威乐发布市政污水厂提标改造报告

　　2024年3月25日-28日，“2024年污水处理厂提标改造（污水处理提质增效）高级研讨会(第八届)”，于安徽省合肥市成功举办。威乐中国技术支持经理黄建军在大会上发表了题为《威乐高效解决方案助力市政污水厂提标改造》的技术报告。

　　以下是报告的精彩内容：

　　我国污水处理厂的建设现状如何？截止到2022年，我国已建成的城市的污水处理厂2894座，处理能力超过了2.16亿吨每天；县一级的污水处理厂1801座，处理能力是4,184.7万吨每天，乡村一级污水处理厂是2456座，处理能力只有146万吨每天。

　　通过简单的数据对比，我们可以看到我国目前的污水处理厂主要还是集中在城市，事实上截止到2022年底，我国的城市污水收集处理率已经超过了98%，因此未来城市污水处理厂的建设方向，是以提标改造、提质增效为主体。

　　那么我国污水处理厂目前面临着哪些挑战？经过我们的走访和调研，目前我国的污水处理厂主要面临着以下三大挑战。

　　第一大挑战就是能源消耗高。截止到2022年，我国的污水处理厂总耗电量已经超过了180亿度电，占全国的用电总量的2.3%，是典型的耗电大户。对标欧美先进的国家，我国单位污水的处理能耗大约高了20%左右。污水厂中水泵与搅拌器设备占整个污水处理厂的能耗的15%——20%，因此在泵搅设备的节能空间还是非常大。

　　第二大挑战是设备的维护维修成本。污水处理厂污水介质通常比较差，环境也相对恶劣，很多污水处理设备的故障率比较高，而一些关键设备如果出现了损坏的话，可能导致污水厂的出水无法达标，对污水厂造成的损失是不可估量的。

　　第三大挑战是机电设备与系统的匹配度相对较差。在污水处理厂中，污水泵设备经常运转在低效区，导致了设备的能耗偏高，甚至容易损坏。而一些搅拌器设备没有根据工艺特点和池型特征进行针对性设置，无法达到预期的处理效果。

　　威乐作为全球领先的泵搅设备制造商，针对污水厂的三大挑战，提出了自己的解决方案。

　　首先，面对能耗过高的问题，威乐推出了一系列的高效泵搅设备。这里重点为大家介绍威乐智能污水泵：Wilo-Rexa Solid-Q。

　　它是如何实现潜污泵的高效和智能？

　　首先我们为水泵设计最新一代的水力模型。Wilo-Rexa Solid-Q采用半开式的叶轮，和常规的闭式叶轮比较起来，通过率提高很多。而且在叶轮的前端具有锋利的刀片，与底部凹槽配合，具有一定的切割功能。同时整个叶片采用了后掠式、双曲面的螺旋形设计，使得水泵的整体效率仍然处于高效区间。

　　第二，我们给水泵配备了超高效的永磁电机，电机能效等级高达IE5，是目前全世界维持最高能效的潜水电机。

　　第三点，也是最关键的一点，Wilo-Rexa Solid-Q内置集成芯片和网络服务器，给水泵配备了智能的大脑。威乐在芯片里内置了水泵的性能参数和曲线，可以通过智能的计算来智能的判断转速，并且实现高效的多泵互联。

　　面对第二大挑战，污水厂设备容易损坏，维修成本高。威乐提出的解决方案是根据污水介质的工况特点，为其配备特殊的材质，从而降低整个设备的故障率。以MBBR污水处理工艺举例。在这个工艺中，需要在污水中投加大量的活性填料，而搅拌器在运转的时候，不可避免的会和这些调料产生摩擦，进而对设备产生磨损。为了解决这个问题，威乐专门开发了填料专用搅拌器。

　　这种搅拌器的叶轮采用聚酰胺材料，耐磨性能非常好，保证叶片在长时间运行的时候不会产生磨损。对电缆也增加了聚酰胺材质的保护套，保证电缆在长期运行中表皮保持完整。而在搅拌器的外壳，威乐采用陶瓷涂层工艺，确保外壳的耐磨损、耐腐蚀。

　　针对于第三大挑战：系统匹配性差。威乐的解决方案是不仅提供设备，同时也提供了匹配系统的解决方案。

　　例如对于搅拌器的选型，威乐针对污水处理工艺、池型、工况进行选型，应用德国研发的先进搅拌器选型软件，针对每种工况进行定量化选型，保证在能耗最小的情况下，使得搅拌器达到最完美的搅拌效果。

　　同时威乐也提供先进的CFD流体力学模拟。例如上图右侧CFD模拟示例，威乐模拟出整个生化池中的流速分布情况，从而避免流速不足，防止污泥沉积。同时系统找出搅拌器布置中最不利的环节，给出最优化的布置建议，使得搅拌器设备在生化池中能够正常安全的运行。

　　以上就是威乐针对污水处理厂运行的三大挑战，提出的一些解决方案。

威乐中国技术支持经理 黄建军

　　下面我们看一个实际案例，德国海尔布隆污水厂项目。

　　在这个污水厂中它有8个好氧池，总共32台搅拌器。客户经过几年的运行，发现设备的故障率比较高。所以对污水厂的好氧池的设备进行了升级改造，将6个好氧池中的搅拌器替换为威乐的三叶片搅拌器。

　　采用了威乐三叶片搅拌器后，污水厂运行故障率得到了有效控制。原因一方面威乐是采用三叶片设计，每个叶片承担的负载得到降低，叶片的使用寿命也得到提高。同时由于三叶片的扭矩波动比两叶片更小，达到了更好的平衡性，所以运行故障率得到了控制。经过客户的测算，整个的故障率降低了30%左右。

　　同时由于威乐应用了更优的水利模型以及更高能效的IE4电机，单台搅拌器的能耗比之前下降了22%。经过一年的测算，威乐的24台搅拌器累计节约了将近15万度电。此次的提标改造充分证明了威乐的泵搅解决方案能够有力帮助污水处理厂的提标改造工程。