀,宜采用不锈钢丝绳
2.有水下固定部件的设备,维护检修需停水
链条式格栅除污机 深度不大的中小型格栅 1.构造简单,制造方便

2.占地面积小

1杂物有时会卡住链条和链轮
2.套筒滚子链造价高,耐腐蚀差
自清式格栅除污机 深度较浅的中小型格栅,适于作二道格栅 1.安装方便,占地小
2.动作可靠、容易检修
1.不能承受重大污物冲击
圆围回转式格栅除污机 深度较浅的中小型格栅 1.构造简单,制造方便
2.动作可靠、容易检修
1.配置圆弧形格栅,制造较难
2.占地面积较大
移动伸缩臂格栅除污机 中等深度的宽大格栅现有耙斗适于污水除污 1.不清污时设备全部在水面上维护检修方便

2.钢丝绳在水面上运行,寿命长

1.需三套电动机,减速器,构造较复杂

2.移动式,耙齿与栅条间隙的对位较困难.

2.2.1.1 回转式固液分离机

  回转式固液分离机,可连续自动清除污水中细小的毛发、纤维及各种悬浮物。适用于城市污水作拦污设备。该设备由电动减速机驱动,牵引不锈钢链条上设置的多排工程塑料或不锈钢齿片和栅条,将漂浮污物送上平台上方,然后齿片与栅条旋过程中自行将污物挤落或刷落,属自清式清污机一类。

2.2.1.2 阶梯式格栅除污机

  阶梯式机械格栅系通过偏心旋转来移动齿耙,使齿耙由下至上,由后至前的曲线运动。把污物由移动齿耙逐级从水中推至污物出口处。除污机的动力机械均设置在水面以上方便维修,格栅的间隙准确、可调适用于各种不同形式水位条件。格栅宽度500~3000mm,槽深不大于3mm。安装角度50°~60°。

2.2.1.3 转鼓式格栅除污机

  转鼓式格栅除污机适用于给水净化厂(水厂取水口)及城市和工业污水进行机械方式的分离过滤,由于采用楔形过滤网栅拦,其分离过滤的效率比栅拦式要高,甚至可以把纤维和毛发分离出来,栅距为0.25~14mm,细栅直径为60O~3000mm,是替代常见的垂直格栅,回转分离筛的新型清污机。转鼓直径600~3000mm。

2.2.1.4 链式旋转格栅除污机

  链式旋转格栅除污机为多耙式链条牵引、连续旋转循环式工作。水下部分及格栅采用不锈钢,水上部分为铝合金或镀锌钢。

  格栅宽度:800~3000mm;安装角度60°~80°。

2.2.1.5 弧形格栅除污机

  弧形格栅除污机适用于中小型污水处理厂或泵站水位较浅的水槽。拦截和清除较小的垃圾及漂浮物。

  弧形格栅除污机由圆弧形格栅、转动齿耙和驱动机构组成。其转动齿耙为全回转形式,结构简单,运行可靠。格栅间距5~30mm,圆弧半径300~2000mm。

2.2.1.6 钢丝绳式格删除污机

  钢丝绳式格栅除污机为钢丝绳牵引式除污装置。

  适用于污水厂、泵站,拦截污水中漂浮物,保证水泵和后续处理工序安全运行。

  格栅宽度:1000~3000mm;安装角度75°~90°。

2.2.2. 排砂排泥设备

2.2.2.1 除砂设备

  除砂设备一览表见表4。

除砂设备一览表         表4

池型

集砂方式

设备名称

池型

集砂方式

设备名称

平流式

刮砂

行车提板刮砂机

链斗式刮输砂机、链板式刮输砂机(A、B)

螺旋式刮输砂机

旋流

吸(刮)

钟式沉砂设备

其他

 

其余输砂脱水设备

步进式输砂脱水机

无/有轴螺旋砂水分离器

旋流器

吸砂

行车泵吸式吸砂机

行车双沟式吸砂机

  1、旋流沉砂设备

  旋沉砂设备,占地面积小,沉砂效果好。

  砂的提升方式有“气提”和“泵提”两种。

  2、行车提板式刮砂机

  平流沉砂池在水处理中为常用构筑物,用以处理水中的悬浮砂粒及分离水中的油脂。池宽4~12m。

2.2.2.2 排泥机械

  排泥设备分类见表5。

排 泥 设 备 一 览 表          表5

池型

排泥形式

设备名称

平流式

行车式

吸泥机

泵/虹吸

多吸管

单吸管扫描

虹吸行车吸泥机,泵吸式吸泥机

刮泥机

抬耙式刮泥机

提板式刮泥机

链板时

单列链牵引式刮泥机

双列链牵引式刮泥机

螺旋输送式

水平螺旋输送式刮泥机

辐流式

中心传动

垂架式

悬挂式

吸泥机

多吸管水位差自吸式吸泥机

单管多吸口水位差自吸式吸泥机

辐流式

中心传动

垂架式

刮泥机

曲线型刮板刮泥机

直线型刮板刮泥机

悬挂式

曲线型刮板刮泥机

直线型刮板刮泥机

周边传动

(全/半桥)

刮泥机

曲线型刮板刮泥机

直线型刮板刮泥机

吸泥机

带集泥板多管水位差自吸式

大扁嘴多管水位差自吸式

斜管式

刮泥机

钢丝绳牵引式刮泥机

销齿传动扫角式刮泥机

吸泥机

泵吸式吸泥机

虹吸式吸泥机

加速澄清池

刮泥机

销齿传动刮泥机

  1、泵吸式吸泥机

  泵吸式吸泥机为行车式吸泥装置。适用于平流式沉淀池排泥。跨度8~20m。

  2、虹吸式吸泥机(为行车式吸泥装置)

  虹吸式吸泥机适用于污水处理厂矩形二次沉淀池的吸泥。水体中悬浮物的含量应低于5000mg/L,固体重量不大于2.5mg/粒。跨度8~20m。

  3、螺旋输送机

  螺旋输送机适用于各种松散物料的输送及脱水后的污泥输送。

  4、无轴螺旋输送机

  螺旋输送机适用于各种松散物料的输送及脱水后的污泥输送。

  5、带集泥板多管水位差自吸式吸泥机(全/半桥)

  带集泥板多管水位差自吸式吸泥机用于污水处理厂圆型二沉池,将沉降在池底上的污泥刮集至一组沿半径方向布置的吸泥管管口,再通过中心排泥管排出,以便污泥回流或浓缩脱水,此外,还可以撇出液面浮渣。适用池径18~40mm。

  6、大(小)扁嘴多管水位差自吸式吸泥机

  大(小)扁嘴多管水位差自吸式吸泥机两种机型适用于大中型辐流式二次沉淀池的机械排泥。适用池径20~100m。

  7、周边进水、周边出水二沉池用单管式吸泥机

  周进周出二沉池池底坡度为1/150,与之配套的单管吸泥机有以下特点:

  (1)独特的吸泥管系统对沉淀池水下搅动最小,提高沉淀效率。

  (2)符合池底污泥水力分布特征的排泥管设计,可使二沉池排泥浓度提高20%~30%。使曝气池更容易实现较高的混合液浓度。

  (3)由于沉降污泥的提高,从而明显减少各种污泥泵的功耗,降低运行用电费用。

  (4)由于排放剩余污泥浓度的提高,大大降低污泥脱水所需药剂费用。

  (5)单吸管吸泥池内排泥均衡,无死泥区,污泥直接排出,使污泥在沉淀池内停留时间减少,有效的防止了污泥厌氧释磷和污泥硝化膨胀上浮,同时显著提高了污泥的生物活性及生物反应效率,从而可有效的控制泥面高度成为可能。

  (6)单吸管均经电脑设计,可确保合比例的吸泥和最佳的水头损失特性。

  (7)要求驱动机构:运行平稳,安全可靠,驱动功率小,使用寿命入长。

2.2.3 曝气机械与搅拌机械

2.2.3.1 曝气机械

  常用曝气机械性能比较见表6

常用曝气机械性能比较         表6

类  型

名  称

直径

D(mm)

浸沉深度

h(mm)

外缘线速

V(m/s)

动力效率

(kgO2/kWh)

氧利用率

(%)

水平推流型

曝气机械

转刷曝气机械

350~1000

(1/3~1/4)D

 

1.8~2.8

转盘曝气机械

1400

500

 

1.8~2.7

 

垂直提升型

曝气机械

泵型叶轮曝气机械

700~1800

40

4.5~5

2.39~3.38

 

倒伞型叶轮曝气机械

300~3600

10~15

4~5

2.13~2.44

 

浮筒型叶轮曝气机械

650

20~25

 

1.5~1.85

 

潜水鼓风型曝气机械

1150~3000

   

1.85~2.4

 

微孔曝气器

橡胶膜片式

192~230

5000

 

≥5.0

≥23

刚玉、半刚玉式

142~230

5000

 

≥6.0

≥23

钛质型

178~200

5000

 

≥5.5

≥23

增强PVC软管式

65

5000

 

≥4.0

≥17

 

旋混式曝气器

230×230×250

5000

 

4.5

≥17

 

散流式曝气器

600

4500

 

2.4

≥17

 

两用曝气器

喷嘴800~2800

3500

 

4.0~5.0

15~17

 

动态曝气器

135~185

4400

 

1.5

14

  1、微孔曝气器

  增强PVC软管式,寿命>5年微气泡2~4mm,动力效果≥4.0kgO2/kwh

  2、转盘曝气机

  转盘式曝气机适用于各种类型的氧化沟进行曝气充氧、并起混合推流作用。用于氧化沟的沟宽为1~11m。

  3、转刷曝气机

  转刷曝气机为水平推流式表面曝气机械,适用于城市生活污水和工业废水处理的氧化沟工艺中,可进行充氧、混合及推进。

  4、泵型叶轮表面曝气机

  用于曝气池的表面曝气,叶轮直径760~1000mm。

2.2.3.2 搅拌设备

  搅拌器形式详见表7。

搅拌器的基本形式        表7

 

搅 拌 器 形 式

叶 片 型 式

推进搅拌

潜水搅拌机

二叶或三叶

A型浆式

A1直叶

A2折叶

B型开启涡轮式

B1直叶

B2折叶

C型圆盘涡轮式

C1直叶

C2折叶

D型推进式

三 叶

  1、潜水搅拌机

  适用于对污水处理厂和工业流程中产生的含有悬浮物的污水、稀泥浆等进行搅拌或推进的潜水搅拌机。最大潜没深度10m。

  潜水搅拌机:小型污水、污泥的搅拌和均质,含固率可达2~3%;

  潜水混合机:中小型均质池的混合,配水明渠和厌氧区的推流,含固率可达8%~10%;

  中速潜水推流机:大中型均质池的混合,耗氧/厌氧池的推流,含固率可达3%;

  低速潜水推流机:大型耗氧/厌氧池的推流,含固率可达1%。

  2、溶药推进式搅拌机

  溶药推进式搅拌机适用于大中型污水处理厂投加药剂的溶药剂的溶药搅拌。适用的搅拌槽直径1500~2500mm,搅拌槽深度2000~4000mm。

  3、溶药机械混合搅拌机

  溶药机械混合搅拌机适用于水厂和污水处理厂的溶药搅拌,双层搅拌器适用于较深容器的混合搅拌。

2.2.4 污泥浓缩与脱水机械设备

2.2.4.1 污泥浓缩

  1、转筒式浓缩机

  进泥含固率(混合污泥)0.7~2%,常与带压压滤机联用,进行污泥脱水处理,除磷效果好于浓缩池+带式压滤机。

  2、带式浓缩机

  进泥含固率(混合污泥)0.7~2%,常与带压压滤机联用,进行污泥脱水处理,除磷效果好于浓缩池+带式压滤机。

  3、卧螺离心浓缩机

  进泥含固率0.3%,浓缩后含固率5~8%。絮凝剂投加量1.0~2.5kg/吨d·s。固体回收率85%。

  4、重力浓缩池浓缩机

  重力浓缩池径一般小于20m,池中设置污泥浓缩机。浓缩机的形式有悬挂式中心传动浓缩机,垂架式中心传动浓缩机,周边传动浓缩机。

  浓缩机刮臂外缘线速度一般均小于3.5m/min,中心传动浓缩机采用悬挂式时,池径一般小于12m。采用垂架式时则可适用于池径大于20m,甚至到50m。而国外生产的垂架式中心传动刮泥机(浓缩机)可适用于池径100m。

2.2.4.2 脱水设备

  1、离心脱水机

  离心脱水机是单机处理量较大的污泥脱水设备,处理污泥的能力可达50m3/h,甚至更大。特点是主机体积小,辅助设备最少,能长期自动安全运行,操作管理简便,没有异臭味散发,占地面积小。但噪声高,由于是密闭高速旋转设备,要求有较高的维修技术能力。脱水后泥饼含水率,当为混合生污泥时,一般为75%~80%。当为混合消化污泥时,一般为75%~85%。

  2、带式压滤机/带式浓缩脱水一体机

  带式压滤机一般分为三个阶段,重力脱水段,楔形预压段,中/高压段。

  带式压滤机一般为连续运行工件制,或间歇工作制。耗电量在各种型式脱水机中为最低,操作管理较为方便,因而在污水处理污泥脱水中应用最为广泛。但由于机械构造特点所确定,污泥在受压区滤带两侧敞开不封闭,进泥含水率不能太高(90%~97%),根据污泥性质确定。

  进泥一般还需进行前处理,选用有机高分子絮凝剂,充分絮凝,形成大而强度高的絮体,以防污泥在挤压过程中从滤带两侧溢出,或从滤带直接渗出。出泥泥饼的含水率可达65%~80%。

  带式浓缩机/转筒浓缩机+带式压滤机,浓缩脱水一体化是现在常用的机型。

  3、板框压滤机

  板框压滤机为间歇运行工作制,一个工作周期,约1.5~4.5个小时左右,其优点是单位面积过滤速度高,运行平稳,不易产生故障,进泥含水率要求较宽,一般可为98%~99%,脱水后泥饼含水率最低,一般可达到65%或以下。

2.2.5 滗水器

2.2.5.1 机械式滗水器

  机械式滗水器分为:旋转式、套筒式。

  1、旋转式滗水器:由电动机、减速装置,四连杆机构或推杆机构、载体管道、拦渣器、出流堰口、回转支承等组成。具有滗水范围大、运行平稳、可靠,适用范围广等特点。

  滗水器负荷:   20~32L/m·S

  滗水范围:   1.0~2.3 m

  滗水保护高:  0.3~1.0m

  2、套筒式滗水器分为:丝杠式、钢丝绳式两种,通过电动机带动丝杠或滚筒,牵引出水堰口上下移动。堰口下端的排水管插在有橡胶密封的套管中可上下移动,将上清液滗出池外。

  滗水器负荷:   10~12L/m·S

  滗水范围:   0.6~1.0m

  滗水保护高:  0.8~1.1m

  3、自力(浮力)式滗水器

  自力(浮力)式滗水器是依靠堰口上方的浮箱本身的浮力,使堰口随液面上下运动而不需外加动力。

  4、虹吸式滗水器

  虹吸式滗水器是由一组垂直的短管组成,短管吸口向下,上端与总管连接,总管与U形管相通,U形管一端高出水面一端低于反应池的最低水位,高端设自动阀与大气相通,低端接出水管以排出上清液。运行时通过控制进排气阀的开闭,采用U型管水封封气,来形成滗水器中循环间断的真空和充气空间,达到开关滗水器和防止混合液流入的目的。滗水的最低水面限制在短管吸口以上,以防浮渣或泡沫进入。

  滗水器负荷:   1.5~2.0L/m·S

  滗水范围:   0.4~0.6m

  滗水保护高:   0.3m

2.2.6 投药设备

2.2.6.1 干粉投加机

  适用于所有各类的干粉、颗粒和纤维状药品的投加,主要应用于溶液和悬浮液的制备。流量范围:0.01-50000L/h,并可在10%-100%之间进行调节,投加精度在0.5%-3%之间。取决于所投加药品的自身特性。

2.2.6.2 湿投加药装置

  适用于投加混凝剂,助凝剂、除氧剂、阻垢剂、杀菌剂、水质稳定剂以及酸碱中和。可根据用户工艺流程来随机组合。

2.2.7 消毒设备

2.2.7.1 真空加氯机

  加氯机适用于市政供水、城市污水、工业废水等各领域的水质消毒。加氯机是由真空调节器、喷射器以及送气管组成

2.2.7.2 二氧化氯发生器

  二氧化氯具有协同强化消毒作用,杀菌能力强。该设备采用化学法、不用电解,具有体积小,运行费用低,设备投资少等特点。可应用于各种供水、工业冷却循环水、中水杀菌、灭藻、除臭;含氰废水、含酚废水的无害化处理等

2.2.7.3 紫外线消毒器

  紫外线消毒器是依据热极紫外线杀菌灯产生的2537埃(A)波长,对水进行紫外线辐射,将水中的有害菌杀死,保证了生活供水的水质符合卫生标准,同时不改变水的物理化学性质且不产生异味及其他有害物质。

2.2.7.4 冷阴极臭氧发生器

  该设备是以空气或氧气为原料,通过冷阴极无声放电产生臭氧。用于对水体消毒。

2.2.8 软化脱盐设备

2.2.8.1 顺流再生离子交换器

  本设备是离子交换制水工艺中最先采用的床型,设备简单,操作方便,适用于原水含盐量较低的场合。设备的下部除设有排水口外还设有备用口,因此本设备不仅可以做一般离子交换器使用,还可以在强、弱树脂联合运行制水工艺中做强酸(碱)离子交换器使用,进水浊度应小于5mg/L。内表面衬胶防腐。

2.2.8.2 气顶压逆流再生阳阴离子交换器

  本设备采用气顶压方式,防止再生过程中树脂乱层,保证最佳逆流再生状态,是最成熟的一种逆流再生方式。进水浊度应少于3mg/L。

2.2.9 膜处理设备

2.2.9.1 微滤膜技术

  微滤膜是一种压力驱动下一的微孔膜分离技术。微孔滤膜的孔径范围为0.1~1µm,目前常用的规格有0.2µm、0.4µm两个。主要应用饮用水处理、给水预处理、废水回用的深度处理领域,可以作反渗透、超滤、离子交换等系统的预处理,也可以应用在常规自来水处理厂,生产高质量的饮用水。

  技术指标:

   进水:浊度<3500NTU,悬浮颗粒直径<1.5mm;

   材料:超高分子聚乙烯(UHMW-PE),寿命>8年;

   膜孔径:0.1~1µ(系列产品),对细菌、微生物去除率≥99.9%

   出水:浊度≤0.5NTU,SDI≤2,SS≤1mg/l

   对细菌微生物去除率≥99.9%

   对有机物的去除率40%~80%

   单机处理能力:4~100t/h

2.2.9.2 连续微滤膜设备(CMF)

  连续微滤膜设备是一种物理分离过程,它是靠压力为推动力进行过滤的处理技术,它是由微滤膜柱、压缩空气系统、反冲洗系统及PLC自控系统等组成。城市污水经二级处理后再经连续微滤膜设备处理的出水,各项指标应全部符合国家《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)。

2.2.9.3 电渗析技术

  全自动电渗析纯水装置,使电渗析器脱盐率达到99%以上。电渗析器出水水质(电阻率)最高可达500kΩ·cm以上。因此用于生产太空水、纯水不必再借助于离子交换树脂,节约投资,无三废污染。实现无人值守。

  1、应用范围:

  太空水、饮料用水制备;纯水、超纯水处理;苦咸水,海水的除盐除氟、除重金属;医院各级用水的处理;电厂锅炉用水的处理;电子、电镀、轻工及纺织、印染工业用水处理;发酵产物的分离和提纯;“三废”处理;冶金工业的金属提炼。

  2、主要技术指标

  (1)进水含盐量范围≤1000mg/L(超过此范围按协议生产)。

  (2)脱盐率最高可达99%以上。

  (3)水利用率可达70%。

  (4)纯水产量:100L/h~10t/h(可根据用户要求设计)。

  (5)进水压力0.15~0.4MPa

  (6)电能消耗0.2~0.5kWh/t水

  (7)外形尺寸:100L/h:1200×800×1700mm;0.5-1t/h:

  1200×1800×1700mm;1吨以上/小时:按技术协议生产。

  (8)工作环境温度:5℃~40℃

  (9)工作水温:5℃~40℃

2.2.9.4 反渗透技术

  反渗透技术是一种膜过滤过程。膜组件可除去99%以上的溶解固形物、颗粒、胶体、细菌及有机物。反渗透过程是自然界渗透的逆过程。在压力作用下,水分子通过渗透膜进入膜另一侧,而水中的不纯净物被阻止。为防止杂质在膜表面上聚集,浓水不断冲洗膜表面并将杂质带出。反渗透水利用率30%~50%(海水淡化)、75%~85%(苦咸水淡化)。

  1、用范围

  反渗透技术是当今最先进的膜分离技术之一。具有能耗低、无污染、操作简单、运行可靠等诸多优点,广泛应用于海水、苦咸水淡化,生活饮用水、电子医药、化工电力行业纯水制备。

  2、工作原理

  反渗透设备中应用较多的卷式膜元件是将半透膜、导流层、隔网,按一定排列粘合及卷制在有排孔的中心管上,形成元件。原水从元件从一端进入隔网层,在经过隔网层时,在外界压力作用下,一部分水通过半透膜的孔,渗透到导流层内,再顺导流层的水道,流到中心管的排孔,经中心管流出,剩余分(称为废水),从隔网层另一端排出。

2.2.10 污泥干化

  污泥干燥的过程中,热风充分均匀地与污泥接触并使之加热,从而有效地杀死各种有害菌,实现无害化、减量化处理。干燥过程的温度可根据污泥成分及含水率进行控制和调整。根据目前了解的情况各类干燥机性能特点见表8。

各种干燥器比较表    表8

指   标 回转圆筒干燥器 闪蒸干燥器 带式干燥器

气体温度(℃)

150~400 530 160~180

卫生条件

可杀灭病原菌、寄生虫卵 同左 同左

蒸发强度(kg/(m3·h))

55~80

干燥结果,以含水率p计

5%~20% 约10% 15%~20%

运行方式

连续 连续 连续

干燥时间(min)

5~30 不到1 25~40

热效率

较低 较低

臭味

排烟中灰分

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