污水处理厂鼓风机的选型及节能技术分析

污水处理技术之如何正确选择污水鼓风机类型所属行业: 水处理关键词：污水厂曝气工艺罗茨风机目前,国内的二级生物处理污水厂大多数采用鼓风曝气工艺 ,而鼓风机是此工艺中最为关键的设备,鼓风机的能耗有时占污水厂的总能耗的60%左右,因此污水处理厂选用何种形式的风机是一个非常重要的问题。

风机选择正确与否与投资大小和运行管理费用密切相关,涉及到投资是否合理、长期效益高低问题。

风机的种类主要有罗茨风机 ,多级离心风机和单级离心风机,近年又出现了磁悬浮和气悬浮风机。

下面只针对目前污水厂应用得较多的罗茨风机、多级离心风机和单级离心风机进行比较说明。

各种风机的原理和基本特点1、罗茨风机1. 1 罗茨风机的工作原理由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0 内,再经排气口排出。

由于吸气后v0 空间是全封闭状态,所以在泵腔内气体没有压缩和膨胀。

但当转子顶部转过排气口边缘,v0 空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高,则有一部分气体返冲到空间v0 中去,使气体压强突然增高。

当转子继续转动时,气体排出泵外。

1. 2 罗茨风机的特点①价格低，最简单的回转机械，易于控制和维护;②压力随背压变化;小流量高速风机效率较高;③效率一般低于多级、单级离心风机;④流量大于120m3/ min 时占地面积大。

2、多级离心风机2. 1 多级离心风机的工作原理离心鼓风机依靠旋转叶轮对气体的作用把电机的机械能传递给液体。

由于离心鼓风机的作用,气体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能(动能)和压力能都得到增加,被叶轮排出的气体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因气体的排出而形成真空或低压,气体在大气压的作用下被压入叶轮的进口,于是旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出气体。

2. 2 多级离心风机的特点①低转速机械,可靠性高,使用寿命长;②购买成本较低;备件为标准件,费用低;不需要复杂的润滑系统;③易于采用全风冷式设计,无冷却水相关故障和维保费用;④操作维护简单,不需要特别训练的操作维修人员(这对于远离大都市的工厂很重要) ;⑤满载效率高于罗茨风机,略低于单级离心风机;⑥电机功率小于400kW的机型可选用变频调速和直连驱动方式,可大大提高部分负载的工作效率。

污水处理风机如何选型
生物处理污水厂大多数采用鼓风曝气工艺，而鼓风机是此工艺中较为关键和核心的曝气设备，鼓风机的能耗有时占污水处理厂总能耗的60%左右，因此污水处理厂选用何种形式的风机是一个很重要的问题。

风机选择正确与否与投资大小和运行管理费用密切相关，涉及到投资是否合理、长期效益高低等问题。

一、先对回转风机、罗茨风机、单级离心风机、多级离心风机四种风机的能耗进行对比
在所需流量较小时，几种风机效率差异不显著；对于大流量风机，由于罗茨风机转速无法提高，效率较低；另两种离心风机差距较小。

二、再对四种风机投资成本做对比的结论
1、小流量范围：几种风机的能耗相差很小，但是回转风机成本更低，性价比高，其次为罗茨鼓风机成本低，性价比好。

2、中流量范围：虽然多级离心风机成本比罗茨鼓风机稍高，但是其能耗低、效率高，性价比好。

3、大流量范围：单级离心风机成本低，能耗也低，性价比好。

三、回转风机、罗茨风机、单级离心风机、多级离心风机的选型原则
1、对于小区污水处理小型工程，回转风机具有天然优势，低噪音、小流量、低压力、耗能低，可以满足小区污水处理工程的需要，还具有高性价比；
2、对于小型污水处理厂，选择简单可靠、输出空气清洁无污染的罗茨风机是较好的，虽然效率差一些，但因罗茨风机价格低，总体价格
经济效益可能是好的；
3、对于中型污水处理厂，选择经济实用的多级离心风机较好，特别是变频调速多级离心风机，具有较高的性能价格比，从长期来看，综合经济效益颇佳；
4、对于大型污水处理厂，单级高速离心风机因成本低，能耗低，性价比好，则是不错的选择。

鼓风机的选型分析1.1 单级离心鼓风机1、单级离心鼓风机一次购买成本较贵，一般可为罗茨风机的2～3倍，但在风量大于300m3/min时性能价格比相对罗茨鼓风机有优势。

大流量风机相对的占地面积小，可有效节省基建费用。

2、单级离心鼓风机转速高，一般超过20000r/min，运行噪音大。

风机满载效率高，一般效率可达75～80%，但难以实现变频控制，部分荷载能耗高，风量调节范围60～110%。

3、单级离心鼓风机控制系统复杂，风机维修件价格较高，设备大修对生产商依赖性大。

1.2 磁（空气）悬浮鼓风机1、磁（空气）悬浮鼓风机一次购买成本较贵，一般可为罗茨风机的2～3倍，但在大风量时性能价格比相对罗茨鼓风机有优势。

风机占地面积小，安装简单，噪音可低于85dB。

2、磁（空气）悬浮鼓风机可实现变频控制，风量调节范围40～110%，灵活度较大，风机转速超过20000r/min，效率可高达80%，且风机的运行监控参数较全，方便于工艺运行调整。

3、磁（空气）悬浮鼓风机非机械式接触结构，不需润滑，其主要部件磁悬浮轴承一般寿命为20年，常规维护成本较低。

但风机悬浮控制系统磁悬浮控制系统对电气系统要求高，尤其是电压的稳定平衡，电气故障一般都需依赖于生产商。

1.3罗茨鼓风机1、罗茨鼓风机一次购买价格较低，配套设备设施较多，一般需要有隔音设施，流量大于120m3/h时占地面积大，基建费用相对较大。

2、罗茨鼓风机效率一般低于70%，低于单级离心风机、磁（空气）悬浮鼓风机，尤其是高输出风量时，罗茨风机转速无法提高，效率较低。

3、罗茨鼓风机技术成熟稳定，运行操作要求也相对简单，风量调节范围30～110%。

风机常规维护、维修要求较低。

1.4 结论在低输出风量条件下，可选用简单可靠、价格较低的罗茨鼓风机。

如需高输出风量，则宜选用运行效率较高的单级离心鼓风机或磁（空气）悬浮鼓风机。

如果确定污水处理风机选型在城市污水处理厂，鼓风曝气所占的能耗占到总能耗的一半左右，选择合适的曝气风机在节约运行成本中占着至关重要的作用。

1曝气用鼓风机分类好氧池曝气常用的风机有四类：罗茨鼓风机、多级离心风机、单级高速离心风机和磁(空气)悬浮风机。

2鼓风机介绍1、罗茨鼓风机罗茨鼓风机目前多为三叶型，每转动一圈由两组三叶型叶轮完成3次吸、排气。

结构简单，性能稳定。

罗茨鼓风机属于容积式风机，其特点是在最高设计压力范围内，管网阻力变化时，流量变化很小。

罗茨风机的性能曲线如下：从性能曲线可知，罗茨风机风量受压力变化影响小。

当曝气池液位变化时，鼓风量基本不变。

风量调节：罗茨风机风量受转速控制，风量调整可通过变频调速进行，变频后风压可以维持。

2、多级离心风机离心鼓风机是电机带动风机叶轮旋转，使叶片之间的气体在离心力的作用下甩出，外界气体通过叶轮中间形成的负压吸入，达到连续鼓风的目的。

在常规转速下单级离心升压有限，采用多级串接的方式可达到升压要求，称为多级离心风机。

多级离心风机典型的性能曲线如下：从性能曲线可知，多级离心风机随风压变化流量变化较大。

当曝气池液位变化时，鼓风量会有变化。

风量调节：多级离心风机风量调节可通过变频进行，变频后风压会相应降低，变频范围受到一定限制。

3、单级高速离心风机单级高速离心风机指提高风机转速，通过单级离心即可达到工艺的升压要求。

单级高速离心风机风量大、效率高，对制造水平要求较高。

单级高速离心风机的性能曲线如下：从性能曲线可知，单级高速离心风机随风压变化流量变化非常大。

当曝气池液位发生变化时，鼓风量变化会较大。

风量调节：单级高速离心风机可通过进口导叶调整，风量调整时不影响风压，同时可以降低风机轴功率，达到节能效果。

由于变频调节时，风压下降幅度会较大，可能会无法满足工艺要求，单级高速离心风机一般不用变频调节风量。

4、磁(空气)悬浮风机磁(空气)悬浮离心风机是通过磁或空气的作用，使转动轴形成悬浮状态，摩擦阻力小，效率高，也可以通过进口导叶调整风量。

浅析污水处理厂鼓风机系统的节能技术及优化改造石 磊（阜新市北控水务有限公司，辽宁阜新，123000）摘要：近年来随着污水处理工作不断增加，污水处理厂的能耗也受到广泛关注，然而鼓风机爆气系统又是污水处理工艺过程的重要组成部分，鼓风机节能技术、运行寿命尤为重要，本文对鼓风机在节能技术上提出了建议及简单的对自动控制系统的优化。

关键词：鼓风机;节能技术;优化Analysis of energy saving technology and optimization of air blowersystem in sewage treatment plantShi Lei(Fuxin bewg Co. Ltd.123000)Abstract：In recent years,with the sewage treatment efforts continue to increase,sewage treatment plant energy consumption has also been widespread concern, however,blower gas detonation system is an important part of the process of sewage treatment,blower energy-saving technology,ervice life is very important, this paper on the blower in the energy-saving technology proposed suggestions and simple optimization of automatic control system.Keywords：blower;e nergy saving technology;optimization0 引言我国污水排放量巨大，为了达到国家制定的排放标准，为了有效的提高水的功能目标与环境质量的达标，我国必须按照相关的标准进行人工处理，在污水处理的各种工艺中，因为鼓风曝气工艺具有管理简便运行可靠成本低等有的优点，被污水处理厂普遍采用，鼓风机是整个污水处理系统的心脏，鼓风机运行状况的好坏对整个污水处理系统起着至关重要的作用。

如果确定污水处理风机选型在城市污水处理厂，鼓风曝气所占的能耗占到总能耗的一半左右，选择合适的曝气风机在节约运行成本中占着至关重要的作用。

1曝气用鼓风机分类好氧池曝气常用的风机有四类：罗茨鼓风机、多级离心风机、单级高速离心风机和磁(空气)悬浮风机。

2鼓风机介绍1、罗茨鼓风机罗茨鼓风机目前多为三叶型，每转动一圈由两组三叶型叶轮完成3次吸、排气。

结构简单，性能稳定。

罗茨鼓风机属于容积式风机，其特点是在最高设计压力范围内，管网阻力变化时，流量变化很小。

罗茨风机的性能曲线如下：从性能曲线可知，罗茨风机风量受压力变化影响小。

当曝气池液位变化时，鼓风量基本不变。

风量调节：罗茨风机风量受转速控制，风量调整可通过变频调速进行，变频后风压可以维持。

2、多级离心风机离心鼓风机是电机带动风机叶轮旋转，使叶片之间的气体在离心力的作用下甩出，外界气体通过叶轮中间形成的负压吸入，达到连续鼓风的目的。

在常规转速下单级离心升压有限，采用多级串接的方式可达到升压要求，称为多级离心风机。

多级离心风机典型的性能曲线如下：从性能曲线可知，多级离心风机随风压变化流量变化较大。

当曝气池液位变化时，鼓风量会有变化。

风量调节：多级离心风机风量调节可通过变频进行，变频后风压会相应降低，变频范围受到一定限制。

3、单级高速离心风机单级高速离心风机指提高风机转速，通过单级离心即可达到工艺的升压要求。

单级高速离心风机风量大、效率高，对制造水平要求较高。

单级高速离心风机的性能曲线如下：从性能曲线可知，单级高速离心风机随风压变化流量变化非常大。

当曝气池液位发生变化时，鼓风量变化会较大。

风量调节：单级高速离心风机可通过进口导叶调整，风量调整时不影响风压，同时可以降低风机轴功率，达到节能效果。

由于变频调节时，风压下降幅度会较大，可能会无法满足工艺要求，单级高速离心风机一般不用变频调节风量。

4、磁(空气)悬浮风机磁(空气)悬浮离心风机是通过磁或空气的作用，使转动轴形成悬浮状态，摩擦阻力小，效率高，也可以通过进口导叶调整风量。

多级离心鼓风机在污水处理工程中的选型、应用一、鼓风机性能选型1、鼓风机流量的选择离心鼓风机用在污水处理行业中，主要是给好氧池供养。

根据水量及COD 浓度确定鼓风机流量的多少，一般情况下，可根据溶解氧含量来确定单机或多机并网使用。

所需功率计算方式：W= 流量（立方M/ 秒）* 升压（帕）/ 效率（0.75）2、鼓风机压力的选择如好氧池水深5M （有效水深，曝气头下管中轴线距水面距离为5M ）曝气头阻力（膜片式）约为400mmH2O, 管道阻力为200mmH20, —般选择鼓风机压力应为5000+400+200=5600m mH2O, 考虑到曝气头老化，阻塞及鼓风机并网等因数，应选6M 升压的风机即Cxx-1.6 型3、另外，还应考虑如下因素：a.气温：鼓风机的常规设计以气温20 C 为标准，当气温每升高1C,出口压力会下降20mmH2O 左右（见鼓风机性能曲线图）。

如夏季气温达到38 C时，出口压力就会下降360mmH2O。

所以在鼓风机出口压力选型时，一定要考虑到气温变化对出口压力的影响，否则鼓风机在夏季运行时就会喘振。

b.海拔高度：鼓风机常规设计压力为98kpa （海拔高度150M ，1 个大气压）。

如鼓风机使用地点的海拔高度超过常规时，就应将大气压不足的压差，补足在鼓风机出口压力上，以消除大气压的不足。

C.与曝气器的匹配：我国目前曝气器生产厂家繁多，缺少统一的质量标准。

由于配料不同，阻力大小也不同，很多产品阻力都很大，有的甚至达到1000mmH2O. 所以在设计选型必须考虑到这一因素。

要充分了解曝气器的实际阻力情况。

目前，国内污水处理工程常用的曝气器有以下几种：橡胶式（膜片式）；软管式（橡胶管上有微孔，阻力为400mmH2O 和橡胶式相同）；钢玉式（阻力为300mmH2O 易阻塞）；本公司研制的移动式潜水曝气机（阻力为-500mmH2O ）。

鼓风机压力选型计算公式：卩=有效水深+管网阻力+ 气体常规的变化+ 曝气装置阻力。

120研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2021.03 (下)1 背景为了对污水进行处理，国内外对处理方法进行了大量研究，并形成了五花八门的污水处理技术，但其中使用量最大、使用最普及也最成熟的技术是活性污泥法。

在该法中，为了向水中充氧，必须向水中鼓入大量空气，因而必须选用合适的鼓风机。

该工艺过程中，产生作用的是空气中的氧气，因此，需保证足够的鼓风空气流量。

同时，鼓风机需提供满足曝气池池深加1米的水压力。

低于此压力，容易使得压力不足而流量不足，甚至鼓风机不产气。

高于此压力，则对污水池没有好处，浪费鼓风机的能耗。

由于在整个污水处理工程中，风机所消耗的能量占了整个系统所消耗能量的一半以上，因而风机的选型显得特别重要。

在项目运行中，除了要满足以上的流量、压力要求外。

由于污水处理场所人员进出较为频繁，需要综合考虑设备的放热、噪声、故障率等影响因素。

2 鼓风机比较2.1 罗茨鼓风机依靠转子的旋转，输送空气。

在罗茨鼓风机内部转子和机壳组成的腔体内，空气的体积没有变化。

在罗茨鼓风机设备内，气体无压力变化。

依靠罗茨鼓风机外部，气体容积的变化提升压力。

罗茨鼓风机为外压缩。

因此，罗茨鼓风机的压力，能满足末端的污水站曝气池的压力需求，且不会超出水池压力的需求，即压力无浪费。

罗茨风机一般安装有消音的吸气过滤装置，能减少部分噪声。

转子有两叶或三叶的方式，会产生周期性的脉冲，设备运行震动大，噪声大。

三叶的转子，对于能部分降低设备的运行噪声，但设备运行噪声超过100分贝，工作场所噪音容易超过职业健康标准。

罗茨鼓风机在生活污水处理系统中应用较为广泛, 但其运行时产生的噪声危害相当严重。

罗茨风机采用润滑油进行转子密封和轴承润滑。

在使用过程中，需定时更换和添加润滑油。

罗茨风机运动部件比较简单，设备故障率低，使用寿命长。

罗茨风机由于运行震动大，因此，一般要设计有专门的设备基础，并且在设备基础上预留有螺栓孔洞，以便于罗茨鼓风机安装就位准确后，再对螺栓孔洞进行二次浇筑，使得罗茨风机安装就位牢固可靠。

污水处理厂鼓风机特性分析与选型发布时间：2023-02-27T05:52:52.907Z 来源：《建筑设计管理》2022年19期作者：曾荣辉[导读] 目前我国城镇污水处理主要以活性污泥法为主，鼓风机是系统中最重要、能耗占比最大的设备之一，其选型合理曾荣辉（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都 610000）摘要：目前我国城镇污水处理主要以活性污泥法为主，鼓风机是系统中最重要、能耗占比最大的设备之一，其选型合理与否，直接影响污水处理设施的运行成本和出水稳定性。

目前市面上鼓风机型式众多，特性各异，本文对各类鼓风机的特性及适用环境进行分析，并以案例形式介绍风机选型方法，供类似项目参考。

关键词：污水处理；鼓风机；特性分析；选型目前国内外污水处理项目常用的鼓风机主要容积式和离心式两大类。

容积式风机利用转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体，常见机型有罗茨鼓风机、螺杆鼓风机等；离心式风机通过风机叶轮高速旋转带动气流，在离心力的作用下实现气体的加压和输送，常见机型有单级高速离心风机、多级离心风机、空气悬浮鼓风机、磁悬浮鼓风机等[1]。

一、常用风机类型特性分析1、罗茨鼓风机工作原理：罗茨鼓风机为容积式风机，当转子处于高速运转过程中，被抽气体通过进气口进入到泵壳和转子两者之间的固定空间之内，之后通过排气口排出，目前常用三叶转子。

优点：出风量不会随出口压力变化而大幅波动，风量与转速相关性较高，便于曝气量的精确控制；可频繁启停；购买成本低，维护简单，可在现场完成。

缺点：规格扩大存在一定阻碍、流量＞120m3/min时，其占地面积较大，工作效率相对较低，噪声大且发热量大。

[2]适用条件：小风量、投资受限、对效率噪声要求不高的工况；适合风量小、风压大且调节范围需求广的工况；可频繁启停。

2、螺杆鼓风机工作原理：螺杆鼓风机原理与罗茨鼓风机类似，在罗茨鼓风机基础上优化了转子型式，一般是设置两根平行的阴阳转子，在“∞”形气缸中相互啮合形成工作容积，通过同步齿轮，转子作反向高速转动，随着转子转动工作容积的大小发生周期性的变化，在气体输送过程中同时实现气体的压缩。

污水处理工艺中鼓风机调控方式的选择在城市污水处理工艺中，活性污泥法具有投资少、处理效率高、运行经验成熟等特点而被广泛使用。

其曝气系统通常采用鼓风曝气。

实际运行中，污水的水质、水量及环境等因素总处在变化之中，曝气系统应能根据曝气池溶解氧含量的变化及时调节供气量，以保证处理效果，并不致浪费能源。

因此，在项目设计阶段，业主和设计单位均高度重视鼓风机的选型及调控方式的选择。

太原市河西北中部污水处理厂工程的初步设计，鼓风设备采用了单级高速离心风机，变频控制调节风量的方案。

为了满足污水处理工艺的要求，最大限度节能、降低建设投资，经考察，并多次组织专家进行技术经济分析和论证，认为针对本工程污水处理鼓风曝气工艺特点，采用进口导叶是鼓风机合理的调控方式。

1工程概况及鼓风机调控方案1.1工程概况太原市河西北中部污水处理厂位于太原市汾河西岸，九院沙河入汾河口南岸，是国家投资的“双千亿”工程之一。

设计规模为处理污水量150000m3/d,采用A-B法生物处理工艺。

工程分二期建设，一期工程按80000m3/d实施，二期达到设计处理能力，目前正在实施中。

1.2鼓风机调控方案在初步设计中，鼓风曝气装置，设计选用单级高速离心鼓风机。

考虑到污水处理量的不均衡性，为了节约能源，保证风机出口压力不变及各工艺构筑物需气量的要求，设计采用变频调节的方式来控制鼓风机风量的变化。

主要设计参数如下：出口相对风压：49kPa风量：150m3/min,台（一期4台）进气温度：25℃进气压力：98kPa排气压力：147kPa变频器接受调节信号为4〜20MaDC鼓风曝气示意见图lo2离心风机调控方式的分析、选择离心风机是目前应用最广泛的风机，是风机节能的主要对象。

从调查中了解到，目前风机运行中存在的主要问题是能源浪费严重。

根据国家有关部门统计，风机与泵的用电量占全国用电总量的40％左右［1］。

造成风机能耗大的主要原因是由于运行中的风机大量采用档板、阀门等调节方式。

AO地埋式污水处理设备风机选型技巧为了有效的处理农村生活污水，国内涌现出了许多污水处理设备，在实际中使用最广泛的要属AO地埋式污水处理设备。

为了更好的向水中充氧，必须在水中鼓入充足的空气，所以，缺少不了相应的鼓风机。

力鼎环保的AO地埋式污水处理设备在选择鼓风机时有着规范的流程。

今天力鼎环保将分享鼓风机的选型技巧。

AO污水处理设备工艺介绍厌氧—好氧工艺法主要是通过两级程序来处理污水净化。

脱氮除磷的臭氧阶段（简称A段）属于第一级；去除水中有机物的好氧阶段（简称O段）是第二级。

采用这一工艺法的优势之处在于可充分利用污水源中有机碳所产生的内循环实施反硝化反应充分；不需要外援碳节省资源，系统设备不会占用多大的面积，操作与维护过程简便，无需花费大量的投资费用。

AO污水处理设备选型原则首先，遵循技术先进原则；确保所选设备采用的技术是最先进有效的，不仅要具备适用性与兼容性，同时，从系统角度上看还具有一定的升级能力。

其次，遵循适用原则；选型过程中应按照污水处理设备的实际需要选择适当的类型；另外，遵循经济合理原则；指的是所选设备是否可以使污水处理设备处于经济合理状态下以及设备的购置安装维修升级等与经济方案是否一致。

AO污水设备风机主要因素考虑通常情况下，污水处理系统在刚开始运行时，其系统压力保持在设计范畴，而随着使用时间的加长，常常会因曝气孔出现堵塞、阀门管道锈蚀等诸多情况的发生，整个系统的阻力会有所增加。

选型过程中，必须对这些现象加以充分考虑。

污水处理的主要目的是保护环境，因此，AO污水处理设备在选用风机过程中，必须充分考虑风噪声、能耗、设计等问题。

力鼎在污水设备中采用比较多的是电磁式鼓风机，具有高效节能、精度高、噪音低、使用寿命长、结构紧凑、重量轻、体积小等优势之处。

设备中水的深度与风机能耗两者间是密切相关的，力鼎环保根据设备容积的不同对风机安装位置型号选用都有科学合理的控制。

以上就是力鼎环保有关鼓风机的选型技巧。