船艇保障装备设备体系保障效能评估
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船舶航行器材性能评估与测试船舶航行器材的性能评估与测试在航海领域具有重要的意义。
通过评估和测试船舶航行器材的性能,可以确保船舶在航行过程中的安全性、可靠性和效率。
本文将介绍船舶航行器材性能评估与测试的重要性,以及常用的评估和测试方法。
一、船舶航行器材性能评估的重要性船舶航行器材是保障船舶正常航行的关键设备,包括主机、螺旋桨、舵机、舵盘等。
这些器材的性能直接影响着船舶的航行安全和效率。
因此,对船舶航行器材的性能进行评估是非常重要的。
首先,船舶航行器材的性能评估可以确保航行安全。
通过评估船舶航行器材的性能,可以及时发现和解决潜在的故障和问题,确保器材在航行中的正常工作,避免船舶的事故和意外发生。
其次,船舶航行器材的性能评估可以提高航行效率。
评估航行器材的性能,可以找到并改进其中存在的不足之处,提高航行器材的工作效率,减少船舶航行的时间和能源消耗,提高船舶的经济性和竞争力。
二、船舶航行器材性能评估的方法1. 实验评估方法实验评估方法是最常用的一种评估方法之一。
通过进行实际的船舶航行试验,收集船舶航行数据并进行分析,评估航行器材的性能。
在实验评估中,需要选择合适的试验场地和试验条件进行测试。
试验时需要注意安全措施,确保试验过程中船舶和人员的安全。
2. 模拟评估方法模拟评估方法是通过模拟船舶航行过程,对航行器材的性能进行评估。
通过使用计算机模拟软件,可以模拟各种航行条件和船舶操作,对船舶航行器材的性能进行评估。
模拟评估方法具有成本低、安全性高等优点,能够精确地评估船舶航行器材的性能,并提供改进建议。
三、船舶航行器材性能测试的重要性船舶航行器材的性能测试是评估性能的重要手段。
通过性能测试,可以验证航行器材是否符合设计要求,以及其在实际航行环境中的运行情况。
首先,性能测试可以确保航行器材的质量。
通过测试,可以发现器材中存在的问题和缺陷,及时进行改进和修复,确保器材的质量。
其次,性能测试可以提供可靠的数据依据。
船舶技术状况评估报告一、引言二、船舶结构评估1.船体结构:目标船舶的船体结构主要由钢质构成,经过精确计算和分析,船体的强度和稳定性符合规定标准。
2.船舶设备:目标船舶的设备安装位置合理,操作维护方便,设备的布局和连接符合安全要求。
3.舱口和舱口盖:目标船舶的舱口和舱口盖密封性良好,无明显变形或损坏。
4.船舶外观:目标船舶的外观整洁,没有明显的腐蚀、划伤或损坏。
三、动力系统评估1.主机和发电机:目标船舶的主机性能稳定可靠,发电机供电正常。
总体来说,船舶动力系统在正常工作范围内运行良好。
2.推进系统:目标船舶的推进系统包括螺旋桨和转向设备,螺旋桨和转向设备工作正常,未发现异常噪音或振动。
3.燃油系统:目标船舶的燃油系统设计合理,设备无泄漏,满足船舶动力系统的运行需求。
四、设备系统评估1.船舶电气系统:目标船舶的电气系统可靠性高,未发现电气器件过热或故障。
2.通信和导航系统:目标船舶的通信和导航系统完好,各个设备工作正常,信号接收清晰。
3.冷却系统:目标船舶的冷却系统正常工作,水冷和空气冷却设备均符合要求。
4.辅助设备:目标船舶的辅助设备包括船舶消防系统、供水系统和船用空调系统,均正常工作。
五、维护和改进建议为保持和改善目标船舶的技术状况,以下是一些建议:1.定期维护和检查船舶的各个系统,确保设备工作正常并及时发现问题。
2.定期检查船舶结构,包括船体、舱口和舱口盖,修复和更换损坏部件。
3.必要时更新船舶设备和系统,以提高性能和效率。
4.加强船舶动力系统的维护,包括定期更换润滑油和滤清器,确保动力系统的顺畅运行。
六、结论通过对目标船舶的技术状况进行评估,我们认为目标船舶的结构、动力系统和设备系统整体状况良好。
然而,为了保持和提高船舶的技术状况,需要定期维护和检查各个系统,并根据需要进行改进和更新。
海洋装备机械设备可靠性测试与评估方法综述引言海洋装备机械设备的可靠性是保障海洋工程安全和有效运行的重要指标之一。
为了确保海洋装备机械设备在严酷的海洋环境中能够稳定可靠地工作,需要进行全面的可靠性测试与评估。
本文将综述海洋装备机械设备可靠性测试与评估的方法,介绍目前应用较广泛的技术与工具,并探讨其优缺点及发展方向。
一、可靠性测试方法1. 试验法试验法是一种较为常见且直接的可靠性测试方法。
通过对海洋装备机械设备的性能进行实际试验,检验设备的可靠性。
常见的试验法包括退化试验、寿命试验、脉冲试验等。
试验法的优点是直观可见,可以模拟真实使用环境,缺点是成本较高且所需时间较长。
2. 可靠性分析法可靠性分析法是一种通过对设备进行系统化分析,推算设备在特定环境中的故障率和寿命的方法。
常见的可靠性分析法包括故障模式与影响分析(FMEA)、可靠性衰减分析等。
可靠性分析法具有高效、经济、可重复性好的特点,但需要准确的数据输入和良好的分析方法。
3. 仿真模拟法仿真模拟法是一种利用计算机等工具进行设备可靠性分析的方法。
通过构建模拟模型,模拟设备在不同环境下的工作状态和故障情况,从而评估设备的可靠性。
常见的仿真模拟法包括蒙特卡洛方法、系统动力学方法等。
仿真模拟法主要优点是成本低、周期短,但对模型的准确性和参数的确定有一定要求。
二、可靠性评估方法1. 故障树分析(FTA)故障树分析是一种通过建立设备故障树,分析故障发生的概率和可能性的方法。
通过分析故障树,可以确定设备故障产生的主要原因和影响因素。
故障树分析可以帮助工程师了解设备的故障机理,并提供改进设备可靠性的依据。
2. 可靠性指标评估可靠性指标评估是通过对设备关键指标的定量评估,来判断设备可靠性的方法。
常见的可靠性指标包括MTBF(平均无故障时间)、MTTR(平均维修时间)等。
通过定量评估设备的关键指标,可以判断设备的可靠性水平,并提供改进设备的依据。
3. 统计分析方法统计分析方法是一种通过统计数据进行设备可靠性评估的方法。
船舶安全航行评估方法
船舶安全航行评估的方法可以包括以下几个方面:
1. 船舶结构评估:评估船体结构的强度、稳定性和船舶各个部位的可靠性,确保船体能够承受各种力和压力,并且保持稳定的航行状态。
2. 船舶设备评估:评估船舶的各类设备和装置,包括导航设备、通信设备、动力系统、船舶操纵系统等,确保其正常运行、有效、可靠,能够满足航行和紧急情况下的需要。
3. 航行环境评估:根据船舶的航行计划和所处的航行区域,评估航行环境的条件,包括风速、浪高、潮汐、海流、浮冰、岸线等,以确保船舶能够安全航行并避免潜在的危险。
4. 船员评估:评估船员的能力、经验和技能,确保船员能够熟悉并执行航行规则和安全操作程序,能够正确应对紧急情况,并具备分析和解决船舶安全相关问题的能力。
5. 监管合规性评估:评估船舶及其船员是否符合相关的国际、国内法规和标准,包括安全管理体系的建立和执行、人员培训和认证、船舶检验和认可等方面的合规性。
6. 风险评估:评估船舶航行过程中可能遇到的各种风险,包括碰撞、搁浅、火灾、漏水、恶劣天气等,以及与船舶安全相关的人为因素,如疲劳、失误等,从而采取相应的防范措施和应对策略。
综合以上评估方法,可对船舶的安全航行进行全面、系统的评估,以确保船舶能够在各种条件下安全有效地航行。
舰船装备综合保障技术浅谈随着国家经济和军事实力的不断提高,舰船成为海上作战的主要力量之一。
在海上行动中,舰船装备综合保障技术扮演着重要的角色,保障了舰船的正常运行和作战能力。
本文将简单介绍舰船装备综合保障技术的基本概念、保障体系和重点内容。
一、基本概念舰船装备综合保障技术是指采用计划、组织、人员、财务、物资、技术等手段,保障舰船装备在服役期间保持高度可用、安全可靠、寿命持久,以满足海上战斗力及非战斗力支援的需要。
它是用计划和管理手段来确保舰船装备在任何时候都能正常运行的技术手段。
二、保障体系舰船装备综合保障技术的保障体系主要包括以下几个方面:(一)技术保障。
技术保障是指保证舰船装备在技术方面处于先进水平,同时能够有效地维修和更新装备,以确保舰船装备始终处于最佳工作状态。
(二)物资保障。
物资保障是指对舰船进行配套物资的供给管理,包括备件、燃料、油料、弹药等,以保障舰船的平稳运行。
(三)人员保障。
人员保障是指为保障舰船的正常运行而招聘和培养专门的船员和技术人员,以有效地维护舰船的性能和保障舰员的安全。
(四)经费保障。
经费保障是指为保障舰船的正常运行和维护提供经费支持,以确保舰船在任何时候都能够得到必要的维护和更新。
三、重点内容(一)维修保障。
在舰船装备综合保障技术中,维修保障是最基础和最重要的保障系统。
它包括对装备的检修、维护、保养和维修,旨在保障装备的完好无损,以便在需要的时候提供威力强劲的支援。
(二)设备更新。
随着科技的发展,舰船装备也在不断更新换代。
舰船装备的更新和维护,是舰船装备综合保障技术的另一个重点内容。
设备更新旨在利用新兴技术和先进设备提高舰船的性能和效率。
(三)训练保障。
为了保障舰船的正常运行和作战效能,舰船装备的使用者必须进行相关的技能培训和训练。
训练保障是为了保障舰船使用者在各种自然和人为条件下能够正常操作和维护舰船。
(四)物资保障。
物资保障是舰船装备综合保障技术中非常重要的一环。
船舶动力系统能效评估与改进随着环保意识的不断增强,船舶行业也面临着减排节能的压力。
船舶动力系统的能效评估和改进显得尤为重要。
本文将探讨船舶动力系统的能效评估方法以及改进措施,以期为该行业的可持续发展提供一些指导。
一、船舶动力系统能效评估的方法1.1 能耗数据收集和分析船舶动力系统能效评估的第一步是进行能耗数据的收集和分析。
通过对燃油消耗量、航速、船舶载货量等数据的统计,可以对船舶的能效进行评估。
同时,还可以对不同航次、不同季节的能耗数据进行对比分析,从而找到能效改进的空间。
1.2 能量流模型构建能量流模型的建立将有助于对船舶动力系统的能效进行深入分析。
通过对船舶各个组成部分的能耗和能量流向的建模,可以进一步确定各个部分的能耗水平,以及不同系统之间的能量转化效率。
这将为进一步的能效改进提供依据。
1.3 效益评估和成本分析在评估船舶动力系统能效的同时,还需要进行效益评估和成本分析。
通过对能效改进措施的效益和成本进行评估,可以有效地选择最具经济性和可行性的改进方案。
在资源有限的情况下,合理分配资源将为船舶企业带来更大的效益。
二、船舶动力系统能效改进的措施2.1 节能技术的应用船舶动力系统能效的改进离不开节能技术的应用。
例如,利用先进的推进技术和轴承技术,减小推进系统的能耗;利用节能型发电装置和照明设备,降低电力系统的能耗;利用节能型空调和压缩机,减少船舶的能耗等等。
这些节能技术的应用将有效降低船舶的能耗,提高动力系统的能效。
2.2 燃油质量控制和管理船舶动力系统的能效改进还需要对燃油质量进行控制和管理。
通过对燃油的筛选和净化,可以有效降低燃油的含硫量和杂质含量,提高燃烧效率,减少排放物的产生。
同时,还可以控制船舶的燃油消耗量,合理使用燃油,降低运营成本。
2.3 能源管理系统的建立为了提高船舶动力系统的能效,建立一个有效的能源管理系统十分重要。
通过对能耗数据的实时监测和分析,可以及时发现能耗异常和潜在问题,采取相应的措施进行调整和改进。
船舶安全评价方法1.评价指标体系的确定从船舶安全缺陷的特点和在不同船公司的分布状况来看,主要的船上安全缺陷集中于消防和救生设备,其次是安全措施、证书、防污染、航行设备和载重线等方面。
从统计分析中可以发现,地方和民营船公司所属船舶的安全缺陷明显多于国有航运企业所属船舶。
2.评价指标权重的相对重要程度其基本步骤是:对各种要素建立多层次结构模型;对同一层次要素以上一级要素为准则进行两两比较,并根据评定尺度确定其相对重要程度;通过计算,确定各要素相对重要度;通过综合重要度计算,对所有替代方案进行优先排序,从而为决策人员选择最优方案提供科学的决策依据。
3.各种安全评价方法的比较当前,国内外对于安全评估有不同评价模式和相应的准则,例如,有适用性评价、风险评价和完整性(或称整体性)评价以及可靠性评价等模式。
其他领域先进科学的安全评估方法也逐渐在船舶领域里推广。
当今船舶的安全评估方法主要有以下几种:对照规范评价法。
逐项检查船舶设计方案是否符合现行船舶规范要求。
目前船级社多采用这种方法对船舶进行入级检验和定期检验。
其优点是简便易行,对符合现行规范的一般船舶尤为适用。
但规范不能代表最新技术成果,且比较死板,船与船千差万别,很难一概而论。
危险指数法。
危险指数评价有定性、定量两种。
定性评估则要建立一套科学的评估体系,其中主要内容:首先,面向4大安全要素人、机、环境、管理。
船舶安全评价指标可以是不同类型的工作人员(如有经验的或一般轮机人员、有经验的或一般机工)、机器运行记录(已使用时间/正常寿命、发生故障时间/正常使用时间)、海上环境状况(恶劣、正常)、公司管理水平(一般、良好),进而可以得出它们各自的安全度分值。
定量评价指标是表述危险发生强度的一种分析方法,也称为概率风险评价,即失效概率和失效后果值的乘积。
这种计算往往是一个相当复杂的过程,对其数学模型的选择甚为重要,同时需要有价值的数值库作为基础。
尽管危险指数法所考虑的因素较少,数据的收集处理不太全面,但其基本原理是科学合理的,并且方法简便易行,所得结果直观,易于比较,符合内河交通管理点多线长的特点。
装备维修保障能力评估指标体系与方法研究综述作者:沈剑黄定东赵大磊来源:《科技资讯》 2013年第26期沈剑黄定东赵大磊(海军装备部军械保障部北京 100081)摘要:迄今为止,国内外在装备维修保障领域已开展了一些有意义的研究,研究较多的是装备维修保障能力评估指标体系的确定、评估方法的研究、维修流程建模分析与维修保障能力评估、备件优化模型及需求分析等。
关键词:装备维修保障能力评估指标体系评估方法中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)09(b)-0249-01在武器系统中装备维修保障能力评估是在其部署之后使用的,尤其是在使用环境中具有对收集的使用、维修以及供应数据等方面,对这些方面进行分析所得的保障性评估,同时也具有在典型作战、战术背景以及实训作战任务的条件中也有这方面分析,。
其中的目的就是对航空导弹武器系统在使用阶段维修保障水平上做评估,并且ui系统中的装备和维修保障系统制定处理措施。
以下是对装备在维修保障能力评估与在相关领域内的主要现状做研究、分析和归纳。
1 装备维修保障能力评估指标体系研究装备维修保障能力评估体系在建立于完善中是很难的一项工作,在我国当中对于装备维修保障能力评估体系的一些文献做了相应的研究,但是从结果来看,该方面还是不够完善全面。
根据文献[1]可知,这其中就是对装甲装备在维修保障能力评估上做了相应的研究,同时给出了相应的评估定义、分类以及研究的内容,但是在研究中并没有明确的给出指标体系;文献[2]虽然提出了具有业绩评估和保障潜力评估因素的保障能力评估指标体系,但是这些指标主要是针对部队整体的维修保障能力静态指标,不能满足对指定装备或者某装备任务进行维修保障能力评估的需要;文献[3]提出了舰炮武器系统维修保障指标体系,但是其发挥的作用还需要做进一步的研究。
文献[4]讨论了用于空军通信导航装备维修保障系统效能评估的指标体系,并应用层次分析法和神经网络B-P算法进行了系统效能的评估。
装备维修保障效能评估装备维修保障是确保军事装备持续可用和保持战斗效能的重要环节。
为了评估装备维修保障的效能,揭示存在的问题并提出改善措施,本文将从装备维修保障的重要性、评估方法、评估指标以及改进措施等方面展开论述。
一、装备维修保障的重要性装备维修保障对于实现军事装备的连续作战能力至关重要。
装备的正常运转需要依赖有效的维修保障体系,通过对装备的定期维护、故障排除和备件供应等工作,保障装备的良好状态,确保其在作战过程中随时可用。
装备维修保障的效能评估旨在发现并解决维修保障体系中存在的问题,提高维修保障效率,以适应快节奏、高强度的军事行动。
二、评估装备维修保障效能的方法评估装备维修保障效能可以采用定性和定量相结合的方法,综合考虑各种指标对装备维修保障工作的影响。
1. 定性方法定性方法主要通过对维修保障过程中的问题和挑战进行描述和分析,如维修保障设施的可用性、人员培训和技能水平、备件的供应渠道等。
通过访谈相关人员,了解他们对现有维修保障体系的评价和建议,发现问题根源并制定改进方案。
2. 定量方法定量方法主要通过对维修保障过程的关键指标进行测量和分析,如平均维修时间、维修任务完成率、备件库存周转率等。
通过收集相关数据并进行统计分析,得出定量评估结果,以量化的方式客观反映装备维修保障效能的表现。
三、评估装备维修保障效能的指标评估装备维修保障效能的指标应综合考虑装备类型、使用环境和维修保障要求等因素。
以下是一些常见的评估指标示例:1. 维修响应时间:指从装备发生故障或损坏到维修任务开始的时间。
2. 维修任务完成率:指维修任务按时完成的百分比。
3. 平均维修时间:指平均每个维修任务所需的时间。
4. 备件供应及时性:指备件按照要求及时供应的能力。
5. 维修设施利用率:指维修设施的有效利用程度。
6. 人员培训水平:指维修人员的技能储备和培训情况。
7. 质量控制水平:指维修工作的质量控制程度,如巡检和验收流程等。
四、改进装备维修保障效能的措施评估结果可指导改进装备维修保障体系、优化维修保障流程,并提出相应的改进措施。
丝路视野船艇保障装备设备体系保障效能评估严 丽(镇江船艇学院,江苏 镇江 212000)【摘要】针对船艇保障装备中那些作用明显、对整个测算单位的保障效能影响较大的重、大、特型设备,论证了保障装备设备体系保障效能的构成,初步建立了船艇保障装备设备的保障效能评价指标体系,并在评估过程中选取了合适的评价指标。
从而在实际运用中找出装备存在的问题,及其效能的提升空间。
【关键词】装备保障;船艇;效能评估一、船艇保障装备设备体系的基本构成船艇保障装备设备的种类和个数有很多,不可能对所有的设备特别是那些用途或影响不是很大或者说易于添购的小型设备一一进行评估,而只能是选择那些作用明显、对整个测算单位的保障效能影响较大的重、大、特型设备进行评估,至于那些普通的、对于保障工作及保障任务影响不大的一般设备就不在此次评估之列。
在经过专家反复论证修改后认为可按其功能用途分类,主要包括船艇维修装备设备、船艇检测诊断设备、船艇维修勤务保障装备设备和装备保障自动化及模拟训练系统设备等四大类设备。
船艇保障装备设备体系保障效能由这四类设备中的骨干设备的保障效能构成,船艇保障装备设备的保障效能评价指标体系衡量单件装备的保障效能的高低主要是从能涵盖该装备的保障能力的一些基本指标来考虑的,而且每一指标对所有的评价对象都应具有相同的标准尺度,因此在评估过程中选取最合适的评价指标就显得极为重要了。
(一)指标体系建立的原则指标体系建立的一般原则,船艇保障装备设备的保障效能评价指标体系的建立应当符合指标体系设计的一般性原则。
(1)科学性原则,运用科学的方法,对评估对象的构成特点、各部分系统之间的联系和运动过程等进行分析,并结合评估对象工作实际情况确定,使所设置的指标名称及涵义、计算途径和方法等均建立在科学分析的基础上。
(2)系统性原则,指标的设置要从各个侧面全面完整地反映出评价对象的各个主要影响因素,包括评估对象投入使用前后的全部影响因素和产生的效果而且不应孤立地就指标本身考虑问题,应把指标放在系统的整体中综合考虑。
(3)可行性原则,指标体系各指标的含义要易于理解,能很大程度的适应评估对象,有统计基础,通俗易懂,便于计算。
(4)可比性原则,同一指标对所有的评价对象应具有相同一的标准尺度,便于指标间相互比较。
和分析建立的指标体系应能在不同时间、不同地点进行比较和对照,以反映和判定评估对象在不同时空条件下的状态。
(5)简捷性原则,指标的描述要简捷准确,指标的含义要明确具体,避免指标之间内容的相互交叉和重复。
同时,在不影响指标系统性的原则下,尽量减少指标数量。
(6)层次性原则,效能评价指标体系是一个复杂的系统,它可分解成若干亚系统,亚系统又可分解成若干子系统等等。
因此,效能指标体系通常是多层结构,系统的指标是从下层往上逐层聚合,从上层向下逐步具体。
(二)船艇保障装备的效能评估指标建立的特殊原则,船艇保障装备的效能评价指标体系的建立,需要从船艇保障的角度充分考虑装备在保障功能方面的特点,因而需要遵循船艇保障建立指标体系时相应的设计原则。
船艇保障装备的效能评价指标体系设计指导思想应与装备的综合保障评价指标体系设计指导思想一致。
船艇保障装备的效能评价指标体系应能溶于装备综合保障评价指标体系之中,并成为装备综合保障评价指标体系中的一部分,或者说是装备综合保障评价指标体系中针对于船艇保障的进一步解释或补充。
因此,应领会装备综合保障的涵义、装备综合保障评价指标体系的建立思路及采用的相应的综合保障理论指标体系的建立思路应与国家及目前公认的方法和思路相吻合。
因为指标体系的科学性和易理解性是指标体系能否有效应用和推广的关键,只有应用成熟理论指导指标体系的建立,才易被人们接受和采纳指标体系应能反映出目前的船艇保障装备的保障内容。
不同部门的装备其保障的内容不同,因此,在指标体系的建立过程中要考虑船艇保障装备的特点装备保障效能的关键问题应反映在其指标体系之中。
指标的层次结构应根据该装备的保障内容的具体指标来确定,因此,指标体系中回答的问题就决定了体系结构中应包含的内容及层次效能评价指标的时间范围。
装备的保障效能评价指标的衡量是有阶段性的,不同时期对不同指标值的要求也有所不同,同样,不同时期的保障要求和保障力度也是不一样的。
任何事物的发展都不能脱离当时的环境和条件。
既要描述目前的保障状况,也要对未来某时间段的保障前景进行预测性评价。
二、船艇保障装备的保障效能评价指标体系的建立衡量某船艇保障装备的保障效能的高低主要是从能涵盖该装备的保障能力的一些主要基本指标来考虑的,根据系统工程学装备保障效能的有关理论,结合陆军船艇保障装备设备对陆军船艇的保障实质,分析陆军船艇保障装备的工作特点,通过广泛的调查研究和专家咨询,并借鉴国外的相关研究以及国内其它军种的一些研究成果,在此基础上,经过多次反复修改、补充与完善,认为可以从设备的作业能力、机动能力、可靠性与维修性、综合保障性、适应性和先进性这六个方面见下面框图一来衡量某单件装备的效能高低。
为了能更清楚地描述出各保障装备设备的效能,还需将这六大指标进一步细化为各子指标,如“作用能力”就可以细化为“基本作业能力”和“应急作业能力”等,而且有必要再次细化该指标,如“基本作业能力”又可细化为“作业能力需求满足度”和“单位时间作业量”等基础指标内容。
这样,每一大类指标根据所表征问题性质的不同,可以分为若干子类指标,子类指标根据其内涵的宽窄又可进一步分为次级子类指标。
下页表即为陆军船艇保障装备设备综合评价指标体系递阶层次结构,第一层是总目标层,即装备的效能,第二层是大类指标层即基本指标,共个,第三层是子类指标,共个,第四层是子类指标进一步细分的次级子类指标即基础指标,共个。
需要说明的是,为使评价指标体系具有(下转第88页)· 86 ·科技探索污泥水热处理技术的研究现状查湘义(辽宁省交通高等专科学校,辽宁 沈阳 110122)【摘要】水热处理是生物质预处理的方式之一,能搞大大提高污泥等生物质的后续处理效果。
本文综述了水热处理的原理及发展,论述了生物质中的污泥水热处理的国内外研究现状,提供污泥水热处理的实际应用案例,说明水热处理是一种具有较大应用前景的污泥预处理技术。
【关键词】剩余污泥;水热预处理;国内外研究现状;建议随着我国社会经济的发展,人口的增加和城市化进程的加快,城市生活污水的排放量也日益增多,至2005年全国已有城市污水处理厂764座,全年生活污水处理量达108.4亿t,污泥是污水处理过程中产生的固体废物,通常每万吨污水产生干泥1.5~2.0t,则全国城市污水处理产生脱水污泥1113万t。
因此污泥的妥善处理已成为中国每个城市所面临的难题,并且成了制约污水处理厂进一步发展的瓶颈。
污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化,鼓励回收和利用污泥中的能源和资源,在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用。
但是由于污泥中含有大量有机物,黏性较强,含水率高,不易实现泥水分离,为后续污泥处理带来了很大困难。
因此,污泥需要利用预处理技术,使污泥易于实现泥水分离,进行减量、减容,提高污泥的可生物降解性。
一、污泥水热处理技术的原理污泥水热处理(hydrothermaltreatment)技术在上世纪30年代开始应用,其原理是对污泥进行加热处理后,活性污泥中的微生物絮体结构在热处理的条件下开始解体,微生物细胞也在该过程中破裂,微生物细胞中的有机物得到释放并且也会在加热过程中开始水解,污泥中的有机物水解后,污泥溶液的粘度也随着水解过程开始降低,从而降低了污泥溶液中的粘性有机物质对于水的束缚能力。
同时,当加热温度升高到170℃或者是更高温度时,污泥中的微生物细胞开始破裂,有利于释放细胞内的大分子有机物,并且能够促进这些大分子物质的水解,同时与大分子物质相结合的自由水也很容易释放出来,这样就会使活性污泥中的污泥颗粒与水较容易分离,提高了活性污泥的脱水率。
在20世纪80年代以前,利用水热预处理污泥主要是通过该方法来降低污泥的含水量;从80年代起,开始利用水热预处理污泥来提高污泥厌氧消化系统的消化反应性能;90年代后,利用水热预处理污泥在厌氧消化过程中产生的高浓度上清液作为进行反硝化过程中所需要的碳源。
二、污泥水热处理国外研究现状为了利用水热处理法来提高污泥的脱水性能,国内外的学者研究出现了LPO、Zimpro工艺。
LPO工艺是一种低压氧化工艺,这种工艺研发的目的是为了改善污泥的含水率,该工艺所使用的温度一般都小于200℃。
Zimpro工艺是在250℃的高温下进行水热预处理,在加热的同时不断向污泥中通入氧气,该法可以使污泥中65%的有机物氧化。
Haug等利用热水解法预处理法来提高污泥的厌氧消化性能,经研究表明,在100℃条件下,经过水热处理的污泥厌氧消化所产生的甲烷量比原泥增加14%;在175℃下进行污泥的水热处理,污泥厌氧消化产生的甲烷量比原泥增加60%~70%。
Hiraoka在较低温度下进行污泥厌氧消化,研究在低温下污泥进行水热处理对消化性能的影响,当容积负荷为3kg/m3时,剩余污泥在60~80℃的条件下进行厌氧消化,甲烷的产率可以增加30%,当把温度提高到100℃进行水热处理时,污泥中产甲烷量增加到50%。
丹麦学者们也对热水处理法进行了研究。
结果表明,热水解处理能够改善污泥的厌氧消化性能,提高污泥的有机物去除率,增大产甲烷量,污泥中的含水量明显降低。
利用热水解法对污泥进行预处理,然后再通过厌氧消化对污泥进行消解,污泥中的含水量明显降低,经压滤后可得到含固量为40%~50%的泥饼,因此,污泥的体积大大减小。
三、污泥水热处理国内研究现状王治军等利用高压反应釜对城市污泥进行热水解预处理研究,温度130~210℃,时间15~75min。
实验研究表明,热水解法预处理污泥可以使有机物降解,降低污泥黏度,提高沉降性能,VSS溶解率达30%。
由于沉降性能得到提高,研究者们从这一优势出发引入了ASBR反应器,发现当污泥水力停留时间控制在10d时,有机物的去除率达60%以上。
王伟等用水热处理法对污泥进行了中试实验。
实验结果表明,剩余污泥在经过水热法预处理后进行机械脱水可以得到污泥中含水率在50%~55%的泥饼,可以溶解30%的固体物质,污泥减量化达到70%以上。
在最优的条件170℃水热处理30min下,剩余污泥中的COD可达到10g/L左右,其中具有挥发性的脂肪酸达到3g/L左右,而乙酸的含量能够占脂肪酸总量55%以上,经过处理后的污泥氨氮达到400mg/L,总氮达到600mg/L。
肖本益等采用高压灭菌锅在121℃、1.5个大气压对污泥进行水热预处理,结果表明,水热预处理对污泥的破碎率达到46.38%,污泥中溶解性碳水化合物增加到353.2mg/L,水热处理既可能会导致污泥絮体结构的破坏,也可能会破坏污泥细胞的细胞壁,导致污泥细胞的破碎,将胞内物质释放到周围环境中。