环保设备原理与设计--10水工业设备学科(本篇导论

©BIPT环保设备原理与设计多媒体教案陈家庆教授©BIPT第一篇水处理设备原理与设计第1章不溶态污染物的分离技术与设备第2章典型的化学/物化法水处理技术与设备第3章生化法水处理工艺与设备第4章污泥集运、处理技术与设备©BIPT第一篇水处理设备原理与设计之总述NO.2b讲授提纲©BIPT1.1水污染治理方法的分类用各种处理方法将污(废)水中所含的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使水质得以净化。治理方法按其作用原理可分为四大类：不溶态污染物的分离技术、污染物的化学转化技术、物理化学法(简称物化法)、生物化学法(简称生化法)。一、水污染治理方法及其设备分类不溶态污染物的分离技术：去除污(废)水中呈悬浮状的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。物理化学法(简称物化法)：去除污(废)水中的溶解物质，是一种深度处理方法。按照水质净化要求，污水处理技术可划分为一级处理、二级处理和三级处理。©BIPT©BIPT©BIPT©BIPT(1)一级处理早期，人们仅认识到有机污染物对环境生态的危害，从而把有机物即碳源、生化需氧量(BOD5)和悬浮固体(SS)的去除作为污水处理的主要水质目标。一级处理有时也叫物理处理或机械处理，常用的方法有筛滤法、重力沉降法、浮力上浮法、预曝气法等。(2)二级处理在一级处理的基础上再进行处理，以去除污(废)水中的大量有机污染物，使水质进一步净化。长期以来，主要把生物化学处理作为二级处理的主体工艺。近年来，国内外正在研究采用化学或物理化学处理法作为二级处理的主体工艺，二级处理原为生物化学处理的同义词已经失去了意义。©BIPT(3)三级处理三级处理是深度处理的同义词，但二者又不完全一致。三级处理是为进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物以及未能降解的有机物、磷/氮等可溶性无机物、重金属、病毒和病原菌、细小悬浮物等；根据处理出水的具体去向，其处理流程和组成单元可以不同。深度处理则往往以再生回用(ReclamationandReuse)为目的，而在二级处理后所增设的处理单元或系统。热点！©BIPTGB18918-2002分年限规定了城镇污水处理厂出水、废气和污泥中污染物的控制项目和标准值，居民小区和工业企业内独立生活污水处理设施污染物的排放管理也按该标准执行。排入城镇污水处理厂的工业废水和医院污水，应达到GB8978、相关行业的国家排放标准、地方排放标准的相应规定限值及地方总量控制的要求。标准我国的污水处理排放标准经历了《污水综合排放标准》(GB8978-88)、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(GJ3025-93)、《污水综合排放标准》(GB8978-96)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的发展历程。Dischargestandardofpollutantsformunicipalwastewatertreatmentplant(GB18918-20022003-07-01实施)关于发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单的公告（国家环境保护总局公告2006年第21号）©BIPT序号基本控制项目一级标准A标准B标准1化学需氧量（CODcr）50602生化需氧量（BOD5）10203悬浮物（SS）10204动植物油135石油类136阴离子表面活性剂0.517总氮（以N计）15208氨氮（以N计）①5（8）8（15）9总磷（以P计）2005年12月31日前建设的11.52006年1月1日起建设的0.5110色度（稀释倍数）303011pH6-912粪大肠菌群数（个/L）103104城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)备注：①括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。标准©BIPT目前我国县级以上的城市污水处理厂一般都按一级B标准作为设计要求，但在“三河三湖”(如太湖、巢湖、滇池)、松花江水系的辽河流域、“南水北调”重点区域，以及北方缺水地区(如河北省、山西省、内蒙古自治区)等地，应根据原国家环保总局文件《关于严格执行[城镇污水处理厂污染物排放标准]的通知》(环发【2005】110号)的要求，执行一级A标准；其他地区若将城镇污水处理厂出水作为回用水或“将出水引入稀释能力较小的河湖作为城市景观用水”也应执行一级A标准。政策为解决这些重点地区污水综合治理、污水回用或城市景观用水的需求，新建污水处理厂必须在二级处理(脱氮除磷)的基础上增加深度处理，一次建成达到一级A标准；已建二级处理的城镇市政污水处理厂要求升级改造，在解决脱氮除磷的基础上增加深度处理，由一级B标准升级改造达到一级A标准。©BIPT水污染治理设备主要分为通用设备和专用设备两大类，前者如罗茨鼓风机、离心鼓风机、水泵、阀门、闸门等，后者如格栅除污机、刮砂机、吸砂机、刮泥机、吸泥机、曝气设备、滗水器、污泥浓缩脱水设备、污泥利用设备等。1.2水污染治理设备的分类水污染治理的投资构成情况一般为：工程费约45%、拆迁费约25%、设备费约21%、其他费用约9%。污水处理厂投资构成©BIPT专用设备投资一般占设备总投资的60%～65%，因此也是水污染治理行业的重点配套产品。一般而言，专用设备又可分为单元处理设备、组合处理设备两大类，是本篇介绍的重点。(1)单元处理设备①不溶态污染物的分离设备——如拦污机械(格栅、筛滤)、沉砂池、沉淀池、澄清池、过滤池、离心分离机等。②污染物的生物化学法处理设备——如活性污泥法使用的曝气设备、浓缩脱水设备，生物膜法使用的生物滤池、生物转盘及生物接触氧化池等，厌氧消化法使用的沼气利用设备等。©BIPT④溶解态污染物的物理化学法处理设备——如吸收塔、离子交换器、萃取塔、蒸发器及各种膜分离装置等。也有公司企业将城镇污水系列单元设备进行如下分类：拦污排污类、排砂除砂类、排泥除渣类、曝气设备类、污泥脱水类、加药搅拌类、水位调节类、输送提升类、溶气气浮类、其他设备类，以北京海斯顿环保设备有限公司的产品系列为例：③污染物的化学法处理设备——如化学沉淀槽、中和设备、搅拌设备、加药设备、消毒设备、软化脱盐设备、电解槽等。©BIPTa.拦污排污类：b.排砂除砂类：GSB型桥式吸砂机GRC型链式除砂机GC螺旋砂水分离器GRV型旋流除砂池设备SLD固液分离脱水一体机SBC型背耙式格栅除污机SBR型回转式齿耙格栅除污机SC型弧型格栅除污机SHC高链式格栅除污机SW钢索式格栅除污机SS型阶梯格栅除污机SFC型粗细格栅一体机SRH回转式钩齿格栅除污机©BIPTc.排泥除渣类：STP型周边传动浓缩刮泥机SSM型澄清池搅拌刮泥机SB型桥式吸泥机SSB型桥式刮泥刮渣机SCP型链板式刮泥刮渣机PSC集渣(油)管SSC型中心传动刮泥机SSP型周边传动刮泥机SPD型周边传动刮吸泥机SPC型中心传动单管式吸泥机STC型中心传动浓缩刮泥机©BIPTd.曝气设备类：e.污泥脱水类：ARD型转碟曝气机ARB转刷曝气机AJ射流曝气机AC覆盘微孔曝气器AD环形曝气器AF膜片微孔曝气器FPB型带式压滤机FPT型带式浓缩压滤一体机©BIPTf.加药搅拌类：MS型潜水搅拌机PS型潜水推进器DT型双罐式一体化加药装置DB型箱式一体化加药装置MR型反应搅拌机MF型平桨式混合搅拌机MT型涡轮式混合搅拌机MP型推进式混合搅拌机g.水位调节类：WDF浮筒式滗水器WDT型伸缩式滗水器WDR型旋转式滗水器WDP型压筒式滗水器SGQ、SGR型铸铁闸门SGS型钢闸门SGL型叠梁门WR型旋转堰门©BIPTh.输送提升类：CP板式输送机CB皮带输送机CSS型无轴螺旋输送机SP型螺旋压榨机SH污泥斗i.溶气气浮类：AFS浅层零速气浮系统AFD型溶气气浮机AFC旋切式气浮机ARD溶气释放器j.其他设备类：MA型微滤除藻机TPS型三相分离器©BIPT格删清污机械成套设备输送压榨机成套设备系列沉砂池成套设备系列刮吸泥成套设备系列净水处理成套设备系列污水（泥）处理成套设备系列曝气成套设备系列水位控制成套设备系列配套及总包工程净水中水纯水设备系列污水（泥）废气处理成套设备系统产品列表|PRODUCTS©BIPT污水处理厂主要设备占设备总价值的比重©BIPT(2)组合处理设备由两种或两种以上单元处理设备组合在一起构成，用于处理某种特定场合下的污(废)水，设备紧凑、功能齐全。例如小型生活污水处理装置、游泳池水处理装置、地埋式一体化中水处理装置等。©BIPT2.1我国水污染治理设备的发展历程20多年的生产发展历程可分为快速起步、落入低谷、复苏发展、蓬勃发展4个阶段：二、我国水污染治理设备的发展历程及研究重点(1)1980～1989年的快速起步阶段(2)1990年—1996年的落入低谷阶段(3)1997年—2005年的复苏发展阶段(4)2006年—今后的蓬勃发展阶段©BIPT(1)1980～1989年的快速起步阶段建设部所属各大型市政设计院着手进行城市污水处理厂和专用设备的开发设计。天津纪庄子污水处理厂于1984年建成并投入运行，承担着天津市和平区、河西区、南开区等三个行政区域的污水处理，服务面积6289公顷，日处理污水能力为26万立方米，是国内第一座大型城市污水处理厂。纪庄子污水处理厂在当时创造了几项全国第一：当时全国最大的二级城市污水处理厂，26万m3/d。建设速度快，1982年由中国市政工程华北设计研究院设计，1983年施工，1984年建成并投产使用。所需30多种200多台套专用设备全部由中国市政工程华北设计研究院设计，天津市政工程机械厂等制造。©BIPT主要设备有格栅除污机、沉砂池刮砂机、DN=45m初沉池刮泥机、DN=45m二沉池吸泥机、DN=1.2m螺旋提升泵、DN=18m浓缩机、真空转鼓脱水机、鼓风机、沼气发电机等。目前除了部分设备更新之外，大部分设备仍在继续运行。采用二级生化处理工艺，处理后的污水进入南排污河后，经大沽排污河入渤海，设计进水水质BOD5为200mg/L，SS为250mg/L，出水水质为BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L，达到国家二级排放标准。天津纪庄子污水处理厂2000年转制为上市企业运作，隶属天津创业环保股份有限公司。2006年实施改、扩建工程，扩建后处理规模为54万m3/d，污水处理采用A/O除磷工艺，污泥处理采用浓缩-中温厌氧消化-机械脱水处理工艺。©BIPT天津纪庄子污水处理厂的成功运行使我国的城市污水处理开始走向规模化、工业化的道路，并奠定了我国城市污水处理专用设备设计制造的原始基础。随后杭州四堡污水处理厂(处理能力40万m3/d，一级处理)、广州大坦沙污水处理厂(处理能力15万m3/d，二级处理，A2/O工艺)、无锡芦村污水处理厂(处理能力20万m3/d，二级处理)相继建成，这些污水处理厂大部分也都采用了国产设备。我国污水处理业由此进入真正的发展时期，一些设备制造企业如唐山清源、扬州天雨、宜兴一环、天津市政工程机械厂等都在这个时期发展起来。©BIPT(2)1990年—1996年的落入低谷阶段1988年以来，由于我国污水处理厂建设资金不足，欧洲发达国家陆续提供政府贷款，这种贷款大部分只能用于购买贷款国的技术和设备。但由此产生的负面影响也很大，一是增加了污水处理厂的基本建设投资，国外设备在价格上一般比国内设备高3～4倍，有的高7～8倍；二是由于90%以上的新建污水处理厂利用贷款引进设备，使我国的污水处理设备制造业受到严重抑制。国营大中型企业很少介入这一领域。://cnchenglu.com/main.asp©BIPT高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡；根据上游管网配套情况及资金状况，按统一规划分期建设的原则，该工程分两期实施。