卓有成效的技术改造

提高水处理效率的智能现代化方案

作者:Adrian Schwyzer 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:33 发布时间:2018-09-13
德国、奥地利和瑞士的水处理设备一直引领着技术发展趋势,尽管它们已经运行了几十年,但通过材料和零部件的技术改进仍能进一步将生产能力再提高50%,而且无需扩大工厂占地面积。
卓有成效的技术改造

30年或者40年前在德国、奥地利或者瑞士建造的水处理厂,直到今日的工作运行状况都非常良好,它们的设计都十分明智,其由专业团队进行建造,并在整个寿命周期内都进行了充分的维护。

水处理设备的设计者在这些国家发现了世界各地的水处理设备从未达到过的中欧标准。因此,现代化的技术改造仍然为我们提供了能够将水处理厂生产能力提高50%的巨大商机。在极少数情况下,这种改造可能会涉及到整个水处理厂的整体重建,基于水处理厂较好的初始条件,大多数情况下,一些小规模的改革都是很有意义的。通常情况下,数月乃至数年时间关闭水处理厂是不可能的,这就要通过使用预装配的装备来缩短技术改造的工期。

最新上市的隔膜泵能在泵的尺寸规格不变的情况下将泵送流量翻一番
最新上市的隔膜泵能在泵的尺寸规格不变的情况下将泵送流量翻一番

在改造水厂时必须注意两个重要问题,一个是城市人口在过去40年里增长强劲。柏林现如今的城市居民比1976年增加了大约519 000人,汉堡人口增加了162 000人,苏黎世增加了33 000人,维也纳的居民人数也增加了约253 000人。

在城市面积不变的情况下,这就要求水处理设备效率要大幅度地提高。需注意的另一方面是处理要求的不断提高,尤其是需要进一步清除水中的微量污染物。而在清除这些微量污染物时,臭氧和活性炭则是首选的清洁剂,而且其中的活性炭对塑料管道的影响也要少得多。

技术改造的第一步是测量整个水处理系统中的流量,不仅仅只测量与生产有关的关键点流量。现代化的超声流量检测仪可以提供高精度的检测结果,而且无需在管道上钻孔,只需将它们卡在或夹紧在管道上。而老一代的管道系统常常是钢质材料的管道系统,其缺点是易腐蚀、重量大、更换时需要力学设备和人力以及内表面粗糙,并附有大量的沉积物。所以更换老旧的塑料部件是非常有必要的,因为现代的塑料材料在性能方面较过去有进一步的改进和提高。

例如使用高密度聚乙烯HDPE材料的泵站能够有效地吸收振动并抑制液压冲击,从而延长使用寿命。对于铺设在地下的塑料管道系统,例如聚乙烯塑料管道,由于有着很好的弹性,所以也就不必在管道系统转向时,使用混凝土预制块来强制转向,管道沟槽也不需要特殊的修整。这样的管道系统可以事先焊接在一起,以供随时使用,这就可以节约大量的成本费用。

另一个重要的问题就是,更加精细的污水净化工艺技术要求现代化的管道系统具更强的耐化学性能,这包括使用氯化铁或者氯化铝这样的凝絮剂和PH调整用的盐酸和氢氧化钠,以及用氯或者其他高氧化物质进行消毒。另一个发展趋势是回收主要因农药而带入水中的磷。在这一回收过程中常常也要用到诸如硫酸这样的腐蚀性物质。另外,不论是从公共利益还是从私人利益的角度出发,材料的生态性能也是一个重要因素,塑料的使用寿命越长,越有利于CO2的平衡。

新型隔膜泵能够在泵的规格相同时,提供必要的泵送流量,有时甚至能够实现泵送流量翻番,而较老的水处理设备使用的常常是柱塞泵。在今天看来,检查水处理系统使用其他类型的阀门和水泵是否合适也非常有必要。

就水处理设备使用的传感器而言,改用更加简单的或者制导式的雷达传感器也是一个不错的选择,它可以更加精确地测出泡沫或者湍流表面下的正确水位。凡是可以在管道内部安装传感器的地方,都可以使用没有适配器的变型解决方案,这一方案可以更加快捷地实现安装。

从长远角度来看,这种解决方案的泄露风险也更小。但这种优化改进往往超出了水处理运营商的认知水平和经验,因此就需要外部专家协助进行整个水处理厂范围内的规划设计,例如管道分支的新增,性能改进的初滤设备的安装和调试。因此,能够完成整体规划的合作伙伴和合适的规划设计人员对于水处理厂非常重要。