論污水處理廠設備的設備選型
技術支持
污水處理設備在我國的廣泛應用與發(fā)展是從20世紀90年代初開始的，隨著我國經濟的高速發(fā)展，環(huán)境污染程度也日益嚴重，特別是水污染的范圍與程度不斷擴大，已嚴重影響到我國國民經濟的發(fā)展。因此，隨著我國污水處理規(guī)模的不斷擴大，我國對污水處理的相關設備的需求也會不斷增加。
1 機械設備選型比較
1.1 細格柵設備選型
污水廠常用的細格柵有回轉式格柵、階梯格柵和轉鼓式格柵。其中回轉式格柵應用最為廣泛，清除纖維類的垃圾的效果較好，但運行時環(huán)境較差，耙齒易老化損壞，特別是顆粒類固體垃圾，由于回轉式格柵構造的原因，分離效果較差。例如在上海白龍港污水處理廠，前級處理采用回轉式格柵的旋流沉砂池砂泵經常堵塞損壞，堵塞物主要為一次性打火機、麻將牌、礫石等固體垃圾。而前級處理采用進口轉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口，現在國內已有廠家生產，其缺點同回轉式格柵類似，對于顆粒類固體垃圾，分離效果較差。
轉鼓式格柵與其它型號的格柵相比，SS去除率高，對于纖維垃圾和固體垃圾均有很高的分離率，設備運行穩(wěn)定，保障率高，可有效地保護后續(xù)處理設備正常運轉和將低CASS池SS負荷。因此本次擴建工程也推薦采用轉鼓式格柵。
1.2 鼓風機選型比較
1.2.1 國產鼓風機與進口鼓風機的選型比較
解放后，我國的城市污水處理工程獲得了很大的發(fā)展，至90年代末的統計資料顯示，全國各大城市大約興建了170座污水廠之多，在這些日處理量萬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曝氣，因此，國產的離心式鼓風機逐漸進入了污水處理的領域，機型也由低速、多級、離心風機向單級、高速、離心風機過渡。
目前在以某工程采用的高速、單級、離心式鼓風機為例，國產的鼓風機與進口鼓風機相比，尚存在以下的差距：
（1）國產鼓風機風量較小，一般不超過250m3/min。
（2）國產鼓風機品種較少，未形成系列規(guī)格，可選的范圍較狹。
（3）國產鼓風機在設計工況點與喘振點之間的壓力/容積特性曲線不夠陡，防喘振性略低。
（4）國產鼓風機風量靠風門的開合度調節(jié)，可調范圍較小，且連續(xù)性差。
（5）國產鼓風機風機內部，無自動預旋轉進口導流葉片，無自動可調式出口導葉擴壓器，工況變化的適應性差，綜合效率水平下降較大。
某品牌國內鼓風機依靠風門的開合調節(jié)時，流量可下調至65%，且靠人工調節(jié)，效率下降明顯，某品牌進口鼓風機，根據曝氣池中DO信號，由MCP主控制器自動調節(jié)入口葉片，流量可下調至45%，并依靠自動調節(jié)出口導葉系統，保證鼓風機在高效率運轉。
（6）國產鼓風機壓力脈沖的適應性較低，運轉穩(wěn)定性較差，噪聲較大。
某國產鼓風機運行時噪聲達100～105dB，某進口鼓風機運行時噪聲為91dB，安裝消音罩噪聲可降至80dB以下。
（7）國產鼓風機整機結構緊湊性較差，與先進知名品牌的同規(guī)格產品相比，安裝尺寸相對較大，對廠房的空間要求和安裝成本均需增高。
（8）國產鼓風機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、齒輪服務系數、軸承工作壽命等技術指標相對較低。
（9）國產鼓風機風機的設計水平還停留在仿制階段，數控加工葉輪的手段還不具備。
（10）國產鼓風機控制模式簡單，控制柜面板布局、柜體外觀質量與電器元件的可靠性較差。
（11）國產鼓風機整機消音罩等輔助裝置無配套供貨，產品設計以人為本的思想需進一步加強。
總之，國產離心鼓風機與進口離心鼓風機相比，目前尚有一定差距，有些國產鼓風機的產品性能，例如風量、風壓、最高效率等，與進口鼓風機性能相近，但在結構、制造質量、控制自動化程度、流量調節(jié)范圍、機器噪音上，與進口鼓風機存在一定差距，尚需進一步改進。
1.2 單級鼓風機與多級鼓風機的選型比較
單級鼓風機與多級鼓風機比較，具有以下優(yōu)勢：
（1）多級風機調節(jié)風量范圍較小，一般為70%～100%，通常是通過打開放空閥調小氣量，這樣就會造成噪音高、能耗高。同時，多級風機是通過進口蝶閥調節(jié)風量，進口處能耗較高。
單級風機調節(jié)風量范圍為33%～100%，它是通過出口擴壓導葉進行風量調節(jié)，并配有入口導葉片優(yōu)化效率，從而保證風機在不同的工況點上均達到較高的效率。
（2）多級風機不配備齒輪箱變速，較適用于60Hz的電流。如果在50Hz的電流條件下，會造成級數增加，能量損失增加，加大能耗。
（3）多級風機控制系統較低級，無法提供先進的自動化控制系統，這將增加日常運行的人力、物力支出。
綜上所述，單級鼓風機比較多級鼓風機在設備投資及噪音上稍大，但在日常能耗、運行效率及系統維護等方面，單級風機具有一定的優(yōu)勢。
2 曝氣設備的比選
曝氣設備有機械曝氣和鼓風曝氣兩大類，機械曝氣設備不需設鼓風機房，一次投資省，設備維護保養(yǎng)方便，但動力效率低，通常小于2.2kg02/kWh；鼓風曝氣通常由鼓風機供氣，管道系統曝氣設備組成，系統較復雜，基建投資也較機械曝氣高。然而其動力效率可高達6～7kg02/kWh，是機械曝氣系統的2～3倍，其經常運行費用較低。國內污水廠建成后的高昂運行費用是各地的難題，因此選用高效率的設備是污水廠建設的重要原則。經測算，鼓風曝氣系統在5～10年后其節(jié)省的運行費用就可相抵高出機械曝氣的基建投資。相對于一個使用周期為20年的污水廠而言非常有利。
3 污泥機械濃縮脫水機選型比較
（1）濃縮前污泥和脫水前污泥的特點。
濃縮前污泥含水率高（城市污水無初沉池時，一般均在99.0%～99.4%左右），流量大。
脫水前污泥含水率相對較低（城市污水無初沉池時，一般均在95%～97.5%左右），流量較小。
（2）幾種常用污泥機械濃縮、脫水設備。
污泥機械濃縮、脫水設備主要有以下幾種形式：
真空過濾機（利用真空過濾，主要用于機械脫水）
鼓篩過濾機（利用篩網過濾，主要用于機械濃縮）
壓濾脫水機（即板框壓濾機，利用壓濾脫水，主要用于機械脫水）
螺旋壓榨機（利用變螺旋擠壓、壓榨，主要用于機械濃縮、機械脫水）
滾壓式脫水機（主要用于機械濃縮、機械脫水）
帶式壓濾機（利用滾壓脫水，主要用于機械濃縮、機械脫水）
離心脫水機（利用離心外力脫水，主要用于機械濃縮、機械脫水）
從處理效果、工程投資、經常費用、運行維護、工程實例等各方面綜合比較，目前工程中最常使用的機型為：帶式壓濾機和離心脫水機。
（3）污泥濃縮脫水一體機和污泥濃縮脫水分體機。
污泥濃縮脫水一體機和污泥濃縮脫水分體機適用于不同的場合，均是為污泥處理的主體處理工藝服務的。單純從設備本身的特點來看，兩者缺乏一定的可比性，污泥濃縮脫水一體機具有明顯優(yōu)勢。
（4）污泥機械濃縮脫水機選型比較。
就機械處理污泥而言，目前主要有三種方式：
方式一：帶式濃縮機+帶式脫水機；
方式二：濃縮、脫水一體機；
方式三：離心濃縮+離心脫水機。
方式一：設備價格合理、國內有生產并有成熟的運行經驗，但該方式需在濃縮后增加一貯泥池及配套的投注設施，導致系統復雜化，且占地大，操作環(huán)境差。
方式二：設備緊湊、單一，無需中間過度，環(huán)境條件好，藥耗最省，是污泥機械處理的首選模式。
方式三：操作環(huán)境清潔、工人勞動強度小，藥劑用量小，可連續(xù)運行，但設備價格昂貴、裝機功率數大、噪音大，其它缺點同方式一（即污泥濃縮、脫水分體機的共同缺點）。
如果工程污泥處理工藝為：“污泥濃縮→污泥脫水→污泥外運→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”具有顯著的優(yōu)勢。
方式二“濃縮、脫水一體機”又可分為帶式濃脫一體機和離心濃脫一體機。
帶式濃縮一體機和離心濃縮一體機在特點上各有千秋，但離心濃縮一體機維修技術要求高。
4 結束語
總而言之，在處理工藝確定后，設備配置是污水處理廠能否達到預期處理效果的關鍵，在選型時一定要慎之又慎。關鍵工藝設備一定要選用質量可靠，運行穩(wěn)定，檢修方便的設備。在目前狀況下，如果國內沒有過關的設備，有條件的話，宜選用國外先進技術產品。設備選型時要充分考慮到實際污水的特性，特別是沒有完善雨污官網系統的合流制城市污水，不能完全套用其他城市污水處理工藝的設備。
