Eisbiegel 污水处理厂归属HeilbronnerVersorgungs GmbH（HVG）所有，该厂负责处理海尔布隆市及其周围地区的污水。20 世纪90 年代，该厂购买的搅拌机频繁出现问题，于是工厂决定采用经济可靠的潜水式搅拌机，以此提高总体效率。Eisbiegel 污水处理厂自2005 年起由Heilbronner Versorgungs Ge-sellschaft 公司负责运行，此厂位于Neckar 工业区。每年，该厂都会通过长度超过500 km 的混合污水管网收集2 100 万m3 的未处理污水和雨水。日处理能力相当于50 万人口每日使用而产生的污水量。目前有8 个130 m长、69 m 宽和9 m 深的活性污泥池正在运行中，用于贮存和处理污水。加气曝气由蝶式曝气器执行，每个曝气池配备了4 台潜水式搅拌机。

图1 海尔布隆的Eisbiegel 污水处理厂

由于这座污水处理厂建于1967 年，再加上向这座污水处理厂排放污水的邻近社区的数量越来越多。20 世纪90 年代末期，该厂决定进行现代化改造。现代化进程的第一步由前运营方执行，在1996~2000 年间对污水处理设施进行了大修。在2004 年建设了2 个新的气体贮存设施，以便让污水污泥所产生的甲烷气体能够高效地得到贮存，同时，贮存的气体还能用于发电供本厂使用，从而满足了这座污水处理厂约50% 的电力要求。

图2 污水在8个活性污泥池内进行处理

初期困难

污水处理厂大修后不久，1999 年新购置的双叶片潜水式搅拌机便因配平不足的叶轮几何形状而经常发生故障，放落装置也发生了问题。这些搅拌机对于9 m 的池深来说规格过小，机械载荷过大，从而导致搅拌机扭曲变形。即使提供了额外的稳定措施也未能达到满意的结果，反而增加了维护和修理工作的难度。于是该厂决定对之前购置的双叶片潜水式搅拌机进行更换。

图3 1999年采购的双叶片式潜水式搅拌机

更换搅拌机实现优化运行

在新规划过程中，海尔布隆市与泵机专业厂商WILO SE 公司签订了合同并达成了部分取代已有搅拌机的初步协议，WILO SE 是取暖、冷却、空调、供水、污水处理、排放用泵机和泵机系统技术的世界领先制造商之一。

在Wilo 的Water Management 事业部全球经营活动中心，生产着范围广、性能卓越、能效高的泵机和系统，这些泵机和系统广泛地应用于公用供水、污水排放和污水处理厂。主要产品便是能效非常高的潜水式搅拌机。2003 年，Eisbiegel 污水处理厂的8 座活性污泥池中的1 座引入了4 台Wilo 潜水式搅拌机，与此同时安装了新的降下装置。

图4 每个活性污泥池使用4 台潜水式搅拌机

新循环泵带来的优化

Wilo 制造的潜水式搅拌机在运行过程中具有卓越的稳定性和可靠性。例如，一种专门设计的向后弯曲的叶片几何形状就有助于搅拌机平稳运行，因为非长纤维型的污物颗粒不能粘附在这些叶片上，从而达到自我清洁的效果。几何形状的改造、更坚硬材质的采用以及优化的叶轮布置方式都意味着搅拌机转子只需承受最低程度的磨损并能提供优化的流量。而这些搅拌机在可靠性方面的提升使得维护成本大为下降。

图5 Wilo制造的Megaprop潜水式搅拌机安装更坚固的降下装置从而减少耗电

而且， 经事实证明，Wilo 的Megaprop 潜水式三叶片搅拌机非常适合在活性污泥池内使用，这些转动缓慢的潜水式搅拌机具有独特的流动特性。三叶片式构造使得叶轮上的挠曲载荷显著降低，这种挠曲载荷可能是由一些不对称流入现象或流体内的密度波动造成的，这样的载荷可能会对搅拌机本身及其内置附件造成代价高昂的后续损坏。

三叶片式潜水式搅拌机上单个叶片上的较低载荷意味着这些叶片所承受的应力总体较少，因此在工作时的振动水平能够更低。其结果是，延长了叶片的使用寿命并且有助于流体得到更均匀的混和。

与原状态相比，HVG 不仅降低了维护成本，而且减少了能源成本。经验表明这两项成本因素占据着搅拌机生命周期成本的最大份额，而另一方面，采购和启动成本仅占约6%。正因为如此，高能效和可靠的运行就能大幅提升系统的总体效率。

图6 Eisbiegel污水处理厂使用的三叶片潜水式搅拌机

与被其取代的机型相比，Wilo 潜水式搅拌机能够将效率提升约10%。其较大的叶轮直径和低转速使得它可以达到非常高的推力值，同时耗电量也较低。其模块化安装方式可以让潜水式电机、齿轮单元和叶轮精密地适应于所要求的性能数据和污泥池几何形状。搅拌机使用了经济性很高的异步电动机，并符合欧洲异步电动机的能效等级IE3，还使用了变频器来实现液压输出与载荷状态的无级适应，从而进一步减少了搅拌机的耗能量。

2006 年，新购买的慢转速潜水式搅拌机所带来的经验使HVG 决定仍然使用Wilo 的产品来替换用在污水处理过程中的4 台循环泵。这些循环泵用于将微生物送回至净化循环当中。

这些循环泵的叶轮拥有优化的流动特性并且能够自我清洁，从而可以实现高能效运行。与此同时，污水和活性污泥可以在特殊设计的叶片下非常轻柔地进行泵送。这些泵机按照模块化原理进行制造并针对Eisbiegel 污水处理厂的要求进行了改造。电机、齿轮单元和叶轮的组合方式以确保运行尽量轻柔、高效和可靠为目标，同时可以让运行成本得到进一步的优化。

运行可靠性和节能效果

采用Wilo 潜水式搅拌机后，这座污水处理厂设施得以恢复正常，而且事实证明，污水处理厂运营方投资于更多现代化搅拌机是正确的决定。试验期内的卓越成果促使运营方决定启动一项批次替换计划，也为其他活性污泥池配备Wilo 制造的新潜水式搅拌机。32 台潜水式搅拌机当中的24 台将在未来几年中被取代。

这些替换不仅显著提升了处理厂的运行状况，还降低了成本。之前的能耗为1.61 W/m3，改造措施实施之后，能耗降至0.78 W/m3。假设能源价格为0.15€ /kW·h，每年可节约52 000 欧元的成本。

结论：运行改善，成本降低

Eisbiegel 污水处理厂的运营成本大幅减少，原因就在于使用了HVG 公司高效且可靠的搅拌机和泵机技术。潜水式搅拌机所采用的耐用构造以及更坚固的降下装置使得停机事件和复杂的维护程序一去不复返。