精彩報告 | 威樂高效解決方案助力市政污水廠提標(biāo)改造

引言

2024年3月25日-28日，“2024年污水處理廠提標(biāo)改造（污水處理提質(zhì)增效）高級研討會(第八屆)”，于安徽省合肥市成功舉辦。威樂中國技術(shù)支持經(jīng)理黃建軍在大會上發(fā)表了題為《威樂高效解決方案助力市政污水廠提標(biāo)改造》的技術(shù)報告。

以下是報告的精彩內(nèi)容：

我國污水處理廠的建設(shè)現(xiàn)狀如何？截止到2022年，我國已建成的城市的污水處理廠2894座，處理能力超過了2.16億噸每天；縣一級的污水處理廠1801座，處理能力是4,184.7萬噸每天，鄉(xiāng)村一級污水處理廠是2456座，處理能力只有146萬噸每天。

通過簡單的數(shù)據(jù)對比，我們可以看到我國目前的污水處理廠主要還是集中在城市，事實上截止到2022年底，我國的城市污水收集處理率已經(jīng)超過了98%，因此未來城市污水處理廠的建設(shè)方向，是以提標(biāo)改造、提質(zhì)增效為主體。

那么我國污水處理廠目前面臨著哪些挑戰(zhàn)？經(jīng)過我們的走訪和調(diào)研，目前我國的污水處理廠主要面臨著以下三大挑戰(zhàn)。

第一大挑戰(zhàn)就是能源消耗高。截止到2022年，我國的污水處理廠總耗電量已經(jīng)超過了180億度電，占全國的用電總量的2.3%，是典型的耗電大戶。對標(biāo)歐美先進(jìn)的國家，我國單位污水的處理能耗大約高了20%左右。污水廠中水泵與攪拌器設(shè)備占整個污水處理廠的能耗的15%~20%，因此在泵攪設(shè)備的節(jié)能空間還是非常大。

第二大挑戰(zhàn)是設(shè)備的維護(hù)維修成本。污水處理廠污水介質(zhì)通常比較差，環(huán)境也相對惡劣，很多污水處理設(shè)備的故障率比較高，而一些關(guān)鍵設(shè)備如果出現(xiàn)了損壞的話，可能導(dǎo)致污水廠的出水無法達(dá)標(biāo)，對污水廠造成的損失是不可估量的。

第三大挑戰(zhàn)是機(jī)電設(shè)備與系統(tǒng)的匹配度相對較差。在污水處理廠中，污水泵設(shè)備經(jīng)常運轉(zhuǎn)在低效區(qū)，導(dǎo)致了設(shè)備的能耗偏高，甚至容易損壞。而一些攪拌器設(shè)備沒有根據(jù)工藝特點和池型特征進(jìn)行針對性設(shè)置，無法達(dá)到預(yù)期的處理效果。

威樂作為全球領(lǐng)先的泵攪設(shè)備制造商，針對污水廠的三大挑戰(zhàn)，提出了自己的解決方案。

首先，面對能耗過高的問題，威樂推出了一系列的高效泵攪設(shè)備。這里重點為大家介紹威樂智能污水泵：Wilo-Rexa Solid-Q。

它是如何實現(xiàn)潛污泵的高效和智能？

首先我們?yōu)樗迷O(shè)計最新一代的水力模型。Wilo-Rexa Solid-Q采用半開式的葉輪，和常規(guī)的閉式葉輪比較起來，通過率提高很多。而且在葉輪的前端具有鋒利的刀片，與底部凹槽配合，具有一定的切割功能。同時整個葉片采用了后掠式、雙曲面的螺旋形設(shè)計，使得水泵的整體效率仍然處于高效區(qū)間。

第二，我們給水泵配備了超高效的永磁電機(jī)，電機(jī)能效等級高達(dá)IE5，是目前全世界維持最高能效的潛水電機(jī)。

第三點，也是最關(guān)鍵的一點，Wilo-Rexa Solid-Q內(nèi)置集成芯片和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，給水泵配備了智能的大腦。威樂在芯片里內(nèi)置了水泵的性能參數(shù)和曲線，可以通過智能的計算來智能的判斷轉(zhuǎn)速，并且實現(xiàn)高效的多泵互聯(lián)。

面對第二大挑戰(zhàn)，污水廠設(shè)備容易損壞，維修成本高。威樂提出的解決方案是根據(jù)污水介質(zhì)的工況特點，為其配備特殊的材質(zhì)，從而降低整個設(shè)備的故障率。以MBBR污水處理工藝舉例。在這個工藝中，需要在污水中投加大量的活性填料，而攪拌器在運轉(zhuǎn)的時候，不可避免的會和這些調(diào)料產(chǎn)生摩擦，進(jìn)而對設(shè)備產(chǎn)生磨損。為了解決這個問題，威樂專門開發(fā)了填料專用攪拌器。

這種攪拌器的葉輪采用聚酰胺材料，耐磨性能非常好，保證葉片在長時間運行的時候不會產(chǎn)生磨損。對電纜也增加了聚酰胺材質(zhì)的保護(hù)套，保證電纜在長期運行中表皮保持完整。而在攪拌器的外殼，威樂采用陶瓷涂層工藝，確保外殼的耐磨損、耐腐蝕。

針對于第三大挑戰(zhàn)：系統(tǒng)匹配性差。威樂的解決方案是不僅提供設(shè)備，同時也提供了匹配系統(tǒng)的解決方案。

例如對于攪拌器的選型，威樂針對污水處理工藝、池型、工況進(jìn)行選型，應(yīng)用德國研發(fā)的先進(jìn)攪拌器選型軟件，針對每種工況進(jìn)行定量化選型，保證在能耗最小的情況下，使得攪拌器達(dá)到最完美的攪拌效果。

同時威樂也提供先進(jìn)的CFD流體力學(xué)模擬。例如上圖右側(cè)CFD模擬示例，威樂模擬出整個生化池中的流速分布情況，從而避免流速不足，防止污泥沉積。同時系統(tǒng)找出攪拌器布置中最不利的環(huán)節(jié)，給出最優(yōu)化的布置建議，使得攪拌器設(shè)備在生化池中能夠正常安全的運行。

以上就是威樂針對污水處理廠運行的三大挑戰(zhàn)，提出的一些解決方案。

威樂中國技術(shù)支持經(jīng)理 黃建軍

下面我們看一個實際案例，德國海爾布隆污水廠項目。

在這個污水廠中它有8個好氧池，總共32臺攪拌器?？蛻艚?jīng)過幾年的運行，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障率比較高。所以對污水廠的好氧池的設(shè)備進(jìn)行了升級改造，將6個好氧池中的攪拌器替換為威樂的三葉片攪拌器。

采用了威樂三葉片攪拌器后，污水廠運行故障率得到了有效控制。原因一方面威樂是采用三葉片設(shè)計，每個葉片承擔(dān)的負(fù)載得到降低，葉片的使用壽命也得到提高。同時由于三葉片的扭矩波動比兩葉片更小，達(dá)到了更好的平衡性，所以運行故障率得到了控制。經(jīng)過客戶的測算，整個的故障率降低了30%左右。

同時由于威樂應(yīng)用了更優(yōu)的水利模型以及更高能效的IE4電機(jī)，單臺攪拌器的能耗比之前下降了22%。經(jīng)過一年的測算，威樂的24臺攪拌器累計節(jié)約了將近15萬度電。此次的提標(biāo)改造充分證明了威樂的泵攪解決方案能夠有力幫助污水處理廠的提標(biāo)改造工程。

威樂，讓每一滴水更有價值！