如何選擇污水處理鼓風(fēng)機類(lèi)型？目前,國內的二級生物處理污水廠(chǎng)大多數采用鼓風(fēng)曝氣工藝,而鼓風(fēng)機是此工藝中最為關(guān)鍵的設備,鼓風(fēng)機的能耗有時(shí)占污水廠(chǎng)的總能耗的60%左右,因此污水處理廠(chǎng)選用何種形式的風(fēng)機是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。風(fēng)機選擇正確與否與投資大小和運行管理費用密切相關(guān),涉及到投資是否合理、長(cháng)期效益高低問(wèn)題。

風(fēng)機的種類(lèi)主要有羅茨風(fēng)機,多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機,近年又出現了磁懸浮和氣懸浮風(fēng)機。下面只針對目前污水廠(chǎng)應用得較多的羅茨風(fēng)機、多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機進(jìn)行比較說(shuō)明。

1、羅茨風(fēng)機

1. 1 羅茨風(fēng)機的工作原理

羅茨風(fēng)機是一種容積式鼓風(fēng)機，通過(guò)一對轉子的“嚙合”(轉子之間有間隙，又不相互接觸)使進(jìn)、出氣口隔開(kāi)。轉子由一對同步齒輪傳動(dòng)，做反方向運動(dòng)，將吸入的氣體無(wú)內壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。兩轉子互不接觸，它們之間靠嚴密控制的間隙實(shí)現密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。

1. 2 羅茨風(fēng)機的特點(diǎn)

①價(jià)格低，最簡(jiǎn)單的回轉機械，易于控制和維護;

②壓力隨背壓變化;小流量高速風(fēng)機效率較高;

③效率一般低于多級、單級離心風(fēng)機;

④流量大于120m3/ min 時(shí)占地面積大。

2、多級離心風(fēng)機

2. 1 多級離心風(fēng)機的工作原理

多級離心風(fēng)機使用高速旋轉葉輪對氣體進(jìn)行工作，從而增加了氣體壓力和速度。多級離心風(fēng)機具有一定壓力的氣體以較高的速度從葉輪邊緣流出并流入擴散器。氣體速度降低。動(dòng)能的一部分轉化為勢能，使氣體的壓力繼續升高，然后氣體流經(jīng)彎頭和回流器進(jìn)入壓縮單元的下一級，繼續進(jìn)行壓縮。因此，經(jīng)過(guò)多級葉輪壓縮后，多級離心風(fēng)機達到所需壓力的氣體將被蝸桿壓縮。收集殼體并將其通過(guò)排氣口送入系統。

2. 2 多級離心風(fēng)機的特點(diǎn)

①低轉速機械,可靠性高,使用壽命長(cháng);

②購買(mǎi)成本較低;備件為標準件,費用低;不需要復雜的潤滑系統;

③易于采用全風(fēng)冷式設計,無(wú)冷卻水相關(guān)故障和維保費用;

④操作維護簡(jiǎn)單,不需要特別訓練的操作維修人員(這對于遠離大都市的工廠(chǎng)很重要) ;

⑤滿(mǎn)載效率高于羅茨風(fēng)機,略低于單級離心風(fēng)機;

⑥電機功率小于400kW的機型可選用變頻調速和直連驅動(dòng)方式,可大大提高部分負載的工作效率。在大部分工況下,變頻調速的多級離心機效率會(huì )高于單級離心機,由于部分負載是污水處理廠(chǎng)最典型的工況,因此多級離心風(fēng)機對于中小型污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)具有更好的性能價(jià)格比和良好的長(cháng)短期效益;

⑦噪音低于羅茨風(fēng)機和單級離心風(fēng)機;

⑧單機流量在100～400m3/ min 時(shí)具有最好的性能價(jià)格比。

3、單級高速離心風(fēng)機

3. 1 單級離心風(fēng)機的工作原理

基本原理與多級離心風(fēng)機一樣?？諝鈴墓娘L(fēng)機吸入管進(jìn)入進(jìn)口導葉調節器。主驅動(dòng)電機借助聯(lián)軸器與增速齒輪聯(lián)接,增速齒輪驅動(dòng)高速轉動(dòng)的三元半開(kāi)式葉輪對氣體進(jìn)行作功,氣體再經(jīng)擴壓器、蝸室、排氣消聲器、擴壓管排出。

3. 2 單級離心風(fēng)機的特點(diǎn)

①高轉速(一般超過(guò)20000r/ min) ,噪音高;

②滿(mǎn)載效率高,無(wú)法采用變頻調速,部分負載能耗高;

③大流量相對占地面積小;

④控制系統非常復雜;潤滑系統非常復雜;維護保養復雜,大修必須請制造原廠(chǎng)支援;

⑤需要特別訓練的操作人員;

⑥設備投資大;單機流量大于300m3/ min 的性能價(jià)格比高。

三種風(fēng)機綜合對比

目前國內的市政污水廠(chǎng)的風(fēng)機以進(jìn)口產(chǎn)品居多,下面比較是建立在進(jìn)口風(fēng)機的各項參數上的：

三種風(fēng)機的能耗對比見(jiàn):三種風(fēng)機流量—功率曲線(xiàn)圖(見(jiàn)圖1) 。在流量較小時(shí),三種風(fēng)機效率差異不是很顯著(zhù);對于大流量風(fēng)機,由于羅茨式轉速無(wú)法提高,效率較低;另兩種離心風(fēng)機差距較小。

三種風(fēng)機的投資成本對比見(jiàn)：三種風(fēng)機流量—單位流量成本曲線(xiàn)圖(見(jiàn)圖2)。從上面曲線(xiàn)圖可以看出：

①小流量范圍：三種風(fēng)機的能耗相差很小,但是羅茨鼓風(fēng)機的成本最低,性?xún)r(jià)比最好。

②中流量范圍：雖然多級離心風(fēng)機成本比羅茨鼓風(fēng)機稍高,但是其能耗低、效率高,性?xún)r(jià)比最好。

③大流量范圍：?jiǎn)渭夒x心成本最低,能耗也最低,性?xún)r(jià)比最好。

離心風(fēng)機的流量調節- 部分負載功耗(見(jiàn)圖3) 。從上面曲線(xiàn)圖可以看出：

①部分負載:在進(jìn)行風(fēng)機選型時(shí),流量和壓力會(huì )有一定的設計余量,特別是流量,一般會(huì )有20 %～30 %的余量;同時(shí)由于污水量和水質(zhì)的波動(dòng),每時(shí)每刻所需的風(fēng)量也在變化。所以嚴格地說(shuō),風(fēng)機總是在部分負載而總是滿(mǎn)載,因而必須對風(fēng)機的流量進(jìn)行調節。

②單級離心風(fēng)機流量調節:必須采用進(jìn)口導葉和出口導葉調節,但當流量減小時(shí),功耗并不是同比例減小(如圖3 示) ,因此部分負載的效率低,能耗大。

③多級離心風(fēng)機流量調節:一般采用入口蝶閥手動(dòng)或自動(dòng)調節,但節能效果與單級一樣不理想。HIBON 公司對于中小功率( ≤400KW) 多級離心風(fēng)機采用先進(jìn)的變頻調速技術(shù),功耗基本上與流量同步減小,部分負載的效率高。

結論

由上面的比較可見(jiàn),三種風(fēng)機各有優(yōu)勢(這正是它們同時(shí)存在的理由) 。風(fēng)機選型沒(méi)有最好的,只有最適合的。不同規模的污水處理廠(chǎng),不同的工藝,不同的投資目的,不同的使用條件得出的最佳選擇可能不同。

①對于小型污水處理廠(chǎng),選擇簡(jiǎn)單可靠的羅茨風(fēng)機是最好的,雖然效率差一些,但因價(jià)格低,總體價(jià)格經(jīng)濟效益可能是最好的;

②對于中型污水處理廠(chǎng),選擇經(jīng)濟實(shí)用的多級離心機是最好的,特別是變頻調速多級離心機,具有極高的性能價(jià)格比,長(cháng)期綜合經(jīng)濟效益佳;

③對于大型污水處理廠(chǎng),單級高速離心風(fēng)機是最佳選擇。