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从全面达标污水厂设计看设备专业的重要性 刘喜光 (中国市政工程东北设计研究总院，长春l30021) 前 言 20年前，许葆玖先生提出了“水工业”概念，不久，聂梅生先生任总主编组织编写了 《水工业工程设计手册》，并提出水工业工程应该从土建型向设备型转变的观点。但当时可 以说和者盖寡。例如本人做为第二主编的《水工业工程设计手册——设备册》，尽管由当时 的机电委员会主任张杰院士亲任第一主编，张大群副主任，邢德新秘书长等任主编，并汇 集国内著名专家通力完成的“九五”科技攻关成果出版后，售量很少，竟要靠自己去卖书 的钱来充稿费。市政八大设计院中好象只有天津院和北京院保留了水设备专职设计人员。 青山遮不住，毕竟东流去，今天，本人通过参与国家“九五”、“十五”及“863计划” 科研课题工作，以及几个全面达标的污水厂设计实践，除了领略到我等只能仰视许聂两位 大师的高度外，也真正体会到在今天完全达标的污水厂，应是一座现代化的生化过程(流程) 设备型水加工业工厂。设备设计专业不但不可或缺，而且大有可为。 根据国家“三同时”环境管理制度的要求：一切建设项目，其中防治污染和其公害的 设施和其它环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。既污水厂也 必须污水、污泥、臭气、噪声同时设计，同时施工，同时达标排放。本人在参与完成了几 个真正意义上完全达标的污水厂设计后，深感到设备专业的重要性。 1污水工艺设备设计 1．1能达标的工艺路线 据国家“十五”重大科技专项“水污染控制技术与治理工程”的研究成果，三种污水 处理工艺(A2／O法、sBR法和氧化沟)，经改良后被认为最有可能达到国家污水排放一级A 标准，其中A2／0法要再加一段A／0过程或加五因子可调手段，SBR法中只有CAST工艺再 加上分段进水方法，可能达到一级A中氮、磷排放标准。氧化沟法要加厌氧段。 1．2达标工艺下的设备配置 国家863计划《城市污水处理设备成套化研究》正是针对以上三种主导工艺开展的设 备的成套化及其应用研宄。本人参加的《SBR处理设备成套化研究(课题号2004AA601020)》， 研制的设备就有：新型利浦罐、新型微孔曝气器、新型滗水器、新型潜水搅拌机等。而本 人顾问过的《A／O处理设备成套化研究》课题，研制的设备更多，不锈钢叠梁闸、转鼓式 细格栅，正压脉冲气提装置，潜水搅拌机移动装置，水下移动隔墙、管式曝气器，非金属 刮泥机，浓缩脱水一体化机等。在污水厂设计中，这些设备由一个单位的设备设计人员在 一个设计周期内完成，难度和工作量可想而知。 1．3 CAST工艺中的设备设计 本人经历的首个CAST工艺大型污水厂设计，因种种原因，要建在一类居民生活区内， 污水排放要达到一级A标准，污泥要求干化，臭气排放要超过一级排放标准。为收集臭气， 、 24 反应池要带盖密封。并为了保温，埋在地下3米多深，工艺专业要求滗水器连续工作15 年不能维修。滗水量1000m3／h，滗水深度3m，共24台。在国内所有滗水器产品都不可用 的情况下，因己无水设备设计专业，只能求助于本院的燃气设备专业人员。 经过分析，这种较大流量和深度的滗水器，结构上只能采用旋转式，而旋转式又分为 机械式和浮力式两种，首先将机械式滗水器排除，只能采用浮力式的滗水器，因为浮力式 滗水器追随水面升和降的力都靠的自身的浮力，另外两个力：一个是集水口抬出水面的力 (或关阀力)，另一个是集水口浸入水面的力(或开阀力)，靠精确的设计滗水器空载和满载 的浮力差，浮力式滗水器自身也可以解决其中的一个力。但4个力全靠浮力的滗水器，既 自力式滗水器，尽管很多产品和专利都号称是自力式的，但仔细一看，无非是一些采用了 阀控(手动、电磁、电动)或借助了处理工艺流程上泵等外力的装置。无一名实相符。 我们所要设计的滗水器，运动副和零部件越少越好，材料的密封性，使用寿命，设计 精度，可靠性，都要求极高。看似简单的浮力式滗水器，其自适应，自反馈调节和特有的 匀减速滗水性能，是机械式滗水器很难做到的。 能否设计出真正的自力式滗水器，我们经过许多次试验，虽然搞出了几种原理样机， 但其可靠性和使用寿命都需经过中试和工业化试验。已做为一名机械学博士研究生学位论 文选题去继续完成。我们设计出了两种实用的浮力式滗水器供本工程工艺专业选择，第