創(chuàng)新流體技術(shù)與村鎮(zhèn)污水處理應(yīng)用的探討

　　大會由中國城市科學(xué)研究會、中國城市科學(xué)研究會水環(huán)境與水生態(tài)分會、國際水協(xié)中國委員會、江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、蘇州市人民政府聯(lián)合主辦，大會得到住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、江蘇省人民政府和國際水協(xié)(IWA)的大力支持。
 

　　30場專題分論壇中，匯聚了300多位國內(nèi)外城鎮(zhèn)水務(wù)與水環(huán)境綜合治理領(lǐng)域的專家，圍繞城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展改革、海綿城市建設(shè)、城市智慧水務(wù)建設(shè)運(yùn)行、黑臭水體整治、村鎮(zhèn)生活污水治理等專題深入探討和交流，全面解讀當(dāng)前水污染防治攻堅(jiān)和水生態(tài)修復(fù)中遇到的重點(diǎn)難點(diǎn)問題。
 

　　村鎮(zhèn)污水處理&流體裝備應(yīng)用
 

　　“村鎮(zhèn)污水主要由生活污水和農(nóng)業(yè)廢水組成。這些污水嚴(yán)重影響廣大人民群眾的生活質(zhì)量和工作環(huán)境，必須要進(jìn)行處理?！敝袊髽I(yè)協(xié)會流體裝備分會會長、中國計(jì)量大學(xué)流體裝備與檢測技術(shù)研究所所長牟介剛教授如是說。
 

牟介剛教授
 

　　牟介剛教授是在11月27日上午“村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施建設(shè)與創(chuàng)造”分論壇上，發(fā)表題為《創(chuàng)新流體技術(shù)與村鎮(zhèn)污水處理應(yīng)用的探討》的主題報(bào)告時(shí)作出以上表述的。他指出，在處理污水時(shí)，為減小污水排放量及其復(fù)雜程度，應(yīng)符合國家的相關(guān)環(huán)保政策和推薦的方法措施，對發(fā)展農(nóng)村清潔新能源、保護(hù)人居環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展等具有重要的意義。
 

　　作為流體裝備領(lǐng)域的行業(yè)專家，歷經(jīng)數(shù)十年的研究和實(shí)踐，牟介剛教授對于流體裝備技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用頗具發(fā)言權(quán)。在他看來，污水處理過程的主體要素是水，離開流體機(jī)械污水是不能流動的，因此污水處理與流體機(jī)械是緊密相連的。不同的污水處理工藝流程，采用不同的處理裝置和設(shè)備。各種不同型式的泵類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在不同污水處理工藝流程的組成單元中。
 

　　在發(fā)言中，牟介剛教授提供了一組數(shù)據(jù)：目前為止，據(jù)泵行業(yè)組織統(tǒng)計(jì)，2018年國內(nèi)需求量與出口量共計(jì)為2500~2600億元人民幣，我國每年發(fā)電量的18%-21%用于泵類產(chǎn)品，全國泵企業(yè)數(shù)量為14000~15000余家。
 

　　而且伴隨行業(yè)發(fā)展，泵產(chǎn)品的應(yīng)用越來越細(xì)化，比如大型軸流泵、超臨界鍋爐給水泵、油氣混輸泵、大型隔膜泵為大型工程用泵；斜流泵、脫硫泵、鍋爐給水泵在電力工業(yè)中廣泛應(yīng)用；石油化工中常用到的是單級單吸化工泵、多級離心油泵、多級耐腐蝕泵、磁力泵等；多級煤炭用泵中開泵、單級單吸清水泵常用于煤炭工業(yè)；立式多級泵、雙聯(lián)單級離心泵、中開泵、立式管道泵多用于市政建設(shè)……
 

　　牟介剛教授介紹，污水處理工程中應(yīng)用多的泵類是潛水污水泵；其次是清水離心泵 ，排在其后是潛水泵和螺桿泵、污水泵、旋流泵、螺旋泵、潛污軸流泵、柱塞泵；后是污水混流泵、射流泵、管道泵和計(jì)量泵等。
 

　　五大污水處理流體機(jī)械創(chuàng)新技術(shù)
 

　　現(xiàn)階段，我國污水處理流體機(jī)械創(chuàng)新技術(shù)主要體現(xiàn)在5大方面，分別是系統(tǒng)集成技術(shù)、智能控制技術(shù)、生物仿生技術(shù)、無堵塞/節(jié)能技術(shù)新材料技術(shù)。針對5方面技術(shù)創(chuàng)新，牟介剛教授作了詳細(xì)闡述：
 

　　系統(tǒng)集成技術(shù)
 

　　系統(tǒng)集成( system integration)通常是指將軟件、硬件與通信技術(shù)組合起來為用戶解決信息處理問題的業(yè)務(wù)，集成的各個分離部分原本就是一個個獨(dú)立的系統(tǒng)，集成后的整體的各部分之間能彼此有機(jī)地和協(xié)調(diào)地工作，以發(fā)揮整體效益，達(dá)到整體優(yōu)化的目的。例如：恒壓供水設(shè)備的控制部分。
 

　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)集成，是優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不同的獨(dú)立產(chǎn)品的集成，以及不同廠家產(chǎn)品選型，搭配的集成，集成所要達(dá)到的目標(biāo)-整體性能優(yōu)，即所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且全系統(tǒng)是低成本的、率的、性能勻稱的、可擴(kuò)充性和可維護(hù)的系統(tǒng)。例如：主體產(chǎn)品加輔助系統(tǒng)、機(jī)械產(chǎn)品加控制部分、一體化泵站。
 

　　智能控制技術(shù)
 

　　智能控制主要是利用計(jì)算機(jī)來對人類智能進(jìn)行模擬，在無人干預(yù)的條件下，對智能機(jī)器進(jìn)行驅(qū)動，完成比較復(fù)雜的控制任務(wù)，智能控制的工作重心在于高層控制，完成多樣性的目標(biāo)。智能控制是對傳統(tǒng)控制理論的進(jìn)一步延伸，在傳統(tǒng)控制基礎(chǔ)上發(fā)展出的更的控制技術(shù)。
 

　　智能控制系統(tǒng)會通過分布式及開放式的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)綜合的對信息進(jìn)行處理，達(dá)到系統(tǒng)某些方面高度自治的要求，使系統(tǒng)能夠做到全局優(yōu)化。目前為止市場上的大多數(shù)產(chǎn)品都不是智能產(chǎn)品。例如：智能泵產(chǎn)品、智能檢測系統(tǒng)、智能泵站等等。
 

　　生物仿生技術(shù)
 

　　仿生學(xué)顧名思義就是通過研究生物對象和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征以及相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)，通過能量轉(zhuǎn)換來提取重要信息。并將提取的信息和知識應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)制造、高精尖行業(yè)、建筑、科技、醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科的一門綜合學(xué)科。通過對生物固有的結(jié)構(gòu)特征的提取、研究，進(jìn)行相應(yīng)模仿學(xué)習(xí)，并重建生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能并應(yīng)用到人類領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對自然環(huán)境的適應(yīng)和改變，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值。
 

　　生物仿生技術(shù)是模仿自然界生物的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、行為、原理、功能、體內(nèi)的物理和化學(xué)過程、能量的供給、記憶與傳遞等特殊本領(lǐng)，為科學(xué)技術(shù)和工程中利用這些原理提供新的設(shè)計(jì)思想、工作原理、系統(tǒng)架構(gòu)的技術(shù)。
 

　　例如：利用鱷魚的外觀表面結(jié)構(gòu)、蝦爬子的表面結(jié)構(gòu)的減阻原理，應(yīng)用與流體機(jī)械產(chǎn)品中，既可以減少阻力提率，又可以提高抗磨損能力。
 

　　無堵塞、節(jié)能技術(shù)
 

　　在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在國內(nèi)對污水污物潛水電泵進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，根據(jù)對國內(nèi)外無堵塞泵整體結(jié)構(gòu)的分析 ，目前常用的有潛水式無堵塞泵 、立式無堵塞泵和臥式無堵塞泵等。而無論是何種結(jié)構(gòu)形式的無堵塞泵，要想實(shí)現(xiàn)無堵塞性能，關(guān)鍵在于葉輪的結(jié)構(gòu)型式。無堵塞泵葉輪的主要結(jié)構(gòu)型式雙流道葉輪。流道式葉輪又稱無葉片葉輪，并可分為單流道葉輪和雙流道葉輪兩種。
 

　　從葉輪進(jìn)口至出口分別是一個或兩個彎曲的流道 ，適合于輸送大顆?；蚝L纖維物質(zhì)的液體，它的抗纏繞 、無堵塞性能在幾種無堵塞葉輪中為佳，泵的效率較高，功率曲線較平坦，耐磨損性也較好。尤其對于雙流道式葉輪，平衡性好， 運(yùn)行平穩(wěn) 、可靠 ，適合于較大流量和較高揚(yáng)程。例如：無堵塞自吸排污泵。
 

　　新材料技術(shù)
 

　　流體機(jī)械輸送的介質(zhì)種類是非常多的，介質(zhì)的性質(zhì)也是不同的，介質(zhì)不同應(yīng)用的材料就不同的，因此材料對流體機(jī)械來說是非常重要的。有些泵產(chǎn)品很容易造成極大的沖刷腐蝕空蝕及磨損。
 

　　例如：渣漿泵，煤炭冶金部門主要采用水力輸送礦漿(煤漿) 漿體濃度較大，使用的泵腐蝕磨損嚴(yán)重，有些在礦山使用的渣漿泵因過流部件的穿洞變形或其它形式的結(jié)構(gòu)失效，一星期左右就報(bào)廢被稱為星期?；鹆Πl(fā)電廠的煤漿輸送和灰渣排放等都存在液--固兩相流沖蝕磨損問題。
 

　　創(chuàng)新污水泵產(chǎn)品
 

　　在創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)之上，必然會有一系列創(chuàng)新的產(chǎn)品。牟介剛教授對創(chuàng)新污水泵產(chǎn)品介紹同樣作了深入介紹。
 

　　一體化泵站：主要應(yīng)用在城鎮(zhèn)污水、河道截污，低洼地帶、橋涵積水、小區(qū)地勢低處的雨水排放，景觀水補(bǔ)水、循環(huán)、灌溉。
 

　　智能泵站：利用智能技術(shù)，在無人干預(yù)的條件下，對泵站進(jìn)行監(jiān)測、控制，完成比較復(fù)雜的工作任務(wù)，智能控制的工作重心在于高層控制，完成多樣性的目標(biāo)。
 

　　智能泵類產(chǎn)品：利用智能技術(shù)，在無人干預(yù)的條件下，對單個泵產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測、控制，完成比較復(fù)雜的工作任務(wù)，目前為止在規(guī)模比較小的產(chǎn)品中應(yīng)用較多。
 

　　特殊結(jié)構(gòu)泵類產(chǎn)品：根據(jù)實(shí)際應(yīng)用工作條件的需要，研制一些特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，理想地滿足惡劣的使用工況。例如：利用仿生原理制造的渣漿泵，泵體結(jié)構(gòu)如圖。
 

　　具有切割功能泵類產(chǎn)品：為了提高排污泵的輸送過流能力，增加了產(chǎn)品的切割功能，顯著提升產(chǎn)品使用功效，擴(kuò)大產(chǎn)品的使用范圍。
 

　　無堵塞自吸泵類產(chǎn)品：采用特殊結(jié)構(gòu)的離心泵葉輪，對產(chǎn)品的水力部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品節(jié)能效果和自吸性能。
 

　　高速泵類產(chǎn)品：為了提升產(chǎn)品的節(jié)能效果、降低成本，提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)速，一般在3000-6000轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，效果明顯。此種設(shè)計(jì)方法需要注意產(chǎn)品的汽蝕性能的需求。
 

　　應(yīng)急處理永磁電機(jī)泵類產(chǎn)品：輕便小巧、組合靈活、使用簡便、適用于城區(qū)積水、郊區(qū)積水、地鐵、地下空間、下立交、深基坑、管網(wǎng)搶修等環(huán)境特殊的救援搶險(xiǎn)工作 。
 

　　國內(nèi)外產(chǎn)品制造商
 

　　后，牟介剛教授對國外主要泵公司、國內(nèi)主要泵公司以及一體化泵站主要泵公司進(jìn)行了分享：