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1 潜水推流搅拌器
潜水推流搅拌器( 也称潜水推流搅拌机) , 主要是用在污水处理厂缺氧池和好氧池中, 其作用是通过旋转搅拌、推流, 防止污泥沉淀淤积在水池底部。上海桃浦污水处理厂引进应用了6 台飞力公司产的4670 型13 kW潜水搅拌器, 其主要参数为频率50Hz, 输出功率13 kW, 16 级, 转速365 r /min, 根据飞力公司所提供的产品技术规范文件中标明的技术数据, 其电压及额定电流、起动电流参数如表1 所示。
16P 13 kW的潜水搅拌器额定电流为44 A, 额定电压为400 V, 而在380 V 电压状态下负载运行时, 电流表显示线电流为41 A, 根据显示数据和公式计算,该规格的潜水搅拌器每h 实耗电能高达近27 kW·h。
国内亚太技术创新中心所研发采用齿轮传动的同类产品配套电机选用4 P 15 kW, 与飞力公司产的16 P 13 kWITT 型潜水搅拌器在同等条件下运行,根据实测技术数据计算, 每h 的耗电量仅为16 kW·h,两者能效的比较见表2。
进口飞力公司产的16 P 潜水搅拌器的价格需17 万元/台, 而一台15 kW的国产齿轮减速电机的潜水搅拌机的价格仅是它的47%。
一座处理量5 ×104 m3 /d 的污水处理厂需用6台潜水搅拌机, 若在全国用1 200 台这样的搅拌机,仅此一项, 每年浪费的电能费用就高达7 516.08 万元。
2 倒伞曝气机
城市污水处理厂除泵站用的水泵属于高耗能设备之外, 最关键、也是耗能最大的设备便是曝气工艺过程中的曝气设备, 卡鲁塞尔氧化沟所用的关键设备是倒伞曝气机。毋庸置疑, 延时曝气、完全混合型的倒伞曝气机, 无论是操作管理、使用寿命、节能降耗、处理效果等诸多方面, 皆优于转碟、转刷和微孔盘式、管式等曝气设备, 是适应我国南北方气候, 也是适合我国国情并值得推广的曝气充氧设备。
美国EIMCO 公司、德国琥珀公司和荷兰DHV等国外公司产的叶轮直径3 750 mm 的倒伞曝气机,配套电机是6 P, 额定功率为132 kW, 这些进口的倒伞曝气机, 根据资料介绍, 在清水中的充氧动力效率, 最高的都不超过2.8 kg/( kW·h) 。
我国的新一代国产复合叶轮倒伞曝气机, 经同济大学模拟检测, 叶轮直径3 750 mm 的国产倒伞曝气机清水中理论动力效率达3.95 kg/( kW·h) , 而在污水中实测的动力效率高达3.22 kg/( kW·h) 。根据GBT14—1987“室外给排水设计规范”第6.7.3 规定曝气充氧的α修正系数为0.85, 那么, 清水中测得的动力效率按α修正系数修正后的污水中理论动力效率为3.95×0.85=3.356 kg/( kW·h) , 而污水中测得的动力效率为3.22 kg/( kW·h) , 两者基本吻合。
我国亚太公司研发的倒伞曝气机与上海某石化污水处理厂引进的美国EIMCO 公司产的同类同规
格产品的能效比较结果见表3。
从表3 可知, 一个处理能力为4 ×104 m3 /d 的污水厂, 以4 台倒伞曝气机计, 若用国产设备则比引进美国产品每年可节约电费141 余万元。有人认为, 国外的曝气机推力大, 可省去潜水推流器, 这是误解, 倒伞型曝气机在运行时, 提升力很小, 不同的浸没深度直接影响着平推能力和充氧效果, 没有相应的搅拌和提升能力, 完全依靠平推能力是不可能完全阻止氧化物中污泥沉降的。况且, 曝气机的主要功能是曝气充氧、混合, 动力效率是考核设
备的主要技术指标, 将曝气机完全浸没在水中运行时, 它的推力可能最大, 但充氧效果也最差。为解决因推力不足引起的污泥沉降问题, 最经济实用的设计方案是在1 万m3 容量的氧化沟中增加1 台功率7.5 kW叶轮D 2 500 的潜水推流搅拌机。即便如此,与引进和国内仿制的现有同类产品相比, 国产倒伞曝气机处理能力提高了30%, 动力效率提高70%,能耗仍可节约30%左右, 从全国应用曝气机的污水处理厂来核算, 每年可节约的电耗和电费何止若干亿元。
3 结论
我国是能源消耗大国, 国家对节能降耗的工作一直抓得很紧, 每m3 污水处理的费用降1 分钱, 全国累计起来就是惊人的数字, 根据以上计算仅采用国产新型倒伞曝气机每处理1 m3 污水就能降1 角钱的电费, 全国所有污水处理厂的高耗能同类设备,都能用该设备替代, 将产生十分可观的经济效益和社会效益。
[ 参考文献]
[ 1] 相红英.切勿盲目引进, 国产污水处理设备亦可取[N] . 中国工业
报, 2006- 09- 04.
[ 作者简介] 张鑫珩(1946— ) , 高级工程师, 中国环境保护产业协会
水污染治理委员会委员, 亚太水工所总工, 江苏省亚太技
术创新中心主任。电话: 0523- 7659536, 13809015343。
