創新流體技術與村鎮污水處理應用的探討
———牟介剛教授出席第十四屆中國城鎮水務大會分論壇并做深入發言 來源：環保在線編輯：老崔 點擊量：9823 11月26日~27日，以“攻堅水污染防治，加快水生態修復”為主題的第十四屆中國城鎮水務發展研討會與新技術設備博覽在蘇州盛大舉辦。
大會由中國城市科學研究會、中國城市科學研究會水環境與水生態分會、水協中國委員會、江蘇省住房和城鄉建設廳、蘇州市人民政府聯合主辦，大會得到住房和城鄉建設部、生態環境部、江蘇省人民政府和水協(IWA)的大力支持。
30場專題分論壇中，匯聚了300多位國內外城鎮水務與水環境綜合治理領域的專家，圍繞城鎮水務發展改革、海綿城市建設、城市智慧水務建設運行、黑臭水體整治、村鎮生活污水治理等專題深入探討和交流，全面解讀當前水污染防治攻堅和水生態修復中遇到的重點難點問題。
村鎮污水處理&流體裝備應用
“村鎮污水主要由生活污水和農業廢水組成。這些污水嚴重影響廣大人民群眾的生活質量和工作環境，必須要進行處理。”中國水利企業協會流體裝備分會會長、中國計量大學流體裝備與檢測技術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“村鎮生活污水處理設施建設與創造”分論壇上，發表題為《創新流體技術與村鎮污水處理應用的探討》的主題報告時作出以上表述的。他指出，在處理污水時，為減小污水排放量及其復雜程度，應符合國家的相關環保政策和推薦的方法措施，對發展農村清潔新能源、保護人居環境、促進農村經濟社會的可持續發展等具有重要的意義。
作為流體裝備領域的行業專家，歷經數十年的研究和實踐，牟介剛教授對于流體裝備技術的發展與應用頗具發言權。在他看來，污水處理過程的主體要素是水，離開流體機械污水是不能流動的，因此污水處理與流體機械是緊密相連的。不同的污水處理工藝流程，采用不同的處理裝置和設備。各種不同型式的泵類產品廣泛應用在不同污水處理工藝流程的組成單元中。
在發言中，牟介剛教授提供了一組數據：目前為止，據泵行業組織統計，2018年國內需求量與出口量共計為2500~2600億元人民幣，我國每年發電量的18%-21%用于泵類產品，全國泵企業數量為14000~15000余家。
而且伴隨行業發展，泵產品的應用越來越細化，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中廣泛應用；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；立式多級泵、雙聯單級離心泵、中開泵、立式管道泵多用于市政建設……
牟介剛教授介紹，污水處理工程中應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、管道泵和計量泵等。
五大污水處理流體機械創新技術
現階段，我國污水處理流體機械創新技術主要體現在5大方面，分別是系統集成技術、智能控制技術、生物仿生技術、無堵塞/節能技術新材料技術。針對5方面技術創新，牟介剛教授作了詳細闡述：
系統集成技術
系統集成( system integration)通常是指將軟件、硬件與通信技術組合起來為用戶解決信息處理問題的業務，集成的各個分離部分原本就是一個個獨立的系統，集成后的整體的各部分之間能彼此有機地和協調地工作，以發揮整體效益，達到整體優化的目的。例如：恒壓供水設備的控制部分。
產品結構的系統集成，是優化的綜合統籌產品結構設計，不同的獨立產品的集成，以及不同廠家產品選型，搭配的集成，集成所要達到的目標-整體性能優，即所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且全系統是低成本的、率的、性能勻稱的、可擴充性和可維護的系統。例如：主體產品加輔助系統、機械產品加控制部分、一體化泵站。
智能控制技術
智能控制主要是利用計算機來對人類智能進行模擬，在無人干預的條件下，對智能機器進行驅動，完成比較復雜的控制任務，智能控制的工作重心在于高層控制，完成多樣性的目標。智能控制是對傳統控制理論的進一步延伸，在傳統控制基礎上發展出的更的控制技術。
智能控制系統會通過分布式及開放式的結構，系統綜合的對信息進行處理，達到系統某些方面高度自治的要求，使系統能夠做到全局優化。目前為止市場上的大多數產品都不是智能產品。例如：智能泵產品、智能檢測系統、智能泵站等等。
生物仿生技術
仿生學顧名思義就是通過研究生物對象和系統的結構特征以及相應的組織結構，通過能量轉換來提取重要信息。并將提取的信息和知識應用于現代工業制造、高精尖行業、建筑、科技、醫學等多個學科的一門綜合學科。通過對生物固有的結構特征的提取、研究，進行相應模仿學習，并重建生物系統的結構、功能并應用到人類領域，實現對自然環境的適應和改變，創造經濟和社會價值。
生物仿生技術是模仿自然界生物的結構、形態、行為、原理、功能、體內的物理和化學過程、能量的供給、記憶與傳遞等特殊本領，為科學技術和工程中利用這些原理提供新的設計思想、工作原理、系統架構的技術。
例如：利用鱷魚的外觀表面結構、蝦爬子的表面結構的減阻原理，應用與流體機械產品中，既可以減少阻力提率，又可以提高抗磨損能力。
無堵塞、節能技術
在借鑒國外先進經驗的基礎上，在國內對污水污物潛水電泵進行了較為系統的研究，根據對國內外無堵塞泵整體結構的分析 ，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。而無論是何種結構形式的無堵塞泵，要想實現無堵塞性能，關鍵在于葉輪的結構型式。無堵塞泵葉輪的主要結構型式雙流道葉輪。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。
從葉輪進口至出口分別是一個或兩個彎曲的流道 ，適合于輸送大顆粒或含長纖維物質的液體，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， 運行平穩 、可靠 ，適合于較大流量和較高揚程。例如：無堵塞自吸排污泵。
新材料技術
流體機械輸送的介質種類是非常多的，介質的性質也是不同的，介質不同應用的材料就不同的，因此材料對流體機械來說是非常重要的。有些泵產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構失效，一星期左右就報廢被稱為星期。火力發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。
創新污水泵產品
在創新技術的基礎之上，必然會有一系列創新的產品。牟介剛教授對創新污水泵產品介紹同樣作了深入介紹。
一體化泵站：主要應用在城鎮污水、河道截污，低洼地帶、橋涵積水、小區地勢低處的雨水排放，景觀水補水、循環、灌溉。
智能泵站：利用智能技術，在無人干預的條件下，對泵站進行監測、控制，完成比較復雜的工作任務，智能控制的工作重心在于高層控制，完成多樣性的目標。
智能泵類產品：利用智能技術，在無人干預的條件下，對單個泵產品進行監測、控制，完成比較復雜的工作任務，目前為止在規模比較小的產品中應用較多。
特殊結構泵類產品：根據實際應用工作條件的需要，研制一些特殊結構的產品，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，泵體結構如圖。
具有切割功能泵類產品：為了提高排污泵的輸送過流能力，增加了產品的切割功能，顯著提升產品使用功效，擴大產品的使用范圍。
無堵塞自吸泵類產品：采用特殊結構的離心泵葉輪，對產品的水力部分進行優化設計，提升產品節能效果和自吸性能。
高速泵類產品：為了提升產品的節能效果、降低成本，提高產品的轉速，一般在3000-6000轉/分范圍內，效果明顯。此種設計方法需要注意產品的汽蝕性能的需求。
應急處理永磁電機泵類產品：輕便小巧、組合靈活、使用簡便、適用于城區積水、郊區積水、地鐵、地下空間、下立交、深基坑、管網搶修等環境特殊的救援搶險工作 。
國內外產品制造商
后，牟介剛教授對國外主要泵公司、國內主要泵公司以及一體化泵站主要泵公司進行了分享：
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