我國污水處理設備的總體狀況及選型技術要求
論文類型 | 其他 | 發表日期 | 2003-04-01 |
來源 | 中國水網 | ||
作者 | 佚名 | ||
關鍵詞 | 選型技術 | ||
摘要 | 本文在對國外發達國家污水處理設備發展過程分析的基礎上,提出了對我國污水處理設備目前的建設需求、設備制造及技術水平的總體狀況、設備分類、設備國產化的發展目標及實施步驟。并在此基礎上,對污水處理廠所使用的3種通用機械設備和11種專用機械設備的主要技術參數進行了描述和說明。 |
張大群
(天津市市政工程設計研究院 天津水工業工程設備有限公司)
摘 要:本文在對國外發達國家污水處理設備發展過程分析的基礎上,提出了對我國污水處理設備目前的建設需求、設備制造及技術水平的總體狀況、設備分類、設備國產化的發展目標及實施步驟。并在此基礎上,對污水處理廠所使用的3種通用機械設備和11種專用機械設備的主要技術參數進行了描述和說明。
1、我國污水處理設備目前發展的現狀與特點
1.1 前 言
經過近50年的發展,我國水工業設備學科已逐漸走向完善。污水處理機械設備有通用機械設備和專用機械設備兩大類,通用機械設備主要有泵類、閥類、風機類,專用機械設備是污水處理設備自身研制的重點,包括有攔污機械設備、除砂及刮泥設備、曝氣及攪拌設備、投藥及消毒設備、濃縮及脫水設備、氧化脫鹽設備、沼氣利用設備等。新型工藝如序批法等所用的專用機械和控制設備、污水再生利用設備、污泥后處置設備及固體廢棄物處理設備等。
近20年來,通過借、貸款項目一些國內的污水處理廠較多出現了不同國別的一些構造新穎、結構輕巧、節能低耗的新型先進設備,使污水處理設備行業的制造和研究者注意到它除了設備本身的機械功能齊全、運行可靠之外,還能充分符合新工藝的開發,滿足工藝高水準的要求,并能改變原工藝中一些邊界條件的限制。這些設備不僅從運動機理及機械結構上較同類設備有了一些質的變化,而且在一定意義上給工藝的創新與變革提供了可能和保證。
在新世紀之初,我國的環保治理、水工業處于快速發展的形勢與機遇,出于對高效設備的需求并同時又受到資金的限制,在原有水工業設備生產的基礎上,研制國內高水平的污水處理設備成為當務之急。如何利用這個契機將我國污水處理設備的水平提高到新的高度,這將是給水排水學者、水工業設備工作者和企業制造商所面臨的新機遇和新問題。
但是,也要清楚地看到,我們目前的污水處理設備與國外的差距大于水工藝與國外的差距;污水處理專用設備的理論研究、制造與國外的差距又大于通用設備與國外的差距,這將是我國水工業產業工作者所擔負的重任。所以,要提高我國污水處理產業化的水平,關鍵是要提高污水處理的裝備水平,特別是要提高污水處理專用機械設備的水平,這是我國水工業設備產業的當務之急。
1.2 國外水工業設備發展的過程與現狀簡述
在60年代末,世界各國的給排水工程建設的重點均放在城市供水,因此給排水機械設備的發展則以大型的城市給水工程及分散式的小型工業廢水處理為主,給排水機械設備以通用設備為主。由于對水質的要求也不是非常之高,儀器儀表也比較簡單。進入了70年代,為了適應工業化的發展和人民生活水平的提高,工業發達國家的供水普及率已相繼達到85~95%,人均生活用水量達到了200-300升/人·日。工業化的飛速發展,用水量的與日劇增,同時也帶來了嚴重的水質污染問題,它直接威脅到人民的生命健康和人類的發展生存。鑒于世界范圍內環境污染問題已成為全球性的戰略發展問題,引起了各國政符和人民的普遍關注。許多國家,特別是工業發達國家,對環境保護采取了一系列的重大措施,諸如建立環境保護管理機構、研究制定本國的,及至全球性的環境保護發展對策,制定法律、法規等,迫使政府及私人企業拿出一定的資金用以解決日益惡化的環境公害問題。給排水工程建設的重點逐漸轉向城市污水集中處理的方向發展,其規劃也越來越大,技術要求也越來越高,由此環保工業應運而生,水處理機械、儀器儀表作為環保設備的一大類,也得到了迅速地發展,自成體系,形成了專業化的生產體系。這種發達國家70年代末期的狀況與我國90年代中期經濟發展所帶來環境問題相類似。
70年代后期,水質凈化工藝以機械化為主,因此對給排水機械設備的技術水平要求不高,以人工操作運行管理為主。隨著人們知識的擴大,有關水質對人類及工業生產的影響不斷加深理解,以及能源危機和降低能耗、節省運行管理費用的要求,不可能獲得出水水質高而成本又低的統一效果。計算機技術的應用進入工業生產領域,也使得自動化的技術介入到發達國家的水處理工藝之中,自動化的前提是建立在機械并儀表自動化的基礎上,因此,這又推動了給排水機械設備、儀器儀表的技術發展。
進入80年代之后,環保產業得以飛速發展,規模也越來越大,年產值的遞增率也較其它機械加工制造行業快的多。例如:美國有600多家從環保業生產的公司,年產值平均遞增20%,比一般其他機械加工制造業快一倍多;日本有700余家從事環保產業的企業;西德有800多家公司;僅有800萬人口的瑞典,也有一百多家環保企業。環保產業正在成為西方發達國家的朝陽產業。
在80~90年代間,工業發達國家的從事給排水機械設備生產的企業主要可分為以下幾種類型:
1. 國際性跨國大公司:如法國威望迪水務公司;英國的巴華特水處理集團;美國的道爾一奧立佛公司;法國的德格雷蒙公司;瑞典的ITT飛力公司;荷蘭的DHV公司;日本的荏原公司等等,它們歷史悠久,實力雄厚,擁有眾多的專利,既能承包設計制造,又能提供全套的給排水處理設備。
2.大型國際壟斷企業的水處理設備制造子公司或分部。如西德的克魯格公司、泊沙灣公司和曼納斯曼公司,美國的愛米可公司、西屋電氣公司和道氏化學公司;日本的石川島播磨、三菱重工、月島、日立、久保田等,均可隨同成套石油、化工、礦山、冶煉、造船等設備附帶供應環保設備、也可單獨供應成套設備,但這些公司以供應污水處理的成套設備為主。
3.大量的中、小型企業。它們之中的英國的西蒙—哈特利公司;西德的里茨公司、ABS公司、KSB公司、琥珀公司;丹麥的HV-TURBO;日本的栗田、水道機工公司;芬蘭諾龐公司等,它們以生產單一的名牌產品為主,亦可通過與其他公司的相互協作提供成套設備。這些公司專業性強,技術先進,做生意機動靈活,也是一些有競爭能力的企業。
國外生產水處理機械設備的企業,大都擁有相當水平的研究、設計開發,安裝和監測的技術力量,注重產品的更新換代,特別是提高工作效率、降低能耗、減少故障幾率、延長使用壽命,使得設備性能不斷得到改進和更新,不時推出新型設備。
水處理儀器儀表的生產大多仍是由一些老牌的生產工業儀器儀表企業生產制造,如日本的橫河—北辰,英國的肯特公司,西德的西門子公司,德國的E+H公司等。
90年代以來,從發達國家的水處理機械設備、儀器儀表的發展過程來看,隨著人們對環境保護的意識加強,對水質的要求增高,水處理工藝快速向前發展,新型工藝和新的變法不斷推出,但就水處理機械設備而言,則朝著高效、節能、輕質高強、耐久性好,操作運轉靈活可靠,機電一體化的方向發展,并將高技術(如程序控制剛性反饋調節,微機管理等)也滲入到水處理機械制造及運轉當中不僅滿足工藝的要求,而且給工藝的創新和變革提供了新的可能和保證。水處理儀器儀表不僅包括了各種各樣的檢測、轉換、顯示、調節、執行等傳統部件。而且使水工業機械及儀表控制能達到了轉換程序控制、連鎖保護、信息轉輸、遙測遙控、數據處理、計算機控制以及自尋故障診斷,耐用性以及適應自動化控制的需要。特別是在關鍵階段,發達國家對水質法規、標準的制定與完善,不僅有效的控制了水環境的污染,而且使污水處理設備和儀器儀表向多品種、多元化和縱深發展,推動了污水處理設備的標準化、系列化、配套化。為大規模建造污水廠和向發展中國家輸出污水處理設備創造了前提的條件。
1.3 國內污水處理機械設備的現狀、分類及發展對策
1.3.1 國內污水處機械設備的建設投資需要
在未來幾年內,按國家計劃要求將在近400余個城市建設污水處理廠。至2005年在城市生活污水治理中要投入1800億元人民幣左右在治理城市污水處理上,其中僅污水處理設備就占總投資的28%~32%,約占投資的三分之一。由此可見,污水處理設備在總投資中占有相當的份額。
污水處理設備主要分為機械設備和電氣、自控設備,其中機械設備投資占污水處理設備投資的65%~70%。同時機械設備主要分為通用機械設備和專用機械設備兩種,其中通用機械設備投資占機械設備投資的35%~40%,專用機械設備投資占機械設備投資的60%~65%,因而,污水處理設備中的機械設備特別是專用機械設備占有重要的地位是建設需求的主體。
盡管目前我國的污水處理設備市場是有廣闊前景的,但污水處理設備在過去十幾年間主要還要依靠進口。分析了我國最近五年內已建成的30例污水廠,統計的12種主要工藝設備,分析了國內外設備的比例情況,其中國外設備占數量的64.5%,占設備總投資的73.5%,而國產設備僅占數量的35.5%,占設備總投資的26.5%,當然這與建設項目的資金來源緊密相關。但也由此可見,抓住新的投資機遇、新的融資方式、特別是BOT項目,研制開發出適合我國國情的污水處理新型裝備、加速設備的國產化勢在必行。
1.3.2 污水處理設備生產的一般性狀況
1.通用機械設備
我國水處理設備的生產已初具規模特別是在90年代中后期由國家經貿委、國家建設部對污水處理關鍵設備作重大科技術攻關并帶動污水處理裝備的發展以來,定型化、成套化、系列化有了一定進步,但是與國際先進水平相比仍存在著一定的差距,與我國污水處理工藝技術發展要求仍不能適應。
(1)水處理用風機:主要有離心鼓風機、羅茨鼓風機兩種,國內離心風機的開發和生產已取得很大的進展,開發了高速離心風機,采用了先進的三元流葉輪、可調節進風、出風口導葉,具有高效節能、流量可調節范圍大、結構較緊湊、噪聲偏低、可靠性高的特點。今后需繼續開發高效節能水處理專用風機,在完善型系列、提高自動化水平、降低噪音、降低成本等方面下功夫,特別應注重適應于可變工況運行的,適用中小型污水廠用的風機,如節能高效的單級高速離心風機等。發揮其效率高、價格合理、維護簡便的特點。
羅茨風機在水工業領域已有很長的應用歷史,在過去的一段時間內,因其噪音大、升壓低缺少水處理適用的規格等原因而使用率下降。自八十年代末開始我國對原有羅茨風機進行了重大技術改造,90年代中期由機械部組織的系列羅茨風機聯合設計圓滿完成,其結構先進,三化程度高,基本達到國外同類產品水平,特別是三葉、低噪音羅茨風機的研制成功。基本可滿足水工業用風機的技術要求。
國產羅茨風機今后尚需在降低噪音、提高效率、改善鑄造工藝、提高零件加工精度等方面努力縮小與國際先進水平的差距。
(2)水處理用閥門:主要包括蝶閥、閘閥、止回閥和閥門電動裝置等。閥門是水工業中使用數量大的一種設備,雖不十分復雜,但跑、冒、滴、漏現象在國產閥門中經常出現。多年來是水廠、污水廠運行和管理的老大難問題。為了改進國產閥門的技術性能,提高質量,從八十年代開始組織骨干企業先后引進了國外同類產品的設計、工藝等先進技術和加工設備,取得了較大進展。目前骨干企業已能按ISO國際標準、DIN德國標準、AWWA美國標準等設計制造各種閥門,部分廠家的產品達到了國際水平。雖然國內閥門行業的整體水平有了較大的提高,但普遍存在著外觀質量差距較大的問題,今后在改善鑄造工藝方面仍需加強技術改造。同時他需要注重對國際先進閘閥產品的引進消化吸收,改進國產閘閥材料消耗大,動作欠靈活,新型材料的替代使用較少等缺陷,并適應水工藝的新型要求在水工機理上提高一步,以趕上國際先進水平。
(3)水處理用水泵:主要包括單級單吸、單級雙吸、污水泵、螺桿泵、深井泵、無堵塞泵等。污水泵是污水處理廠關鍵設備之一,八十年代開始引進西德里茨公司技術生產潛水污水泵,引進KSB公司技術生產臥式和立式污水泵。以后,又連續開發生產的潛水離心泵、潛水軸流泵、潛水混流泵等,目前的使用量大。
國產的各型水泵,具備了較先進水平,可以基本滿足我國水工業的需要,但針對水工業的特點還應開發和提高水泵的效率和制造水平,如低揚程大流量的潛水污水泵、耐腐蝕深井泵、大功率潛水泵等等。針對國內水泵產品普遍外觀質量差的問題,應注重改進鑄造工藝、提高鑄件質量,改進外表面處理技術。針對首次無故障時間短的問題,提高整體制造精度、針對泄漏量大的問題,改進密封條件,針對效率偏低或不穩定情況,改善設備設計和工裝制工藝。
2.專用機械設備
水處理專用機械設備包括攔污機械、除砂及刮泥機械、曝氣及攪拌設備、濃縮脫水設備、加藥消毒設備、沼氣利用設備、氧化脫鹽設備、污水再生利用設備、污泥后處置設備等。
(1)攔污設備:主要是格柵清污機及附屬裝置。國產攔污設備經過十幾年的不斷開發,形成了型式多樣、規格繁多的局面,大致歸納為如下幾種類型:一種是在取水口使用的大型格柵,清污方式有鏈傳動齒耙式、移動式和旋轉濾網式。另一種是用于進、出水泵房的中等規格的格柵,清污方式有全回轉鏈條齒耙、鋼絲繩齒耙、伸縮臂式、移動式等。再一種類型為沉砂池前后的細格柵,有回轉式固液分離機和弧型細格柵、直型細格柵、階梯格柵、筒式格柵等。
國產的攔污設備近幾年有了很大的改進,在使用材質上用有不銹鋼的鏈條和柵條,延長了使用壽命;在清污傳動機構中普遍增加了安全保護措施,過扭矩的保護已從單純扭矩安全銷的方式發展到使用液壓控制保護裝置機械過扭及電子控制裝置;移動式清污機定位精度有了較大提高。
今后需要進一步作好攔污設備的系列化和標準化工作,進一步改善產品的防腐蝕性能,增加設備運轉的可靠性和提高設備的自動化水平,降低電耗等等。攔污設備中應注重附屬柵渣輸送、打包等設備的開發工作和格柵井臭氣防治的技術及裝備,減少二次污染,改善污水廠的環境。
(2)排泥排砂機械設備:是保證污水廠各種沉淀構筑物正常運轉的關鍵設備,其結構型式、運轉方式隨不同池型而異。經過國內設計和工程實踐的積累以及生產企業的不斷改進,按池型分為圓型和矩型兩大類,按排泥方式分為刮泥機和吸泥機兩種。圓型池按傳動方式有中心傳動和周邊傳動的區別,矩型池有桁架式和鏈條傳動、鋼絲繩傳動的不同。總之,國產的刮吸泥機隨著處理工藝的發展,產生了多種結構、多種排泥方式的一系列產品,基本能滿足工藝的需要。但與國際先進水平相比還存在一定的差距,主要體現在:材料消耗大、笨重;耐腐蝕性能差;動力消耗高;自動化程度低;系列化標準化程度底。今后應瞄準國外先進企業產品的標準,進行相應的改進,注意開發推廣中心傳動輕型排泥設備,研究排泥阻力和桁架剛性的計算問題,試驗采用輕質合金材料,開發矩型池用尼龍鏈條傳動的循環刮板式排泥機械,開發適合于工藝發展的單管式吸泥機械。在排砂機械中推廣旋流出砂機械及配套裝置,使之系列化和主機與輔機設備成套化。
(3)污泥處理設備:主要是用于污水處理廠污泥的濃縮與脫水機械。國內在近十年左右時間,帶式污泥脫水機的開發工作取得很大進展,其主要技術性能和使用性能已接近國外同類產品的水平,在濾帶糾偏裝置的開發中有的使用了光電子技術和液壓技術,具備了自己的特色。但國產濾帶質量與國外尚有一定差距,在使用防腐材質方面因價格限制還不理想,導致使用故障率較高,同時要改進外觀設計和設備表面處理工藝。
板框式壓濾機因動力消耗大,產量低在水廠中逐漸已不采用,在工業污水處理中使用量仍較大,目前已有塑料板框,預加壓脫水等新技術推廣使用。
當前國際上開發并推廣應用離心式污泥脫水機,因其占地面積小、產率高、自動化程序高,在處理廠使用比例逐漸擴大。近年來也發展了傳統的帶式濾機與機械濃縮設備聯合使用,而取消重力式濃縮池的新工藝。此項開發研制目前取得很大進展,一些離心濃縮及脫水設備正在國內積極開發和使用。特別是帶式濃縮與帶式脫水的一體化機、離心濃縮與離心脫水的一體化機和轉鼓濃縮與帶式脫水的一體化機都與國外先進國家的產品相比有一定差距。
(4)沼氣利用設備:包括沼氣發動機、沼氣鍋爐、沼氣凈化脫硫設備、余熱鍋爐等等,是回收污水廠的生物能源、減少污水處理能耗、降低運轉費用的關鍵裝備。在此方面我國進行的研究開發不多,也較少有專門的生產企業,當前使用的設備基本依賴進口,是水工業設備中的薄弱環節之一,應積極的扶持并予發展。
(5)曝氣攪拌設備:我國近年曝氣攪拌設備有了較快的發展,各種圓型、管型微孔曝氣頭都能制造,但關鍵材料橡膠膜還需進口;轉盤曝氣機制造也有較大改進,有的采用了塑料復合材料,產品精度提高,重量減輕,減少能耗,提高充氧能力,已接近國外水平。近年國外轉刷曝氣機又有新的改進,刷片由不銹鋼材料發展為塑料復合材料,抗疲勞破壞能力提高,自重減輕,從而減少了傳動軸的撓度,轉動軸自重減輕,降低能耗,提高了充氧效率。國產產品距此尚有差距。
(6)新型工藝的專用設備:隨著SBR新工藝的采用,新型工藝設備也引入國內,例如各種潷水器已得到廣泛采用。機械式潷水器,特別是旋轉式潷水器國內已大量生產,并得到推廣使用;但套筒式潷水器、虹吸式潷水器、自力式潷水器,具有運轉靈活,不需外加動力,運行可靠等優點,在國外已得到廣泛應用,目前國內已有引進設備,但國內生產制造和使用尚不廣泛,進一步有待發展。
(7)加藥、消毒設備:是保證處理水質衛生指標的關鍵裝備,特別是對水再生利用中更有其重要的意義。目前國產的加氯機、計量泵、臭氧發生器、次氯酸鈉發生器等,僅能滿足一般需要,其產品的檔次上與國際先進水平相比還有較大差距,國際上為了保證高質水所使用大容量臭氧發生器和二氧化氯發生器,國內尚屬空白。隨著加藥自動化的發展,要求與計算機聯機的耐腐蝕隔膜式計量泵有待抓緊研究開發,國產加氯機也面臨積極開發成高水平的水工業產品的問題。
(8)隨著污水再生利用的市場急驟擴大,水質標準逐步成熟、完善、水再生利用設備要求系列化、標準化也迫在眉捷。對膜技術、膜設備應用也越來越廣泛。微濾、超濾、電滲析、反滲透膜及相關技術的機械裝置的發展和需求急驟擴大。
(9)污泥后處置是未來幾年水處理設備增速快,需求量大的關鍵設備。其中輸送、翻轉、干燥、除臭機械及裝置是開發的重點。
1.3.3 專用機械分類(見表1及表2)
工藝單元 | 處 理 構 筑 物 | 處 理 設 備 | 配套設備 | ||
名 稱 | 型 式 | 類 別 | 名 稱 | ||
攔污 | 格柵間 | 粗格柵 | 格柵除污機 | 弧型格柵除污機、高鏈式格柵除污機、回轉式格柵除污機、鋼絲繩式格柵除污機、直立式格柵除污機、爬式格柵除污機、筒式格柵除污機、階梯式格柵除污機、移動式格柵除污機 | 皮帶輸送機、螺旋輸送機、螺旋壓榨機、液壓壓榨機、破碎機、打包機 |
濾網間 | 正面進水 側面進水 | 旋轉濾網 | 轉刷網篦式清污機 | ||
沉砂 | 平流式沉砂池 | 矩形 | 吸砂機 | 行車式氣提吸砂機、行車式泵吸除砂機、旋流式除砂機 | 砂水分離器洗砂裝置 |
刮砂機 | 鏈板式刮砂機、鏈斗式刮砂機、行車式刮砂機、提耙式刮砂機、懸掛式中心傳動刮砂機 | ||||
初次 沉淀 | 初次沉淀池 | 平流 | 平流式刮泥機 | 行車式刮泥機、鏈板式刮泥機 | |
輻流 | 輻流式刮泥機 | 中心傳動刮泥機、周邊傳動刮泥機、方形池掃角刮機 | |||
二次 沉淀 | 二次沉淀池 | 平流 | 平流式吸泥機 | 行車式吸泥機(虹吸式、泵吸式) | 回流污泥 螺旋泵 |
平流式刮泥機 | 行車式刮泥機、鏈板式刮泥機 | ||||
輻流 | 輻流式吸泥機 | 中心傳動吸泥機、(虹吸式、泵吸式、水位差式)、周邊傳動吸泥機、(虹吸式、泵吸式、水位差式) | |||
輻流式刮泥機 | 中心傳動刮泥機、周邊傳動刮泥機 | ||||
生物 處理 | 曝氣池 | 鼓風曝氣器 | 微孔曝氣器 | 盤式曝氣器、球式曝氣器、鐘罩式曝氣器、平板式曝氣器、軟管式曝氣器 | 空除塵裝置、清洗裝置 |
表面曝氣 | 立軸式表面曝氣機 | 泵型葉輪表面曝氣機、倒傘型葉輪表面曝氣機 | |||
臥軸式表面曝氣機 | 轉刷曝氣機、轉碟(盤)曝氣機 | ||||
水上曝氣 | 水下曝氣設備 | 泵吸式曝氣機、自吸式射流曝氣機、供氣式射流曝氣機、自吸式螺旋曝氣機 | |||
水下攪拌 | 水下攪拌機 | 潛水攪拌機 | |||
氧化溝 | 表面曝氣 | 立軸式表面曝氣機 | 倒傘形表面曝氣機、泵形葉輪表面曝氣機 | ||
臥軸式表面曝氣機 | 轉碟(盤)曝氣機、轉刷曝氣機 | ||||
SBR反應池 | 矩形 | 潷水器 | 旋轉式潷水器、虹吸式潷水器、套筒式潷水器 |
工藝單元 | 處 理 構 筑 物 | 處 理 設 備 | 配套設備 | ||
名 稱 | 型 式 | 類 別 | 名 稱 | ||
污泥濃縮 | 污泥濃縮池 | 方形、圓形 | 濃縮刮泥機 | 中心傳動濃縮刮泥機、周邊傳動濃縮刮泥機 | |
污泥濃縮池 | 旋轉濾網 | 帶式濃縮刮泥機、臥式螺旋離心濃縮機 | |||
污泥脫水 | 污泥脫水間 | 厭氧 | 壓濾機 | 帶式壓濾機、板框壓濾機、廂式壓濾機 | 加藥裝置、空壓機、清洗泵、污泥泵(螺桿泵)、污泥輸送設備 |
離心脫水機 | 臥式螺旋離心脫水機 | ||||
消化池攪拌設備 | 機械攪拌設備、沼氣攪拌設備、污泥循環攪拌設備、 | ||||
消化池熱交換設備 | 板式熱交換設備、管式熱交換設備、螺旋式熱交換設備 | ||||
污泥控制間 沼氣壓縮機房 沼氣發電機房 | 沼氣利用設備 | 沼氣凈化脫硫設備、沼氣壓縮機、沼氣發電機、沼氣發動機、沼氣鍋爐、沼氣貯氣設備、沼氣燃燒器 |
1.3.4 污水處理設備近期發展的目標和實施重點
1. 城市污水處理廠成套設備國產化的目標
發揮國內各有關部門和行業的優勢,引進國外相關的先進技術,建立起完善的城市污水處理廠成套設備、科研、開發、設計、制造、銷售和服務產業體系,形成一批具有綜合優勢和較強市場競爭能力的專業化企業集團,通過機制的改革,促進污水處理設備產業的發展,使我國城市污水處理廠成套設備制造業達到國際90年代的水平,滿足國內需求,同時能以工程總承包和設備成套供貨方式占領部分國際市場。
目標的第一個階段,利用3~5年的時間,首先在通用設備中有污水泵類、閥門類、風機類以及電氣設備等國產化率達到85%;在專用機械設備中攔污機械設備、除砂撇渣機械設備、沉淀池刮泥吸泥機械設備、曝氣攪拌機械設備、濃縮脫水設備、污泥消化及沼氣利用設備、加藥消毒設備以及儀表自控設備國產化率達到70%以上。
目標的第二階段,利5~8年的時間,在通用機械和電氣設備方面基本實現國產化,在專用設備和儀表自控方面國產化率達到90%。
污水處理廠成套設備國產化率在第一階段應達到75%,第二階段應達到90%以上,并達到國際90年代的技術水平。
2. 城市污水處理廠成套設備國產化的實施步驟
(1)城市污水處理廠成套設備國產化是一個系統工程,成套設備內容較多,需要有計劃有步驟地進行。首先在政府有關部門的指導下,制定城市污水處理廠成套設備國產化的實施方案,在此指導下,實現污水處理成套設備國產化工作。城市污水處理廠成套設備國產化要適應社會主義市場經濟的要求,打破行業、部門壟斷,引進市場競爭機制,通過市場競爭形成城市污水處理廠成套設備的企業集團。城市污水處理廠成套設備國產化不能搞低水平的重復,要具備市場競爭力;同時要在適當引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上,進行合理布局,調動全國的力量,配套協作,避免搞大而全、小而全或重復建設等缺乏競爭力的企業;要使城市污水處理廠成套設備生產企業既有分工,又有競爭。
(2)城市污水處理廠成套設備國產化要抓住重點,在城市污水處理廠設備中,專用機械設備和儀表自控設備是實現國產化的重點。這是污水處理廠有效運行的保證,是實現城市污水處理廠成套設備國產化的一個重要環節。
(3)城市污水處理廠成套設備國產化要有統一的技術標準,要建立起適應我國城市污水處理水質、工藝和規模相配套的標準化系統,加速水處理設備標準的制定和實施。各項技術指標的制定,既要適應我國的實際情況,同時還要與國際標準接軌。
3. 城市污水處理廠機械設備國產化實施的重點
(1)城市污水處理廠成套設備國產化,首先應在專用機械設備方面實現國產化,國產化設備應適應1~25萬立方米/日的污水處理廠的設備需求,特別是規模在3~10萬噸/日污水處理廠的設備。國產化的重點首先是:
1)SBR工藝的多種形式潷水機械:旋轉式潷水器;虹吸式潷水器;套筒式潷水器;自力閥式潷水器;肘形浮箱式潷水器。
2)階梯式及轉鼓式細格柵機械及相連的螺旋輸送及壓榨裝置。
3)旋流式出砂機械及相配套的吸砂、洗砂、排砂裝置。
4)新型塑鋼及新型復合材料的水平轉刷及轉盤曝氣機械。
5)濃縮脫水的一體化機械:帶式濃縮與帶式脫水的一體化機;帶式濃縮與離心脫水的一體化機;轉鼓濃縮與帶式脫水的一體化機。
6)大中型輕型結構幅流式沉淀池中心及周邊傳動刮泥及吸泥機。
7)用于污水再生利用的膜加工設備及配套的一體化機械裝置。
8)污泥后處置的翻轉、干燥、發酵機械。
4. 城市污水處理成套設備國產化實施中注意的問題
(1)建立國家宏觀引導機制。動員國內各有關部門的力量共同參與。組建新型機制的大型企業集團,進行專業化、成套化生產。由于城市污水處理廠成套設備的專業性較強,不宜分散資金和技術力量,要通過合理的規劃和分工,進行專業化和成套化生產,在市場運作機制下,使企業能夠形成規模,同時具備開發、設計、制造售后服務和進一步開發的循環式專業企業,宜通過招標在全國重點扶持8~12家生產企業,要既有分工,又有競爭。
(2)建立靈活、高效的新機制的水工業工程設備企業公司,以吸收國外先進技術為主并具有自主開發的生產機制。利用集資、融資的能力和高科技的手段,參與國內污水處理設備的招標競爭。可加速引進國外先進技術和設備國產化的進程。力爭在3~5年內,使國內形成10~15家這樣新型企業集團,亦可打入國際市場。
(3)環保與污水設備的服務產業極具開發潛力,選擇一批有技術開發能力的企業集團,經過有關部門進行評估和審批后,通過招標等競爭形式,尋求中外合資和合作廣商,通過設立中外合資企業或中外合作生產,引進、消化、吸收國外的先進技術。對有些關鍵技術,也可通過技術轉讓、技貿結合等方式引進。作好中介服務。達到高附加值。
(4)為城市污水處理廠成套設備國產化建立規范化的市場。建立并強制推行城市污水處理廠成套設備招投標體系,形成全國性的市場;在按基建程序審批、評估項目中,要對城市污水處理項目確定使用設備的國產化比率,進行分析和評估。要充分發揮專家作用,專家在評標中起主導作用。
(5)建立國家資金投入體系,以市場經濟體制推動城市污水處理項目的建設。國家要對重點企業集團提供一定的政策和稅收支持,列入開發計劃,并給予環保產業和高科技產業的優惠政策;對城市污水處理設施的建設安排一定的貼息貸款資金,以設備信貸的方式,扶持城市污水處理設施的建設;同時以市場經濟機制來推動城市污水處理項目的建設,處理好政府、項目法人和生產企業的關系,處理好項目建設、設備國產化、投資政策和投資體制的問題。
2、污水處理廠主要設備選型的技術要求
2.1 通用機械設備
2.1.1 污水泵
1、AS、AV系列潛水排污泵
該泵采用大通道抗堵塞水力部件設計,能有效地通過直徑25~80mm的固體顆粒,抗堵塞、纏繞能力強,使用可靠。
可適用于住宅區的污水排水,城市污水處理廠的給排水系統。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等
性能范圍:
流量Q 可達145m3/h
揚程H 可達25m
2、WQ系列潛水排污泵
WQ系列潛水排污泵采用大通道抗堵塞水力部件的設計,能有效通過直徑50~125mn的固體顆粒。可提供兩種安裝方式——導軌式和支架式,安裝操作方便,并可大大簡化土建結構,工程費用可節約40%。適用于市政及住宅區的污水排放。使用范圍及使用條件pH:5~9,泵出口直徑100~500mm。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等
性能范圍:
流量Q 可達3900m3/h;
揚程H 可達52m;
工作溫度T ≤60℃
3、RCP潛水污泥泵
RCP潛水軸流泵是專門為污水處理廠的回流污泥輸送而設計的專用泵,特別是脫氮/硝化的工藝過程。和一般慣用的軸流泵比較,回流污泥泵不需要有構件放在池中。只需將泵沿導管慢慢放下,即可自動安裝在輸送管上。主要用于大流量、0.1到0.8m低揚程的活性污泥法工藝污水處理廠回流污泥輸送。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等。
性能范圍:
流量Q 達2000m3/h
揚程H 可達1m
4、B型潛水砂漿泵
B型泵設有多葉片/開放或半開放式流道的葉輪,有幾種不同材質供選用,它設計用于處理含高磨損物質的介質,如粘土、沙石、鉆探泥漿等。在給排水工程中,是曝氣沉砂池排砂泵最為理想的選擇。
B型泵有三種泵型可供選擇,分為普通型、防爆型和高腐蝕性介質型。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等。
性能范圍:
流量Q 可達300L/s
揚程H 可達190m
5、P型潛水軸流泵
p型泵適用于低揚程,特大流量的場合,可廣泛應用于城市給排水。尤其適用于污水處理廠回流污泥和污水。螺旋槳式葉輪采用后掠角式設計,不易阻塞。分為4600和7000兩個系列。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等。
性能范圍:
流量Q 可達1500L/s(5500L/s);
揚程H 可達1.8m(14m)。
6、WS系列污水泵
WS系列污水泵是為適應環保產業的發展而研制的。最大可以滿足100×104m3/d城市污水處理廠的需要,可以輸送泥漿、糞便等介質,還可適用于作循環水泵、給排水泵及其它用途。大流道葉輪、無堵塞、防纏繞性能好,能順利通過固體顆粒直徑達250mm,纖維長度達1500mm的液體。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等
性能范圍:
流量Q 100~25000m3/h;
揚程H 3~55m。
7、MF、MN型污水泵(臥式/立式)
MF、MN型污水泵。專門用于抽取污水、符合運轉時無阻塞要求,保證含顆粒和纖維物質的污水正常通過。主要用于污水泵站和污水處理廠輸送城市或工業污水。出口直徑75~1150mm,轉速290~1470r/min。
防護等級:IP68
絕緣等級:F
報警:泄漏等
性能范圍:
流量Q 51~1170m3/h
揚程H 3.1~58m
工作溫度T 可達80℃
8、螺桿泵
螺桿泵是一種容積式泵,主要工作部件由定子和轉子組成。
可用于輸送單一的或多種介質的流體,包括中性或腐蝕性的、潔凈或磨蝕性的、含氣或易產生氣泡的、高粘度或低粘度的以及含有纖維物或固體顆粒的液體。
設有干磨運行保護裝置。
流量Q: 50L/h~500m3/h
壓力: 0~4.8Mpa
吸上真空度: 8.5m
流量調節: ≤1%
2.1.2 鼓風機
2.1.2.1 三葉式羅茨鼓風機
三葉式羅茨鼓風機是定容性鼓風機。不僅具備普通羅茨風機優點,同時由于采用三葉轉子,所以效率高,氣流脈動小,運轉平穩,降低噪聲。
三葉式羅茨鼓風機適用于污水處理的鼓風曝氣。
壓力: 0~0.MPa
排風口徑:40~300mm
風量: 0.4~90m3/min
2.1.2.2 離心鼓風機
1、高效節能單級離心式鼓風機
高效單級離心式鼓風機,由于體積小、重量輕、效率高、性能調節范圍廣、自動化水平高等特點,已取代了多級離心式鼓風機,開始普遍應用。配有導葉調節器和有葉擴壓器,使單級離心式鼓風機整機效率可達82%以上,加裝整體消音器后,實際噪聲低于85dB(A),成為目前最理想的產品。
2、污水處理用GM型鼓風機
該機采用三元半開式混流型葉輪,出口壓力可達到1.5~2kg/cm2。該機采用進口導葉或蝶閥調節,機組效率曲線平坦,即使在非設計情況下運轉也能取得良好的節能效果。
由于充分靈活地運用了多年實踐所積累出來的專利技術,運轉特性好,可靠性能高。
采用單級組裝式整體結構,占地面積小,重量輕,安裝方便。它比一般離心葉輪外徑小30%~40%故轉子GD2小,一般鼠籠式電機即可滿足要求,易起動。
它可用于城市污水曝氣。
2.1.3 閘閥
2.1.3.1 多功能閥
YQ20006-10Q、16Q多功能活塞式水泵控制閥
本閥可用于給排水、消防、污水處理廠的泵出口管網上,用來控制水泵的開啟、關閉及突然停電緩閉等各種工況的需要,實現遙控控制,來取代各類電動閘閥、電動蝶閥、緩閉止回閥等多種用途,實現一閥多用和自動控制。
技術性能:
1.實現零流量啟動水泵,可保證離心水泵的最小起動軸功率。
2.實現全開啟動水泵,可保證軸流泵和最小起動軸功率。
3.先緩閉關閥斷流后停泵,減少管網中介質流速變化梯度,削弱甚至避免水錘的危害。
4.可調節閥瓣開啟高度、控制流量。
5.節能、半直線、寬閥腔、直流式閥體,取消閥瓣上側彈簧和下側導向機構增設上導流板,流阻少于同類閥門的30~50%。寬閥腔提高了抗氣蝕性能。
公稱通徑:DN40~DN1200(1.0MPa~1.6Mpa)
2.1.3.2 手動/電動閘閥
1、Z45X—10Q/16Q雙斜面彈性密封閘閥
適用于介質溫度-10℃~100℃,公稱壓力為1.0MPa,1.6Mpa的介質為水、油的管道上,作為截流設備,不受介質流向的影響。
● 獨特的雙斜面密封。
● 優質的防腐性能。
● 閥體、閥蓋內外采用靜電噴涂工藝。
● 閥桿、閥桿螺母采用不受水腐蝕的不銹鋼或銅材料。
公稱通徑:DN40~DN1200(1.0MPa)
DN40~DN450(1.6MPa)
2、Z45X—10Q/16Q傘齒輪傳動閘閥
適用于介質溫度-10℃~100℃,公稱壓力為1.0MPa,1.6Mpa的介質為水、油的管道上,作為截流設備,不受介質流向的影響。
● 獨特的雙斜面密封。
● 優質的防腐性能。
● 閥體、閥蓋內外采用靜電噴涂工藝。
● 閥桿、閥桿螺母采用不受水腐蝕的不銹鋼或銅材料。
● 傘齒輪傳動,可降低操作負荷,并可改變受力方向。
公稱通徑:DN300~DN1200(1.0Mpa/1.6MPa)。
3、Z44T-10 閘閥
平行式雙閥板閘閥適用于給排水和蒸氣管道系統,作為截流節流設備使用。密封材料為鑄黃銅。傳動型式可手動或電動。
公稱通徑:DN50~DN400
4、SZ45T-6/10 暗桿楔式閘閥
暗桿楔式單板閘閥適用于給排水、供熱和蒸氣管道系統,作為截流節流設備使用。密封材料為鑄黃銅。傳動型式可手動或電動。
公稱通徑:DN75~DN700。
5、刀閘閥
刀閘閥設計有O-型和V-型流體通道,閥板具有切斷功能。廣泛用于市政、造紙、電力、化工、礦山等各工業領域,處理液體、纖維、泥漿、灰渣、顆粒等介質。
公稱通徑:DN80~DN800。
根據需要,可靈活選用各類手動、氣動、液動、電動等執行機構。
6、Z45X—10Q/16Q電動閘閥
適用于介質溫度-10℃~100℃,公稱壓力為1.0MPa,1.6Mpa的介質為水、油的管道上,作為截流設備,不受介質流向的影響。
● 獨特的雙斜面密封。
● 優質的防腐性能。
● 閥體、閥蓋內外采用靜電噴涂工藝。
● 閥桿、閥桿螺母采用不受水腐蝕的不銹鋼或銅材料。
● 傘齒輪傳動,可降低操作負荷,并可改變受力方向。
● 電動頭傳動閥門的開啟與關閉靈活。
公稱通徑:DN100~DN1200(1.0Mpa/1.6MPa)。
7、Z948T-10 電動閘閥
暗桿平行式雙閘板閘閥,適用于介質水,作截流使用。密封材料鑄黃銅。
公稱通徑:DN500~DN1400。
8、PW744X-10Z大流量角式排污閥
用于排除各種水池和各類開、閉式容器的污物,可廣泛應用于各類水廠及工礦企業排污之用,介質溫度≤80℃。
公稱通徑:DN100~DN300
2.1.3.3 蝶閥
供給排水管路上,作為調節、截流和緩閉設備使用。
按不同的工況條件選用(壓力、流量、輸送介質、溫度、安裝條件等)。蝶閥分類見表1。
手動 | 直接搬動 | 結 構 | 長 結 構 | 對夾式 | 密 封 | 軟 密 封 | 密 封 型 式 | 對中 |
絲杠螺母傳動 | ||||||||
蝸輪蝸桿傳動 | 法蘭式 | 單偏心 | ||||||
傘齒輪傳動 | ||||||||
電動 | 齒輪、蝸輪、減速 | 短 結構 | 對夾式 | 硬 密 封 | 雙偏心 | |||
氣動 | 氣缸 | 法蘭式 | 三偏心 |
2.1.3.4止回閥
1、H44J-6型旋啟式襯膠止回閥
規格DN:25~300mm
適用于:一般腐蝕性流體
2、DH71X-10C/P對夾式蝶型止回閥
DH71X-10C/P對夾式蝶型止回閥,系消化吸收國外先進技術研制開發的產品,適用于水道系統作單向閥使用。
規格DN:50~800 mm
公稱壓力:1.0 MPa
3、HH44X-10型微阻緩閉止回閥
安裝在給排水管道加壓水泵的出口處,以防止關閘或停泵時管路中壓力水倒流消除破壞性水錘,保障管道安全運行。
規格DN:100~600mm
4、HX47T-10斜密封座緩沖止回閥
由于緩沖裝置(避震缸)在管路內,利用介質進行緩沖件減震,從而達到消除或減少水錘,保護管路和防止泵倒轉作用。
規格DN:300~1000mm
2.1.3.5 閘 門
1、ZMQF/Y型鑄鐵方、圓閘門
該產品廣泛用于清水和污水中,最大水頭≤10m的管道口,交匯窯井、沉沙池、沉淀池、引水渠、泵站進水口和清水井等處,以實現流量和液面控制。
規格:
方閘門:1200×1200~2200×2200
圓閘門:Ø1200~Ø2200
2、SMC系列鑄鐵閘門配套啟閉機
設計先進、結構合理,采用大容量觸點開關,具有開度指示、斷相保護、自動相序校正、過載保護、信號遠傳等功能。有SMC-04、SMC-03、SMC-00、SMC0、SMC1、SMC2、SMC3等多種型號可供選擇。
2.2 專用機械設備
2.2.1 攔污機械設備
格柵除污機的分類
其分類詳見表1。
當不分設粗、細格柵時,可選用較小的柵條間距,見表2。
不同類型格柵除污機的使用范圍、優缺點的比較見表3。
前清時 (前置式) | 按安格柵形式分 | 弧形格柵 | ||
平板格柵 | 傾斜式 | |||
垂直式 | ||||
按齒耙傳動形式分 | 臂式 | 伸縮式 | ||
旋回式 | ||||
擺臂 | ||||
鏈式 | 濕式回轉鏈 | |||
干式回轉鏈 | 爬式 | |||
高鏈式 | ||||
鋼絲繩 索 式 | 二索式 | |||
三索式 | ||||
四索式 | ||||
液 壓 | ||||
按除污機安裝形式分 | 固定式 | |||
移動式 | 懸掛式 | |||
移動式 | ||||
按齒耙功能分 | 除草耙 | |||
除污耙 | ||||
除漂木 | ||||
后清時(后置式) | ||||
自清式 | 自清洗連續帶式(回轉式固液分離機) | |||
網篦式 | ||||
鼓柵(細柵過濾器) | ||||
階梯式 |
水 泵 口 徑 (mm) | 柵 條 的 間 距 (mm) |
<200 | 15~20 |
200~450 | 20~40 |
500~900 | 40~50 |
1000~3500 | 50~75 |
類 型 | 適 用 范 圍 | 優 點 | 缺 點 |
鋼絲繩牽引式格柵除污機 | 固定式適于中小型格柵,深度范圍廣,移動式適于寬大格柵 | 1.適用范圍廣泛 2.無水下固定部件的設備,維修檢修方便 | 1.鋼絲繩易腐蝕,宜采用不銹鋼絲繩 2.有水下固定部件的設備,維護檢修需停水 |
鏈條式格柵除污機 | 深度不大的中小型格柵 | 1.構造簡單,制造方便 2.占地面積小 | 1雜物有時會卡住鏈條和鏈輪 2.套筒滾子鏈造價高,耐腐蝕差 |
自清式格柵除污機 | 深度較淺的中小型格柵,適于作二道格柵 | 1.安裝方便,占地小 2.動作可靠、容易檢修 | 1.不能承受重大污物沖擊 |
圓圍回轉式格柵除污機 | 深度較淺的中小型格柵 | 1.構造簡單,制造方便 2.動作可靠、容易檢修 | 1.配置圓弧形格柵,制造較難 2.占地面積較大 |
移動伸縮臂格柵除污機 | 中等深度的寬大格柵現有耙斗適于污水除污 | 1.不清污時設備全部在水面上維護檢修方便 2.鋼絲繩在水面上運行,壽命長 | 1.需三套電動機,減速器,構造較復雜 2.移動式,耙齒與柵條間隙的對位較困難. |
2.2.1.1 回轉式固液分離機
回轉式固液分離機,可連續自動清除污水中細小的毛發、纖維及各種懸浮物。適用于城市污水作攔污設備。該設備由電動減速機驅動,牽引不銹鋼鏈條上設置的多排工程塑料或不銹鋼齒片和柵條,將漂浮污物送上平臺上方,然后齒片與柵條旋過程中自行將污物擠落或刷落,屬自清式清污機一類。
2.2.1.2 階梯式格柵除污機
階梯式機械格柵系通過偏心旋轉來移動齒耙,使齒耙由下至上,由后至前的曲線運動。把污物由移動齒耙逐級從水中推至污物出口處。除污機的動力機械均設置在水面以上方便維修,格柵的間隙準確、可調適用于各種不同形式水位條件。格柵寬度500~3000mm,槽深不大于3mm。安裝角度50°~60°。
2.2.1.3 轉鼓式格柵除污機
轉鼓式格柵除污機適用于給水凈化廠(水廠取水口)及城市和工業污水進行機械方式的分離過濾,由于采用楔形過濾網柵攔,其分離過濾的效率比柵攔式要高,甚至可以把纖維和毛發分離出來,柵距為0.25~14mm,細柵直徑為60O~3000mm,是替代常見的垂直格柵,回轉分離篩的新型清污機。轉鼓直徑600~3000mm。
2.2.1.4 鏈式旋轉格柵除污機
鏈式旋轉格柵除污機為多耙式鏈條牽引、連續旋轉循環式工作。水下部分及格柵采用不銹鋼,水上部分為鋁合金或鍍鋅鋼。
格柵寬度:800~3000mm;安裝角度60°~80°。
2.2.1.5 弧形格柵除污機
弧形格柵除污機適用于中小型污水處理廠或泵站水位較淺的水槽。攔截和清除較小的垃圾及漂浮物。
弧形格柵除污機由圓弧形格柵、轉動齒耙和驅動機構組成。其轉動齒耙為全回轉形式,結構簡單,運行可靠。格柵間距5~30mm,圓弧半徑300~2000mm。
2.2.1.6 鋼絲繩式格刪除污機
鋼絲繩式格柵除污機為鋼絲繩牽引式除污裝置。
適用于污水廠、泵站,攔截污水中漂浮物,保證水泵和后續處理工序安全運行。
格柵寬度:1000~3000mm;安裝角度75°~90°。
2.2.2. 排砂排泥設備
2.2.2.1 除砂設備
除砂設備一覽表見表4。
除砂設備一覽表 表4
池型 | 集砂方式 | 設備名稱 | 池型 | 集砂方式 | 設備名稱 |
平流式 | 刮砂 | 行車提板刮砂機 鏈斗式刮輸砂機、鏈板式刮輸砂機(A、B) 螺旋式刮輸砂機 | 旋流 | 吸(刮) | 鐘式沉砂設備 |
其他 | 刮 | ||||
其余輸砂脫水設備 | 步進式輸砂脫水機 無/有軸螺旋砂水分離器 旋流器 | ||||
吸砂 | 行車泵吸式吸砂機 行車雙溝式吸砂機 | ||||
1、旋流沉砂設備
旋沉砂設備,占地面積小,沉砂效果好。
砂的提升方式有“氣提”和“泵提”兩種。
2、行車提板式刮砂機
平流沉砂池在水處理中為常用構筑物,用以處理水中的懸浮砂粒及分離水中的油脂。池寬4~12m。
2.2.2.2 排泥機械
排泥設備分類見表5。
排 泥 設 備 一 覽 表 表5
池型 | 排泥形式 | 設備名稱 | ||||
平流式 | 行車式 | 吸泥機 | 泵/虹吸 | 多吸管 | ||
單吸管掃描 | ||||||
虹吸行車吸泥機,泵吸式吸泥機 | ||||||
刮泥機 | 抬耙式刮泥機 | |||||
提板式刮泥機 | ||||||
鏈板時 | 單列鏈牽引式刮泥機 | |||||
雙列鏈牽引式刮泥機 | ||||||
螺旋輸送式 | 水平螺旋輸送式刮泥機 | |||||
輻流式 | 中心傳動 | 垂架式 懸掛式 | 吸泥機 | 多吸管水位差自吸式吸泥機 | ||
單管多吸口水位差自吸式吸泥機 | ||||||
輻流式 | 中心傳動 | 垂架式 | 刮泥機 | 曲線型刮板刮泥機 | ||
直線型刮板刮泥機 | ||||||
懸掛式 | 曲線型刮板刮泥機 | |||||
直線型刮板刮泥機 | ||||||
周邊傳動 (全/半橋) | 刮泥機 | 曲線型刮板刮泥機 | ||||
直線型刮板刮泥機 | ||||||
吸泥機 | 帶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 | 刮泥機 | 鋼絲繩牽引式刮泥機 | ||||
銷齒傳動掃角式刮泥機 | ||||||
吸泥機 | 泵吸式吸泥機 | |||||
虹吸式吸泥機 | ||||||
加速澄清池 | 刮泥機 | 銷齒傳動刮泥機 |
1、泵吸式吸泥機
泵吸式吸泥機為行車式吸泥裝置。適用于平流式沉淀池排泥。跨度8~20m。
2、虹吸式吸泥機(為行車式吸泥裝置)
虹吸式吸泥機適用于污水處理廠矩形二次沉淀池的吸泥。水體中懸浮物的含量應低于5000mg/L,固體重量不大于2.5mg/粒。跨度8~20m。
3、螺旋輸送機
螺旋輸送機適用于各種松散物料的輸送及脫水后的污泥輸送。
4、無軸螺旋輸送機
螺旋輸送機適用于各種松散物料的輸送及脫水后的污泥輸送。
5、帶集泥板多管水位差自吸式吸泥機(全/半橋)
帶集泥板多管水位差自吸式吸泥機用于污水處理廠圓型二沉池,將沉降在池底上的污泥刮集至一組沿半徑方向布置的吸泥管管口,再通過中心排泥管排出,以便污泥回流或濃縮脫水,此外,還可以撇出液面浮渣。適用池徑18~40mm。
6、大(小)扁嘴多管水位差自吸式吸泥機
大(小)扁嘴多管水位差自吸式吸泥機兩種機型適用于大中型輻流式二次沉淀池的機械排泥。適用池徑20~100m。
7、周邊進水、周邊出水二沉池用單管式吸泥機
周進周出二沉池池底坡度為1/150,與之配套的單管吸泥機有以下特點:
(1)獨特的吸泥管系統對沉淀池水下攪動最小,提高沉淀效率。
(2)符合池底污泥水力分布特征的排泥管設計,可使二沉池排泥濃度提高20%~30%。使曝氣池更容易實現較高的混合液濃度。
(3)由于沉降污泥的提高,從而明顯減少各種污泥泵的功耗,降低運行用電費用。
(4)由于排放剩余污泥濃度的提高,大大降低污泥脫水所需藥劑費用。
(5)單吸管吸泥池內排泥均衡,無死泥區,污泥直接排出,使污泥在沉淀池內停留時間減少,有效的防止了污泥厭氧釋磷和污泥硝化膨脹上浮,同時顯著提高了污泥的生物活性及生物反應效率,從而可有效的控制泥面高度成為可能。
(6)單吸管均經電腦設計,可確保合比例的吸泥和最佳的水頭損失特性。
(7)要求驅動機構:運行平穩,安全可靠,驅動功率小,使用壽命入長。
2.2.3 曝氣機械與攪拌機械
2.2.3.1 曝氣機械
常用曝氣機械性能比較見表6
常用曝氣機械性能比較 表6
類 型 | 名 稱 | 直徑 D(mm) | 浸沉深度 h(mm) | 外緣線速 V(m/s) | 動力效率 (kgO2/kWh) | 氧利用率 (%) |
水平推流型 | 曝氣機械 | 轉刷曝氣機械 | 350~1000 | (1/3~1/4)D | 1.8~2.8 | |
轉盤曝氣機械 | 1400 | 500 | 1.8~2.7 | |||
垂直提升型 曝氣機械 | 泵型葉輪曝氣機械 | 700~1800 | 40 | 4.5~5 | 2.39~3.38 | |
倒傘型葉輪曝氣機械 | 300~3600 | 10~15 | 4~5 | 2.13~2.44 | ||
浮筒型葉輪曝氣機械 | 650 | 20~25 | 1.5~1.85 | |||
潛水鼓風型曝氣機械 | 1150~3000 | 1.85~2.4 | ||||
微孔曝氣器 | 橡膠膜片式 | 192~230 | 5000 | ≥5.0 | ≥23 | |
剛玉、半剛玉式 | 142~230 | 5000 | ≥6.0 | ≥23 | ||
鈦質型 | 178~200 | 5000 | ≥5.5 | ≥23 | ||
增強PVC軟管式 | 65 | 5000 | ≥4.0 | ≥17 | ||
旋混式曝氣器 | 230×230×250 | 5000 | 4.5 | ≥17 | ||
散流式曝氣器 | 600 | 4500 | 2.4 | ≥17 | ||
兩用曝氣器 | 噴嘴800~2800 | 3500 | 4.0~5.0 | 15~17 | ||
動態曝氣器 | 135~185 | 4400 | 1.5 | 14 |
1、微孔曝氣器
增強PVC軟管式,壽命>5年微氣泡2~4mm,動力效果≥4.0kgO2/kwh
2、轉盤曝氣機
轉盤式曝氣機適用于各種類型的氧化溝進行曝氣充氧、并起混合推流作用。用于氧化溝的溝寬為1~11m。
3、轉刷曝氣機
轉刷曝氣機為水平推流式表面曝氣機械,適用于城市生活污水和工業廢水處理的氧化溝工藝中,可進行充氧、混合及推進。
4、泵型葉輪表面曝氣機
用于曝氣池的表面曝氣,葉輪直徑760~1000mm。
2.2.3.2 攪拌設備
攪拌器形式詳見表7。
攪拌器的基本形式 表7
攪 拌 器 形 式 | 葉 片 型 式 | |
推進攪拌 | 潛水攪拌機 | 二葉或三葉 |
混 合 攪 拌 | A型漿式 | A1直葉 |
A2折葉 | ||
B型開啟渦輪式 | B1直葉 | |
B2折葉 | ||
C型圓盤渦輪式 | C1直葉 | |
C2折葉 | ||
D型推進式 | 三 葉 |
1、潛水攪拌機
適用于對污水處理廠和工業流程中產生的含有懸浮物的污水、稀泥漿等進行攪拌或推進的潛水攪拌機。最大潛沒深度10m。
潛水攪拌機:小型污水、污泥的攪拌和均質,含固率可達2~3%;
潛水混合機:中小型均質池的混合,配水明渠和厭氧區的推流,含固率可達8%~10%;
中速潛水推流機:大中型均質池的混合,耗氧/厭氧池的推流,含固率可達3%;
低速潛水推流機:大型耗氧/厭氧池的推流,含固率可達1%。
2、溶藥推進式攪拌機
溶藥推進式攪拌機適用于大中型污水處理廠投加藥劑的溶藥劑的溶藥攪拌。適用的攪拌槽直徑1500~2500mm,攪拌槽深度2000~4000mm。
3、溶藥機械混合攪拌機
溶藥機械混合攪拌機適用于水廠和污水處理廠的溶藥攪拌,雙層攪拌器適用于較深容器的混合攪拌。
2.2.4 污泥濃縮與脫水機械設備
2.2.4.1 污泥濃縮
1、轉筒式濃縮機
進泥含固率(混合污泥)0.7~2%,常與帶壓壓濾機聯用,進行污泥脫水處理,除磷效果好于濃縮池+帶式壓濾機。
2、帶式濃縮機
進泥含固率(混合污泥)0.7~2%,常與帶壓壓濾機聯用,進行污泥脫水處理,除磷效果好于濃縮池+帶式壓濾機。
3、臥螺離心濃縮機
進泥含固率0.3%,濃縮后含固率5~8%。絮凝劑投加量1.0~2.5kg/噸d·s。固體回收率85%。
4、重力濃縮池濃縮機
重力濃縮池徑一般小于20m,池中設置污泥濃縮機。濃縮機的形式有懸掛式中心傳動濃縮機,垂架式中心傳動濃縮機,周邊傳動濃縮機。
濃縮機刮臂外緣線速度一般均小于3.5m/min,中心傳動濃縮機采用懸掛式時,池徑一般小于12m。采用垂架式時則可適用于池徑大于20m,甚至到50m。而國外生產的垂架式中心傳動刮泥機(濃縮機)可適用于池徑100m。
2.2.4.2 脫水設備
1、離心脫水機
離心脫水機是單機處理量較大的污泥脫水設備,處理污泥的能力可達50m3/h,甚至更大。特點是主機體積小,輔助設備最少,能長期自動安全運行,操作管理簡便,沒有異臭味散發,占地面積小。但噪聲高,由于是密閉高速旋轉設備,要求有較高的維修技術能力。脫水后泥餅含水率,當為混合生污泥時,一般為75%~80%。當為混合消化污泥時,一般為75%~85%。
2、帶式壓濾機/帶式濃縮脫水一體機
帶式壓濾機一般分為三個階段,重力脫水段,楔形預壓段,中/高壓段。
帶式壓濾機一般為連續運行工件制,或間歇工作制。耗電量在各種型式脫水機中為最低,操作管理較為方便,因而在污水處理污泥脫水中應用最為廣泛。但由于機械構造特點所確定,污泥在受壓區濾帶兩側敞開不封閉,進泥含水率不能太高(90%~97%),根據污泥性質確定。
進泥一般還需進行前處理,選用有機高分子絮凝劑,充分絮凝,形成大而強度高的絮體,以防污泥在擠壓過程中從濾帶兩側溢出,或從濾帶直接滲出。出泥泥餅的含水率可達65%~80%。
帶式濃縮機/轉筒濃縮機+帶式壓濾機,濃縮脫水一體化是現在常用的機型。
3、板框壓濾機
板框壓濾機為間歇運行工作制,一個工作周期,約1.5~4.5個小時左右,其優點是單位面積過濾速度高,運行平穩,不易產生故障,進泥含水率要求較寬,一般可為98%~99%,脫水后泥餅含水率最低,一般可達到65%或以下。
2.2.5 潷水器
2.2.5.1 機械式潷水器
機械式潷水器分為:旋轉式、套筒式。
1、旋轉式潷水器:由電動機、減速裝置,四連桿機構或推桿機構、載體管道、攔渣器、出流堰口、回轉支承等組成。具有潷水范圍大、運行平穩、可靠,適用范圍廣等特點。
潷水器負荷: 20~32L/m·S
潷水范圍: 1.0~2.3 m
潷水保護高: 0.3~1.0m
2、套筒式潷水器分為:絲杠式、鋼絲繩式兩種,通過電動機帶動絲杠或滾筒,牽引出水堰口上下移動。堰口下端的排水管插在有橡膠密封的套管中可上下移動,將上清液潷出池外。
潷水器負荷: 10~12L/m·S
潷水范圍: 0.6~1.0m
潷水保護高: 0.8~1.1m
3、自力(浮力)式潷水器
自力(浮力)式潷水器是依靠堰口上方的浮箱本身的浮力,使堰口隨液面上下運動而不需外加動力。
4、虹吸式潷水器
虹吸式潷水器是由一組垂直的短管組成,短管吸口向下,上端與總管連接,總管與U形管相通,U形管一端高出水面一端低于反應池的最低水位,高端設自動閥與大氣相通,低端接出水管以排出上清液。運行時通過控制進排氣閥的開閉,采用U型管水封封氣,來形成潷水器中循環間斷的真空和充氣空間,達到開關潷水器和防止混合液流入的目的。潷水的最低水面限制在短管吸口以上,以防浮渣或泡沫進入。
潷水器負荷: 1.5~2.0L/m·S
潷水范圍: 0.4~0.6m
潷水保護高: 0.3m
2.2.6 投藥設備
2.2.6.1 干粉投加機
適用于所有各類的干粉、顆粒和纖維狀藥品的投加,主要應用于溶液和懸浮液的制備。流量范圍:0.01-50000L/h,并可在10%-100%之間進行調節,投加精度在0.5%-3%之間。取決于所投加藥品的自身特性。
2.2.6.2 濕投加藥裝置
適用于投加混凝劑,助凝劑、除氧劑、阻垢劑、殺菌劑、水質穩定劑以及酸堿中和。可根據用戶工藝流程來隨機組合。
2.2.7 消毒設備
2.2.7.1 真空加氯機
加氯機適用于市政供水、城市污水、工業廢水等各領域的水質消毒。加氯機是由真空調節器、噴射器以及送氣管組成
2.2.7.2 二氧化氯發生器
二氧化氯具有協同強化消毒作用,殺菌能力強。該設備采用化學法、不用電解,具有體積小,運行費用低,設備投資少等特點。可應用于各種供水、工業冷卻循環水、中水殺菌、滅藻、除臭;含氰廢水、含酚廢水的無害化處理等
2.2.7.3 紫外線消毒器
紫外線消毒器是依據熱極紫外線殺菌燈產生的2537埃(A)波長,對水進行紫外線輻射,將水中的有害菌殺死,保證了生活供水的水質符合衛生標準,同時不改變水的物理化學性質且不產生異味及其他有害物質。
2.2.7.4 冷陰極臭氧發生器
該設備是以空氣或氧氣為原料,通過冷陰極無聲放電產生臭氧。用于對水體消毒。
2.2.8 軟化脫鹽設備
2.2.8.1 順流再生離子交換器
本設備是離子交換制水工藝中最先采用的床型,設備簡單,操作方便,適用于原水含鹽量較低的場合。設備的下部除設有排水口外還設有備用口,因此本設備不僅可以做一般離子交換器使用,還可以在強、弱樹脂聯合運行制水工藝中做強酸(堿)離子交換器使用,進水濁度應小于5mg/L。內表面襯膠防腐。
2.2.8.2 氣頂壓逆流再生陽陰離子交換器
本設備采用氣頂壓方式,防止再生過程中樹脂亂層,保證最佳逆流再生狀態,是最成熟的一種逆流再生方式。進水濁度應少于3mg/L。
2.2.9 膜處理設備
2.2.9.1 微濾膜技術
微濾膜是一種壓力驅動下一的微孔膜分離技術。微孔濾膜的孔徑范圍為0.1~1µm,目前常用的規格有0.2µm、0.4µm兩個。主要應用飲用水處理、給水預處理、廢水回用的深度處理領域,可以作反滲透、超濾、離子交換等系統的預處理,也可以應用在常規自來水處理廠,生產高質量的飲用水。
技術指標:
進水:濁度<3500NTU,懸浮顆粒直徑<1.5mm;
材料:超高分子聚乙烯(UHMW-PE),壽命>8年;
膜孔徑:0.1~1µ(系列產品),對細菌、微生物去除率≥99.9%
出水:濁度≤0.5NTU,SDI≤2,SS≤1mg/l
對細菌微生物去除率≥99.9%
對有機物的去除率40%~80%
單機處理能力:4~100t/h
2.2.9.2 連續微濾膜設備(CMF)
連續微濾膜設備是一種物理分離過程,它是靠壓力為推動力進行過濾的處理技術,它是由微濾膜柱、壓縮空氣系統、反沖洗系統及PLC自控系統等組成。城市污水經二級處理后再經連續微濾膜設備處理的出水,各項指標應全部符合國家《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89)。
2.2.9.3 電滲析技術
全自動電滲析純水裝置,使電滲析器脫鹽率達到99%以上。電滲析器出水水質(電阻率)最高可達500kΩ·cm以上。因此用于生產太空水、純水不必再借助于離子交換樹脂,節約投資,無三廢污染。實現無人值守。
1、應用范圍:
太空水、飲料用水制備;純水、超純水處理;苦咸水,海水的除鹽除氟、除重金屬;醫院各級用水的處理;電廠鍋爐用水的處理;電子、電鍍、輕工及紡織、印染工業用水處理;發酵產物的分離和提純;“三廢”處理;冶金工業的金屬提煉。
2、主要技術指標
(1)進水含鹽量范圍≤1000mg/L(超過此范圍按協議生產)。
(2)脫鹽率最高可達99%以上。
(3)水利用率可達70%。
(4)純水產量:100L/h~10t/h(可根據用戶要求設計)。
(5)進水壓力0.15~0.4MPa
(6)電能消耗0.2~0.5kWh/t水
(7)外形尺寸:100L/h:1200×800×1700mm;0.5-1t/h:
1200×1800×1700mm;1噸以上/小時:按技術協議生產。
(8)工作環境溫度:5℃~40℃
(9)工作水溫:5℃~40℃
2.2.9.4 反滲透技術
反滲透技術是一種膜過濾過程。膜組件可除去99%以上的溶解固形物、顆粒、膠體、細菌及有機物。反滲透過程是自然界滲透的逆過程。在壓力作用下,水分子通過滲透膜進入膜另一側,而水中的不純凈物被阻止。為防止雜質在膜表面上聚集,濃水不斷沖洗膜表面并將雜質帶出。反滲透水利用率30%~50%(海水淡化)、75%~85%(苦咸水淡化)。
1、用范圍
反滲透技術是當今最先進的膜分離技術之一。具有能耗低、無污染、操作簡單、運行可靠等諸多優點,廣泛應用于海水、苦咸水淡化,生活飲用水、電子醫藥、化工電力行業純水制備。
2、工作原理
反滲透設備中應用較多的卷式膜元件是將半透膜、導流層、隔網,按一定排列粘合及卷制在有排孔的中心管上,形成元件。原水從元件從一端進入隔網層,在經過隔網層時,在外界壓力作用下,一部分水通過半透膜的孔,滲透到導流層內,再順導流層的水道,流到中心管的排孔,經中心管流出,剩余分(稱為廢水),從隔網層另一端排出。
2.2.10 污泥干化
污泥干燥的過程中,熱風充分均勻地與污泥接觸并使之加熱,從而有效地殺死各種有害菌,實現無害化、減量化處理。干燥過程的溫度可根據污泥成分及含水率進行控制和調整。根據目前了解的情況各類干燥機性能特點見表8。
各種干燥器比較表 表8
指 標 | 回轉圓筒干燥器 | 閃蒸干燥器 | 帶式干燥器 |
氣體溫度(℃) | 150~400 | 530 | 160~180 |
衛生條件 | 可殺滅病原菌、寄生蟲卵 | 同左 | 同左 |
蒸發強度(kg/(m3·h)) | 55~80 | ||
干燥結果,以含水率p計 | 5%~20% | 約10% | 15%~20% |
運行方式 | 連續 | 連續 | 連續 |
干燥時間(min) | 5~30 | 不到1 | 25~40 |
熱效率 | 較低 | 高 | 較低 |
臭味 | 低 | 低 | 低 |
排煙中灰分 | 低 | 高 | 低 |
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