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  主要有高负荷生物处理法和化学处理法两大类,BOD5去除率达45%-75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了除特定的物质,在二级处理之后设置的处理系统属于三级处理,例如化学除磷,活性炭吸附等。污水处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法,还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。城市污水的物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等,相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机氧其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。生物处理法是利用微生物的代谢作用,去除污水中有机物质的方法。

沉砂池罗茨风机:市政污水处理的工艺及方法以及罗茨风机在其中的妙用

  市政污水处理的工艺及方法以及罗茨风机在其中的妙用

  一、背景

  城市生活污水是城市发展中的产物,随着城市化和工业化进程的加快,其产生量不断增大,污染日益严重,已严重制约了城市社会经济的可持续发展。在全球经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。城市污水的治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。西方发达国家20世纪50年代经济的发展,曾导致了60年代严重的环境污染。至20世纪70年代末,美国兴建的城市污水处理厂达18000余座,投入资金数万亿美元;英国、法国、德国各耗费了巨额资金兴建了7000~8000座城市污水处理厂。我国的污水处理始于20世纪70年代。据统计,截止2021年底,全国已建成污水处理厂1943座,污水厂日处理能力14028万立方米,全年累计处理污水量达410.3亿立方米,2021年全国城市污水处理率达到91.97%。

  二、城市污水处理工艺流程总述

  典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理、污泥处理等工段。有机械处理以及生化处理构成的系统属于二级处理系统,其中BOD5和SS去除率可达90%-98%。处理效果介于一级和二级处理中间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理,主要有高负荷生物处理法和化学处理法两大类,BOD5去除率达45%-75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了除特定的物质,在二级处理之后设置的处理系统属于三级处理,例如化学除磷,活性炭吸附等。

  1、污染物的分类

  从污水处理的角度,污染物可分为悬浮固体污染物、有机污染物、有毒物质、污染生物和污染营养物质。城市污水中含有的大量有机物排入水体,会使水体中溶解氧的含量降低,甚至达到缺氧状态,严重污染水体,使水中鱼类无法生存。污水中有机物浓度一般用生物化学需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表示。营养物质主要指氮、磷,其可使藻类和浮游生物繁殖,形成”水华”和”赤潮”。

  2、污水处理方法

  污水处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法,还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。

  城市污水的物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等,相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机氧其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。生物处理法是利用微生物的代谢作用,去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等,还有氧化塘及污水土地处理法。化学处理法在城市污水处理中使用较少,一般涉及城市给水处理中的其他化学方法如中和氧化还原、离子交换、电解主要用于工业废水处理,很少用于城市污水处理。污泥需处理才能防止二次污染,其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。

  一级处理主要针对水中悬浮物质,常采用物理的方法,经过一级处理后,污水悬浮物去除可达40%左右,附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右;

  二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法,具体方式有活性污泥法和生物膜法。生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能,并采取一定的人工措施,创造有利于微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量繁殖,以提高其分解氧化有机物效率。污水经过一级处理以后,已经去除了漂浮物和部分悬浮物,BOD5的去除率约25%~30%。经过二级处理后,BOD5去除率可达90%以上,二沉池出水能达标排放。活性污泥处理系统,在当前污水处理领域,是应用最为广泛的处理技术之一,搭载罗茨风机的曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合,污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解,并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。

  三、污水处理的工艺技术

  当前流行的污水处理工艺有:AB法、SJR法、氧化沟法、普通曝气法、膜分离机等,各有其自身的特点。

  1、AB法

  该工艺对曝气池按高、低负荷分为二级供氧。A级负荷高,曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷2.5 kg BOD/(kg

  MLSS?d)以上,池容积负荷在6 kg

  BOD/(m3?d)以上;B级负荷低,污泥龄较长。A级和B级亦可分期建设,A级与B级间设中间沉淀池。两级池子的F/M(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质。

  2、SJR法

  此法进水、曝气、沉淀、出水在同一座池子中完成,常由3—4个池子构成一组,轮流运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法。这种—体化工艺的特点是工艺简单,由于只有—个反应池,不需二沉池、回流污泥及相关的设备,一般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省了占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。

  3、普通曝气法

  其变型工艺普通曝气法出现得最早,其实际处理效果好,可处理大的污水量,对于Jc-r厂可集中建设污泥消化池,所产生的沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。近几年,在工程实践中,通过降低普通曝气池的容积负荷,可以达到脱氮的目的;在普通曝气池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD,在池型上有多种形式,如氧化沟,工程上称为普通曝气法的变型工艺,亦可统称为普通曝气法。

  4、氧化沟法

  是在20世纪50年代初期发展而形成的,因其构造简单,易于管理,很快得到了推广应用,且不断创新。目前,氧化沟在应用中发展出了多种形式,比较有代表性的有:①帕式,简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.5—3.5

  m。②奥式,简称同心圆式,实际应用的多为椭圆形的三环道组成,3个环道采用不同的.DO,如外环为0、中环为1、内环为2,这有利于脱氮除磷。采用转碟曝气,水深一般在4.0-4.5

  m。③卡式,简称循环折流式,采用倒伞形叶轮曝气,水深一般在3.0

  m左右,但污泥易于沉积。④三沟式氧化沟(T型氧化沟),该工艺由3个池组成,中间作曝气池,左右2个池兼作沉淀池和曝气池。其特点是采用转刷曝气、水浅、占地面积大、不设厌氧池,不具备除磷功能口J。

  5、膜分离技术

  用膜分离代替沉淀进行泥水分离,可带来活性污泥工艺的以下变化:①不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时,不必再考虑污泥的沉降性能,从而使工艺控制大大简化;②曝气池的污泥浓度将大大提高,MLSS可以大于20

  g/L,从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行,充分满足去除各种污染物质的需要;③在同样的处理要求下,可使曝气池容积大大减小,节省了处理厂的占地面积;④污泥浓度的提高,要求较高的曝气速率,因而纯氧曝气将随着膜的分离而被大量采用。

  四、工艺优选

  常规活性污泥法和氧化沟、SJR工艺的比较。

  ①常规活性污泥法适用于中等负荷的大型污水处理厂。

  ②氧化沟法、SJR法的基建费用低,运行费较高。若处理规模为10万t/d,折旧以20年计,氧化沟、SJR与常规活性污泥法的总处理费用大体相当(处理费=运行费+折旧+固定资产投资贷款利息)。规模越小,氧化沟、SJR的总处理费用越低。因此,对于中小型污水处理厂而言,氧化沟、SJR在经济

  上有益。

  ③氧化沟、SJR工艺一般不设初沉池和污泥消化池,处理单元比常规活性污泥法减少50%以上,操作管理简化;且设备国产化程度高,价格低。

  五、氧化沟、SJR工艺的比较

  ①基建费用:SJR是合建式。地价高,有利于SJR,其土建费用较低,但设备费用较氧化沟高。

  ②就进水,BOD5.浓度而言,高,有利于氧化沟;低,有利于SJR。一般以BOD5=150mg/L为界,高于此值,氧化沟建费用低于SJR;低于此值,则反之。

  ③运行费用就曝气方式而言,氧化沟常用机械式,SJR通常用鼓风式,后者比前者省电;SJR工艺是变水位运行,增大了扬程,因而电耗要比氧化沟小些,运行费用也低些。

  ④SJR工艺的自控要求较高。就出水水质而言,氧化沟是动态沉淀,SJR是静态沉淀,后者沉淀效率更高,出水水质更好。

  六、总结

  无论是用哪种方法,都离不开曝气设备的使用,现在市场上的曝气设备多为罗茨风机。为什么选择罗茨风机呢?

  结构简单,构造结实,方便安装,维修方便,使用寿命长,整机振动小,使用时当压力在允许的范围内加以调节时流量之变动甚微、压力选择范围

  很宽,具有强制输气的特征。

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  母线保护仍然需要满足速动性和选择性要求的,母线差动保护都是按电流差动保护原理构成。因为母线我们仍然是可以看成一个集中参数布置的,他是在这个区域里面,距离都是很近的,几百米,所以我们取他的电流从距离上来说是不远的,不像一样输电线几百公里,这介他是比较容易的,一般来说,电流差动保护原理还是非常简单和实用可靠的,一般的我们还是用电流差动保护原理来构成母线差动保护,母线差动保护原理我们一般可以分成两类: 全电流差动保护。全电流差动保护就是电流全部差动了,前面我们在变压器保护、发电机保护、线路保护以经讲过了。 电流相位差动保护。这个我们在输电线路的电流相位差动保护也讲过了 在输电线路我们使用差动保护的时候他的矛盾是远端的电流怎么样给他取过来,在变压器差动保护的时候虽然他的两端的距离很近,但他不是一个电压等级、它的互感器型号不至,其二,他是通过一个铁磁元件,这中间有逆磁电流,两边的电流他在理论上就不完全一样大,在发电机的时候,如果我们作为差动保护的时候,如果要取出中性点内侧的每个分子绕组的电流都取出

  旋流沉砂池不锈钢除砂机XLCS-1800是由叶轮、传动轴、电机、减速器和吸砂系统组成。由于叶轮桨板向上倾斜,旋转时使池中污水作螺旋运动,加上因污水切向进入,产生与叶轮旋向一致的旋流,池中的污水形成涡螺流态。在适当的叶桨倾角和线速度条件下,污水中的砂粒将受到冲刷并仍保持佳的沉降效果,而原来附着在砂粒上的有机物以及重度小的物质将随污水一同流出旋流池。另外,由于叶轮旋转,减少了旋流池因进水量变化导致流态变化的敏感程度,保证了沉砂池稳定、出砂的有机成分含量低等特点。

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  本产品综合了国内外该类型产品的使用情况后改进设计的,解决了衬条更换不便和螺旋轴向位置不可调的缺陷,其特点如下:

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  2 采用无轴螺旋,无水中轴承,维护方便;

  3 结构紧凑,重量轻;

  4 新型传动装置,其关键产件–减速器为先进的轴装式,不用联轴器,安装对中方便;

  5 衬条为快装式,便于更换;

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  旋流沉砂池构造及工作过程:

  螺旋式砂水分离器由无轴螺旋、衬条、U型槽、水箱、导流板、出水堰和驱动装置组成。

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沉砂池罗茨风机:污水处理厂常用的几种鼓风机性能特点及适用场合对比

  作者简介排版保留:冯旭初 1975.11、男、汉族,中专学历,助理工程师,从1995年起长期从事污水处理设备管理和技术改造工作。

  摘要对几种污水处理厂常用的不同类型的鼓风机性能特点进行分析比较,结合污水处理厂运行的实例,总结不同种类风机的适用场合。

  关键锦工污水处理厂鼓风机性能适用

  国内污水处理厂大部分采用的是生物曝气工艺,鼓风机是该工艺的核心设备,而且鼓风机是整个污水厂能耗最大的设备,它的性能和运行经济性,对污水处理厂的正常运作、长期效益起着重要作用。本文结合一些污水处理厂运行的实例,对几种不同类型的鼓风机的性能特点、适用范围进行了对比概括,可为新建、扩建污水处理项目设备选型作借鉴。

  1、污水处理厂常用的风机种类

  污水处理厂应用的风机种类主要有:罗茨鼓风机(一般为三叶罗茨鼓风机)、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机和空气悬浮鼓风机。

  2、四种风机的性能对比

  2.1风量调节

  鼓风机的的风量调节有出口节流调节、进气节流调节、进出口导叶组合调节和变频调节等方式。出口节流调节是人为的加大管网阻力的调节方法,会使整个装置效率大大下降。进气节流调节通过改变进气阀门的开度来改变风机性能曲线达到调节目的,此方法简便易行并可节约能耗。进出口导叶组合调节是根据入口温度、压缩机内的差分压力、要求的流量变化通过程序调节导流系统和扩散系统,使风机运行在最佳工况。变频调节是通过变频技术改变风机转速从而改变风量的调节方式。

  罗茨鼓风机一般采用出口节流调节,还可采用变频控制,调节的范围较广。

  多级离心鼓风机一般采用进气节流调节,但调节效果不大理想。它也可采用先进的变频调速技术,功耗基本上与流量同步减小。流量调节范围在70-100%之间,调节范围较窄。

  单级离心鼓风机无法采用变频调速,流量是采用进风导叶和出风导叶的组合调节。在恒速运转下,空气流量能连续向下调节至45%。

  空气悬浮离心鼓风机采用直流电机及调速控制系统,调节叶轮转速,从而调节流量,流量可调范围20-100%,范围广。

  2.2效率

  不管是何种风机,其效率都是相对的,在实际运行中不可能总是保持最高效率,任何外部增加的阻力(如阀门、管道弯头、曝气器阻力、水位变化等)都会使效率降低。所以要保持鼓风机高效率运行,和工艺流程设计、风机的合理选用是密不可分的。

  在同等条件下,四种鼓风机中,空气悬浮鼓风机的效率最高,它采用直流电机,电机效率可高达97。其余三种鼓风机,在流量较小时,罗茨鼓风机、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机效率差异不是很显著;中等流量以上,由于罗茨式转速无法提高,效率较低,另两种离心风机差距较小;大流量时,单级离心鼓风机效率最高。

  一般来说,进口鼓风机的效率比同类型的国产风机效率要高一些。

  2.3维护保养

  罗茨鼓风机属简单的回转机械,易于控制和维护;多级离心鼓风机转速低,不需要复杂的润滑系统,一般采用全风冷式设计,无需用冷却器,操作简单,备件少,维护量不大;单级离心鼓风机构造复杂,运转转速高(一般超过15000r/ min) ,相对维护保养要求高,大修必须请制造原厂支援。控制系统、润滑系统非常复杂,操作也相对复杂,需要特别训练的操作人员;空气悬浮鼓风机无齿轮箱、联轴器、冷却系统和油润滑系统,长期无需维修保养,维护量极小。

  2.4运行稳定性

  罗茨鼓风机结构简单,叶轮磨损小,运转平稳,性能稳定,可以长期连续运转;多级离心鼓风机转速低,在额定转速范围内及相对恒定供气量和气压的场合可靠性高,但它抗外部压力变化的自身调节能力差,容易出现喘振;单级离心鼓风机技术比较先进,也较为成熟,稳定性高,压力基本保持恒定,可以长期连续运行,故障率不高;空气悬浮离心鼓风机现阶段均为进口产品,进入中国市场的时间不长,长期运行的稳定性、售后服务、零配件供应等方面问题有待验证。

  2.5适用场合

  罗茨鼓风机采用皮带传动,转速无法提高,不适用于大流量场合,一般低于150m3/h较为经济。最适用于污水厂的曝气沉砂池及处理规模1万m3/d以下的小型污水厂,特别是压力与流量随时间变化而变化的工艺和场合。

  多级离心风机对于中小型污水厂来说具有更好的性价比和良好的长短期效益,它只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺,不适用于间歇曝气工艺和管网压力骤然升高、变化速率快的工艺,单机流量在100~400 m3/min时具有较好的性价比。

  单级离心鼓风机单机流量大,压力基本恒定,满载效率高,适用于大中型污水厂,适应各种工艺调节。单级离心鼓风机单机流量在800 m3/min时性价比高。

  空气悬浮离心鼓风机单机功率和风量都做不大,不适合大型污水厂,用在小型污水厂投资又大,所以最适用于中型污水厂,并适应各种工艺调节。

  3应用实例

  1) 某一污水厂处理规模为5万m3/日,采用UNITANK工艺,该厂采用了两台国际知名品牌的多级离心鼓风机进行鼓风曝气,一用一备,电机功率为200KW。实际运行锦工风机需维持在较高频率(65~68 Hz)下运行,降低工作频率鼓风机极易出现喘振甚至停机。出现上述问题的原因主要有以下两个方面:一是UNITANK工艺生化池周期性间歇曝气造成管网供气量周期性变化,即管路压力周期性骤然升高;二是多级离心鼓风机工作曲线窄,转速低,自身调节抗外部压力骤然升高的能力差。长期在高频率下运行,会产生以下不利的影响:a、在该运行频率下,鼓风机的流量达到6000 m3/ h以上,供给生化池的气量过多,造成生化池溶解氧过高,工艺难以调控;b、鼓风机能耗高;c、该鼓风机配备的是普通电机,超频使用,电机发热严重,缩短寿命。

  2) 另一污水厂处理规模为1.5万m3/日,采用UNITANK工艺,该厂采用了三台合资品牌的罗茨鼓风机进行鼓风曝气,设计两用一备,电机功率为90KW,两台配变频电机,一台定频。实际运行中,由于水量不足,平均处理量约为4000m3/日,大部分时间只需开一台风机,而且运行频率在25~35Hz之间。从理论上讲罗茨风机是可以在0Hz~50Hz范围内使用的,但电机运行频率长期过低时,会造成电流大,电机发烫,整体震动偏大,噪音高。转速过低还会造成润滑不良,齿轮容易磨损,影响风机寿命,而且效率也很低。

  4结论

  污水处理厂选择鼓风机,应根据规模、工艺、投资目的、使用条件来有所侧重的选择:

  对于处理规模1万m3/d以下的小型污水处理厂,无论何种工艺,选择简单可靠的罗茨风机是最合适的,因为它投资成本和运行成本低,总体经济效益佳。

  对于中型污水处理厂,可以选择多级离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机,但多级离心鼓风机只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺,如A2/O工艺。为方便调节流量,有必要配备变频器进行调速,且要求配套变频电机。而空气悬浮离心鼓风机适合各种污水处理工艺,机房建造成本低,运行节能,综合经济效益好,推荐售后服务完善的地区应用。当然,如果不需多考虑投资成本的话,单级离心风机也是理想的选择。

  对于大型污水处理厂,单级高速离心风机是最佳选择,因为它单机流量大,压力恒定,适合各种工艺,效率也高。

  ④ 对于处理规模设计超前的污水处理厂,更应考虑选择流量调节范围广的风机。

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