周愛霞

摘 要：簡要闡述了污水處理工程中鼓風(fēng)機的作用，并在此基礎(chǔ)上論述了污水處理過程中鼓風(fēng)機的應(yīng)用。期望通過相關(guān)研究，對降低污水處理廠的運行能耗有所幫助。

關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機；節(jié)能技術(shù)；污水處理；節(jié)能降耗

中圖分類號：X703.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.158

1 鼓風(fēng)機的作用

隨著城市污水處理技術(shù)的發(fā)展，我國水環(huán)境得到了很大改善，與此同時，污水處理工藝流程也面臨著一些新問題。經(jīng)過統(tǒng)計，我國近1/2的污水處理廠因為運行經(jīng)費、處理成本過高，沒有達(dá)到滿負(fù)荷運行的要求，造成了資源浪費。所以，應(yīng)當(dāng)在確保污水處理質(zhì)量的前提下，運用成熟的技術(shù)降低污水處理中的能源消耗，促進污水處理行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。活性污泥工藝是污水生化處理的有效方法，將污水和活性污泥一同放入曝氣池，讓污水中的有機物、氧氣與微生物充分反應(yīng)，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。在這一污水處理方法中，為了將溶解氧控制在一定目標(biāo)范圍內(nèi)，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，就必須輸入鼓風(fēng)送氧量。但是，傳統(tǒng)的污水處理工藝為了確保充分曝氣，經(jīng)常輸入過量的鼓風(fēng)送氧量，進而造成了能源的浪費。因此，必須重視污水處理工程中的鼓風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究，合理運用先進的計算機技術(shù)和控制技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)代管理平臺軟件，優(yōu)化處理鼓風(fēng)曝氣過程的曝氣量，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2 鼓風(fēng)機的應(yīng)用

2.1 鼓風(fēng)機選型

在污水處理廠的日常污水處理過程中，鼓風(fēng)機組的耗電量比較大，是污水處理廠中能耗最大的一個環(huán)節(jié)。為了進一步降低鼓風(fēng)機組的電能消耗，必須要做好鼓風(fēng)機選型工作。目前，在城鎮(zhèn)污水處理廠中，較為常用的鼓風(fēng)機為羅茨鼓風(fēng)機和離心鼓風(fēng)機。

2.1.1 羅茨鼓風(fēng)機

這類鼓風(fēng)機的排氣壓力是按照需要或系統(tǒng)阻力確定的，較為突出的特點是在設(shè)計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化比較小。羅茨鼓風(fēng)機采用的是整體式結(jié)構(gòu)，電機與風(fēng)機全都安裝在機架上，兩者之間用皮帶傳動。風(fēng)機進出口位置處通常都會安裝消聲器，以此達(dá)到降低風(fēng)機運轉(zhuǎn)噪聲的目的。該風(fēng)機的葉輪與機體之間不直接接觸，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，便于維護。

2.1.2 離心鼓風(fēng)機

這類鼓風(fēng)機是借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體加速，從而使動能直接轉(zhuǎn)換為勢能，壓力升高的過程主要發(fā)生在葉輪和擴壓的過程中。離心鼓風(fēng)機屬于恒壓型風(fēng)機的范疇，它的突出特點是運行平衡、供氣連續(xù)、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長和噪聲小。

2.1.3 2種機型的比較

比較了2種鼓風(fēng)機后發(fā)現(xiàn)，進氣溫度對2種風(fēng)機的性能影響不是很大，可以忽略不計。當(dāng)壓力≤4 MPa時，羅茨鼓風(fēng)機的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離心鼓風(fēng)機；當(dāng)流量<15 m?/min時，羅茨鼓風(fēng)機的軸功率僅為離心鼓風(fēng)機的50%，首次使用的費用也為離心鼓風(fēng)機的50%.由此可見，在城鎮(zhèn)污水處理廠中，可將羅茨鼓風(fēng)機作為首選。

2.2 鼓風(fēng)機節(jié)能措施

2.2.1 控制溶解氧DO值

可在好氧段的中段位置設(shè)置1個在線溶解氧儀表，按照現(xiàn)場生產(chǎn)工藝調(diào)試進水水質(zhì)，設(shè)置1個合理的溶解氧值，使DO能夠?qū)崟r跟蹤設(shè)定值，并借助在線空氣流量計計算出實際需氣量。這種控制方式最突出的優(yōu)點是實時跟蹤性能好，適用于進場水質(zhì)變化波動較小的工藝處理時段。

2.2.2 設(shè)置DO值

按照進水流量的變化情況動態(tài)設(shè)置DO值。利用MATLAB算法能夠獲得一組較為合理的階段性DO預(yù)測值，然后再按照第一種模式控制。這種控制方式的優(yōu)點是它能夠適應(yīng)進廠水質(zhì)波動范圍較大，并且水質(zhì)變化較為明顯的工藝處理時段，節(jié)能效果顯著。

2.2.3 控制曝氣量

精確控制曝氣量，穩(wěn)定生物池溶解氧DO值，減少溶解氧的波動，使生物池微生物群落始終處于高效的處理環(huán)境中，節(jié)約5%～15%的曝氣量。同時，還可以降低DO的平均設(shè)定值，在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，減少10%的鼓風(fēng)能耗，或者在提高出水水質(zhì)指標(biāo)的前提下，增加COD的消減量，大幅降低鼓風(fēng)機組啟停頻率，減少設(shè)備損耗，節(jié)約設(shè)備的維護成本。

3 風(fēng)量調(diào)節(jié)

在污水處理工藝中，曝氣池的需氣量一般都是按照污泥濃度和水量等情況不斷變化的，同時，外界溫度變化也會改變氣量。為了達(dá)到更好的處理效果，需要不斷調(diào)整鼓風(fēng)機的供氣量，以適應(yīng)各種新的工況，這個過程即風(fēng)量調(diào)節(jié)。通常情況下，鼓風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)有以下3種方式：①出口節(jié)流調(diào)節(jié)。這是一種人為加大管網(wǎng)阻力的方法，利用該方法，能夠大幅降低裝置的效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。②進氣節(jié)流調(diào)節(jié)。這是一種通過改變進氣閥門的開度來改變風(fēng)機性能曲線的調(diào)節(jié)方法，其特點是簡單易行，調(diào)節(jié)后風(fēng)機能夠在更大的流量范圍內(nèi)工作。③變頻調(diào)節(jié)。這是一種最節(jié)能的調(diào)節(jié)方法，但是，它的造價也相對較高，適用于大型污水處理廠。

4 空氣過濾

為了進一步提高污水處理過程中氧的利用率，大部分污水處理廠的曝氣池都使用了微孔曝氣器。這種曝氣器的布?xì)饪讖揭话阍?20～200 μm，所以，在進氣的過程中，必須充分考慮過濾的問題，否則會造成堵塞微孔的情況發(fā)生，從而影響污水的處理效率。目前，靜電除塵器和過濾式除塵器在污水處理廠中的應(yīng)用比較廣泛。靜電除塵器內(nèi)置高壓電場，對于粒徑在1～2 μm的塵粒，其除塵效率可達(dá)98%～99%. 但是，由于這種設(shè)備的一次性投資較大，所以，不適合小型的污水處理廠使用；過濾式除塵器主要是利用濾料將塵粒和空氣分離，進而達(dá)到過濾的目的，其除塵效率相對較高，并且投資省、運行穩(wěn)定，比較適合小型污水處理廠使用。

5 結(jié)束語

綜上所述，在污水處理的工程中，鼓風(fēng)機組的能耗較高，為了有效地降低鼓風(fēng)機組的運行能耗，可以在實際生產(chǎn)中合理選擇鼓風(fēng)機的類型，并采取有效的措施降低鼓風(fēng)機的運行能耗，延長機組的使用壽命。這樣做，不但有助于提高污水處理效率，還能給污水處理廠帶來巨大的經(jīng)濟效益。

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〔編輯：白潔〕