试析鼓风节能技术在污水处理工程中的应用

摘 要：简要阐述了污水处理工程中鼓风机的作用，并在此基础上论述了污水处理过程中鼓风机的应用。期望通过相关研究，对降低污水处理厂的运行能耗有所帮助。

关键词：鼓风机；节能技术；污水处理；节能降耗

中图分类号：X703.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.158

1 鼓风机的作用

随着城市污水处理技术的发展，我国水环境得到了很大改善，与此同时，污水处理工艺流程也面临着一些新问题。经过统计，我国近1/2的污水处理厂因为运行经费、处理成本过高，没有达到满负荷运行的要求，造成了资源浪费。所以，应当在确保污水处理质量的前提下，运用成熟的技术降低污水处理中的能源消耗，促进污水处理行业的可持续发展。活性污泥工艺是污水生化处理的有效方法，将污水和活性污泥一同放入曝气池，让污水中的有机物、氧气与微生物充分反应，以达到净化水质的目的。在这一污水处理方法中，为了将溶解氧控制在一定目标范围内，确保出水水质达标，就必须输入鼓风送氧量。但是，传统的污水处理工艺为了确保充分曝气，经常输入过量的鼓风送氧量，进而造成了能源的浪费。因此，必须重视污水处理工程中的鼓风节能技术研究，合理运用先进的计算机技术和控制技术，并结合现代管理平台软件，优化处理鼓风曝气过程的曝气量，以达到节能降耗的目的。

2 鼓风机的应用

2.1 鼓风机选型

在污水处理厂的日常污水处理过程中，鼓风机组的耗电量比较大，是污水处理厂中能耗最大的一个环节。为了进一步降低鼓风机组的电能消耗，必须要做好鼓风机选型工作。目前，在城镇污水处理厂中，较为常用的鼓风机为罗茨鼓风机和离心鼓风机。

2.1.1 罗茨鼓风机

这类鼓风机的排气压力是按照需要或系统阻力确定的，较为突出的特点是在设计压力范围内，管网阻力变化时，流量变化比较小。罗茨鼓风机采用的是整体式结构，电机与风机全都安装在机架上，两者之间用皮带传动。风机进出口位置处通常都会安装消声器，以此达到降低风机运转噪声的目的。该风机的叶轮与机体之间不直接接触，结构相对比较简单，便于维护。

2.1.2 离心鼓风机

这类鼓风机是借助高速旋转的叶轮对气体加速，从而使动能直接转换为势能，压力升高的过程主要发生在叶轮和扩压的过程中。离心鼓风机属于恒压型风机的范畴，它的突出特点是运行平衡、供气连续、效率高、结构简单、使用寿命长和噪声小。

2.1.3 2种机型的比较

比较了2种鼓风机后发现，进气温度对2种风机的性能影响不是很大，可以忽略不计。当压力≤4 MPa时，罗茨鼓风机的效率远远高于离心鼓风机；当流量<15 m³/min时，罗茨鼓风机的轴功率仅为离心鼓风机的50%，首次使用的费用也为离心鼓风机的50%.由此可见，在城镇污水处理厂中，可将罗茨鼓风机作为首选。

2.2 鼓风机节能措施

2.2.1 控制溶解氧DO值

可在好氧段的中段位置设置1个在线溶解氧仪表，按照现场生产工艺调试进水水质，设置1个合理的溶解氧值，使DO能够实时跟踪设定值，并借助在线空气流量计计算出实际需气量。这种控制方式最突出的优点是实时跟踪性能好，适用于进场水质变化波动较小的工艺处理时段。

2.2.2 设置DO值

按照进水流量的变化情况动态设置DO值。利用MATLAB算法能够获得一组较为合理的阶段性DO预测值，然后再按照第一种模式控制。这种控制方式的优点是它能够适应进厂水质波动范围较大，并且水质变化较为明显的工艺处理时段，节能效果显著。

2.2.3 控制曝气量

精确控制曝气量，稳定生物池溶解氧DO值，减少溶解氧的波动，使生物池微生物群落始终处于高效的处理环境中，节约5%～15%的曝气量。同时，还可以降低DO的平均设定值，在保证出水达标的前提下，减少10%的鼓风能耗，或者在提高出水水质指标的前提下，增加COD的消减量，大幅降低鼓风机组启停频率，减少设备损耗，节约设备的维护成本。

3 风量调节

在污水处理工艺中，曝气池的需气量一般都是按照污泥浓度和水量等情况不断变化的，同时，外界温度变化也会改变气量。为了达到更好的处理效果，需要不断调整鼓风机的供气量，以适应各种新的工况，这个过程即风量调节。通常情况下，鼓风机风量调节有以下3种方式：①出口节流调节。这是一种人为加大管网阻力的方法，利用该方法，能够大幅降低装置的效率，从而达到节能的目的。②进气节流调节。这是一种通过改变进气阀门的开度来改变风机性能曲线的调节方法，其特点是简单易行，调节后风机能够在更大的流量范围内工作。③变频调节。这是一种最节能的调节方法，但是，它的造价也相对较高，适用于大型污水处理厂。

4 空气过滤

为了进一步提高污水处理过程中氧的利用率，大部分污水处理厂的曝气池都使用了微孔曝气器。这种曝气器的布气孔径一般在120～200 μm，所以，在进气的过程中，必须充分考虑过滤的问题，否则会造成堵塞微孔的情况发生，从而影响污水的处理效率。目前，静电除尘器和过滤式除尘器在污水处理厂中的应用比较广泛。静电除尘器内置高压电场，对于粒径在1～2 μm的尘粒，其除尘效率可达98%～99%. 但是，由于这种设备的一次性投资较大，所以，不适合小型的污水处理厂使用；过滤式除尘器主要是利用滤料将尘粒和空气分离，进而达到过滤的目的，其除尘效率相对较高，并且投资省、运行稳定，比较适合小型污水处理厂使用。

5 结束语

综上所述，在污水处理的工程中，鼓风机组的能耗较高，为了有效地降低鼓风机组的运行能耗，可以在实际生产中合理选择鼓风机的类型，并采取有效的措施降低鼓风机的运行能耗，延长机组的使用寿命。这样做，不但有助于提高污水处理效率，还能给污水处理厂带来巨大的经济效益。

参考文献

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[2]谭晶.污水处理厂节能控制策略的研究和工程应用[D].上海：上海交通大学，2010.

[3]刘祥丽，闫学昌.Lipp技术在污水处理工程中的应用[J].广州化工，2011（7）.

〔编辑：白洁〕

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