污水处理工艺中鼓风机调控方式的选择
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在废水处理设备中,最常见且不可或缺当属风机。
尤其是在活性污泥法、生物接触氧化法等好氧生物处理工艺中,选择合适参数(合适风量和压力)的曝气鼓风机,向污水中持续通入空气,使池内废水、活性污泥与空气充分接触,同时防止池内悬浮体下沉,加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触,对污水中有机物进行氧化分解,从而达到废水处理的目的。
一、水处理风机的分类水处理风机基本上有以下两大类:1、容积式鼓风机:回转式风机,罗茨式风机回转式风机回转式风机设计转子在缸体内偏心旋转,油润滑,低转速,,风量范围:每分钟0.31立方米至每分钟5.41立方米,压力范围:9.8千帕至49千帕的变容压缩的低噪音鼓风机称之为回转式风机。
具有体积小、风量大、噪声低、耗能省;附有空气室,散气平稳安装方便、抗负荷变化,风量稳定等特点。
罗茨式风机罗茨风机属于回转式鼓风机的一种,利用两份叶形转子或三个叶形转子在气缸内做相对运动来输送气体。
罗茨风机结构简单运行平稳、可靠、机械功率高,便于维护和保养;当压力在一定范围内变化时,转速不变,则流量为一常数;运行时适应性强,在流量要求稳定而阻力变化幅度较大时,可以自动调节。
其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微,压力选择范围很宽,功率随着压力的增高而增加。
具有强制输气的特点。
输送时介质不含油。
使用寿命长、整机振动小。
但噪声大,存在润滑油向气缸渗漏的缺点。
2、离心式鼓风机:旋涡式风机,多级离心式风机,单级高速离心式风机,水环式风机、磁悬浮风机。
旋涡式风机多级离心式风机离心鼓风机又称透平鼓风机,气体在旋转的叶轮作用下,获得压力和留宿的增大,可以四线连续送风。
其工作原理为当电机转动从而带动风机叶轮旋转,气体在离心力的作用下甩出并改变流向,动能转换为静压能,从排气口排出气体,同时在叶轮间形成一定负压,使外界气体在大气压的作用下补入,达到连续鼓风的目的。
离心鼓风机根据叶轮数量分为多级离心鼓风机和单级离心鼓风机。
城市污水处理工艺流程及污水处理各个环节节能途径摘要:在我国城市建设活动中,城市污水处理这一内容居于重要地位,在很大程度上影响着其他工作的开展。
本文立足于我国城市污水处理的具体情况,分析了城市污水处理工艺工艺流程,并在此基础上针对性制定了城市污水处理各个环节节能途径,旨在推动城市污水处理工作的顺利开展。
关键词:城市污水处理;工艺流程;环节节能1 引言随着经济的发展和人口的增长,世界各地对水的需求量日益增长,而城市工业化程度的提高又使得污水排放量迅速增长,人类水环境受到严重威胁。
对此世界各国都投入大量人力、物力进行城市污水处理的工作,城市污水处理厂已成为现代城市经济发展与水资源保护必不可少的组成部分。
中国社会经济的发展和城市化的加速、工业失业和家庭失业急剧增加。
一种确保城市稳定运作和保护城市环境的关键技术,城市问题的解决在城市发展中发挥着重要作用。
2污水处理的工艺流程分析2.1一级处理主要用于过滤污水中的大颗粒悬浮物质,只需要通过简单地物理方法就能够实现这一处理步骤,但是并不能有效的改善水质,距离排放或回用标准依然存在很大差距。
2.2二级处理主要用于去除污水中的有机物,为实现这一步骤可以采用生物方法。
该步骤在分解胶体状态有机物或溶解污水中的有机物时,多会用到不同酶或细菌,经过这一步骤以后可以基本保证污水满足排放与回放标准,可以应用到部分领域。
2.3污水的三级处理这一处理又称之为深度处理,主要是在二级处理基础上来降解污水中的营养物质,诸如氮、磷等,可以深度处理那些在二级处理中无法被降解的溶解性盐类。
通过这一步骤的处理 ,能够有效的减少污水中的污染物质,促进污水水质的提升和满足相关回用标准,这是组成污水处理技术的一项重要内容。
深度处理基本单元技术通常包括多项技术,诸如混凝技术、沉淀技术、过滤技术、消毒技术,而更高层次的水处理技术能够更好的满足更高的水质要求,诸如离子交换、电渗析、除氨、活性炭吸附、反渗透等。
污水处理厂一期工程试运行方案一、工程概况 .................................... 错误!未定义书签。
二、试运行目标 .................................. 错误!未定义书签。
三、生产工艺试运行应具备的条件 .................. 错误!未定义书签。
四、试运行范围和内容要求 ........................ 错误!未定义书签。
五、试运行管理机构的设置 ........................ 错误!未定义书签。
六、试运行人员的配备 ............................ 错误!未定义书签。
七、试运行各阶段进度安排 ........................ 错误!未定义书签。
八、预处理部分试运行方案 ........................ 错误!未定义书签。
九、AAO处理工艺的试运行方案..................... 错误!未定义书签。
十、污泥处理工艺的试运行方案........................ 错误!未定义书签。
十一、试运行期间的运行管理制度...................... 错误!未定义书签。
十二、试运行期间的水质监测分析...................... 错误!未定义书签。
十三、试运行期间供配电管理.......................... 错误!未定义书签。
十四、自动控制系统及仪器仪表的管理和维护保养........ 错误!未定义书签。
十五、试运行期间的安全措施.......................... 错误!未定义书签。
十六试运行期间的厂区防汛工作....................... 错误!未定义书签。
十七、试运行应急预案................................ 错误!未定义书签。
污水处理厂中厂房的通风设计探索摘要:污水处理厂在处理污水和污泥的时候,污水和污泥之中会散发出硫化氢和甲浣等恶臭气体,加上在制作消毒药剂的时候,会产生二氧化氯等有毒有害的气体。
因此,污水池内的处理设备含有的药剂种类较多,从而导致空气中不仅有极强的恶臭味,而且具有毒性和强腐蚀性,危害人体健康。
如果处理厂房的通风系统不好,不能够及时排除掉有毒气体,影响工作人员的健康。
关键词:污水处理;有毒气体;通风系统引言:何为自然通风,都是利用厂房内外的空气流动,从而形成温度差导致热压不同而让室外流动风压作用,进而不断变换厂房内外的空气,形成自然风流动现象。
在处理污水污泥的时候会散发出刺鼻具有腐臭味的气体,从而让处理厂房内部空气质量急剧下降,为了改善空气环境,必须在厂房内安装良好的通风系统进行空气的排放。
一、粗细格栅间的通风设计在污水处理厂中,处理污水的第一步就是设计粗细格栅间的通风系统,在此过程中,污水处于厌氧状态,容易产生甲烷和硫化氢等有害于人体健康的气体。
因此,根据相关规定,必须要改善格栅间的通风设备以及自动检测有毒有害气体装置,一旦检测出来能够自动报警[1]。
另外,根据环境保护机构的要求,厂房内需要进行除臭处理,也就是将粗细格栅内的有毒气体集中起来,统一处理,指标合格后再排入大自然中。
因此,在设计格栅间的时候,必须要将通风除臭两个系统结合设计,如果只考虑到通风系统而忽视安装除臭装置,会导致气味不得扩散,影响工作人员的身心健康。
为了保障恶臭气味的排放,格栅间的送风量必须足够大。
二、脱泥车间的通风设计污泥脱水车间,工作原理是利用生物处理污泥,最后再统一处理放置污泥的地方,处理污泥的时候一般是利用机械自动浓缩脱水,期间会产生大量的甲烷气体,为了改变工作环境,污泥脱水车间必须设计通风设备。
污泥在脱水的过程中,通风系统通风换气的次数不得低于六次,另外,根据环境保护机构的要求,污泥处理脱水车间必须安装除臭系统。
也就是说,将脱水期间产生的有毒气体集中收集,然后统一处理,指标合格后再排放到大气中。
- 58 -工 业 技 术0 前言近些年来,随着我国经济社会的可持续发展,各行业领域的生产工作逐渐将节能降耗理念的贯彻与落实放在了工作的首要位置。
其中,污水厂为了实现节能降耗目标,从工艺生产流程以及设备应用类型等方面进行统筹规划与合理部署,从多个方面实现污水厂节能降耗目标,减少以往的资源浪费以及能耗严重的问题与现象[1]。
为了实现节能降耗的目标,污水厂方面主张利用新型机械设备实现对污水处理工艺的节能降耗处理。
举例来说,磁悬浮离心鼓风机的推广与应用为我国污水处理厂节能降耗目标的顺利实现提供了良好的技术保障。
其原因是磁悬浮离心鼓风机在一定程度上结合了智能化监测控制技术以及高速永磁同步电动机的优势,有效减少了传统风机设备运行过程中存在的能耗问题,具有重要的应用价值。
1 磁悬浮离心鼓风机在污水厂中的应用问题研究1.1 应用原理分析磁悬浮离心鼓风机采用一体化结构的方式实现鼓风机设备的高效运转与应用(具体结构图如图1所示)。
一般来说,磁悬浮离心鼓风机在结构组成方面主要以高速电机、变频器以及磁悬浮轴承为主。
其中,电机出力轴与叶轮之间采取直连方式,省去了以往齿轮以及联轴器中间的增速装置步骤[2]。
与此同时,磁悬浮离心鼓风机在变频自动调节以及风量控制等方面可以发挥出良好功能优势。
举例来说,磁悬浮离心鼓风机在变频自动调节以及风量控制参数方面,主动结合智能化监测控制技术,实现了对相关参数数据的监控管理。
在该过程中,磁悬浮离心鼓风机与任何机械都不需要接触,同时也不需要润滑油系统。
在标准配置方面,磁悬浮离心鼓风机主要以高速电机、变频器、无油磁性轴承以及安全监控系统等构成。
上述部件都统一集成在普通底座位置,一般不需要进行特殊固定。
究其原因,主要是因为磁悬浮离心鼓风机在一定程度上结合了磁悬浮轴承功能即转轴悬浮,内置的位置传感器可以根据转轴的位置信号变化,对当前鼓风机设备的运行状态进行全面监控与管理[3]。
并根据管理反馈信息,对磁悬浮轴承控制器(如图2所示)的电流情况进行安全控制。
罗茨风机在污水处理曝气设备中应用广泛,本文从原理到使用维护做一个较详细的介绍!
1、罗茨鼓风机基本原理
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机。
这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。
转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。
两转子互不接触,它们之间靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。
2、罗茨鼓风机的选型
1、选型
在污水厂鼓风机选型时,风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数,然而风机在实际使用中并非标准状态,当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时,风机的性能也将发生变化,设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数,而需要根据实际使用状态将风机的性能要求,换算成标准进气状态下的风机参数来选型。
2、压力。
空气悬浮鼓风机在污水处理厂的应用摘要:本文通过对污水厂常用的罗茨风机、离心风机和空气悬浮风机的比较,结合我公司运行实际得出总结,空气悬浮鼓风机效率高,电耗低等优点,值得在污水厂推广使用。
关键词:空气悬浮鼓风机;应用;污水处理1 前言现在随着环境保护意识的提高,对污水处理的要求也越来越高,对污水处理率也大幅提高,全国各地根据形势的发展建设了很多污水处理设施。
目前城市的污水处理厂采用的工艺主要为采用活性污泥法的风机曝气。
曝气是通过风机将空气进行加压,再通入到曝气池的曝气设备,向混合液中均匀地加入空气,使得混合液得以快速地结合空气中的氧气,给活性污泥中的微生物提供合适的好氧环境。
所以谈到污水处理重要的工艺设备必将会提到风机。
而在污水处理厂的能耗消耗中,用于曝气的风机占到了整个能耗的30%~50%。
降低污水处理厂的能耗将给运行费用的降低带来较大的影响。
为了减少运营成本,在曝气风机的选择时采用高效与节能的风机对建设污水处理厂有十分重要的意义。
2 目前被污水厂经常采用的风机的比较目前在各个污水处理厂被广泛使用的风机主要是罗茨风机与普通的离心风机,随着技术的进步磁悬浮鼓风机与空气悬浮鼓风机技术逐渐成熟,开始进入到污水处理厂中。
本文主要对以上提及的几种风机对它们进行分析与比较。
2.1 罗茨风机罗茨风机是容积式风机的一种,有两个三叶叶轮在由机壳和墙板密封的空间中相对转动,由于每个叶轮都是采用渐开线,或是外摆线的包络线,每个叶轮的三个叶片是完全相同的,同时两个叶轮也是完全相同的,两个叶轮相向转动,由于叶轮与叶轮、叶轮与机壳、叶轮与墙板之间的间隙极小,从而使进气口形成了真空状态,空气在大气压的作用下进入进气腔,然后,每个叶轮的其中两个叶片与墙板、机壳构成了一个密封腔,进气腔的空气在叶轮转动的过程中,被两个叶片所形成密封腔不断地带到排气腔,又因为排气腔内的叶轮是相互啮合的,从而把两个叶片之间的空气挤压出来,这样连续不停的运转,空气就源源不断地从进气口输送到出气口,这就是罗茨风机的整个工作过程。
东区污水处理厂鼓风机通风降噪的改造方案鼓风机是污水厂的核心设备之一,对整个生化系统的稳定运行及达标排放起着至关重要的作用,通过近两年的运行,鼓风机房存在空气流通不畅、夏季温度高(室内温度高达40℃以上)、低频运行等问题,影响生产和设备的使用,需要对鼓风机房进行一些改造,以保障设备的安全运转。
一、改造思路鼓风机房的改造方向为两方面,一是减少鼓风机的散热量,二是增加散热速度。
目前鼓风机房的散热量无法改变,只能增加散热速度,增加散热速度的方法:(1)增加空气流通,增加换气量;(2)在风冷的基础上增加水冷,降低温度。
由于鼓风机罩除具有隔热降噪的功能外,最主要具有安全防护的功能,因此鼓风机罩不能拆除。
根据以上原因分析,改造方案为:1、强制通风,增加通风廊道、防尘措施、降噪措施等,改变现有的鼓风机房内负压的问题,为鼓风机提供干净、流通的空气.增加强制排风设备及弯头,进行排风和消声。
2、将风冷鼓风机转换为水冷鼓风机。
二、改造方案分析1、强制通风改造(1)组成通风系统的改造包括:修建进风廊道、增加进风过滤器、增加排风扇、排气口安装消声弯头。
进风系统由进气口百叶窗、进风廊道、空气过滤网等组成,示意图见图1。
图1百叶窗的设计在形式外观上与风机房建筑整体协调,进风廊道的设计考虑廊道内的风速小于1 m/s,有利于尘土的附着,廊道内壁敷设吸声材料以降低噪声;进入室内的空气速度小于l m/s 为宜,因此空气过滤网孔的设计根据鼓风机风量及室外通风量的大小进行计算,滤网一般采用5 mm×5 mm 的不锈钢网罩,可以对空气中大的悬浮物进行初步过滤。
(2)噪声控制鼓风机房进气系统噪声控制由消声百叶窗及进风廊道消声设施组成。
消声百叶窗选用吸声材料,可以有效吸收降低噪声,进风廊道采用内壁多孔性吸声材料,以消除机组产生的噪声。
风冷式排气系统主要由通风机及消声弯头组成,弯头高度初定5m,弯头根据通风机的大小进行选择。
(3)施工期及施工人员、设施需求施工期:10 天人员需求: 5 人设施需求:高空作业车(4)优缺点1)有效解决鼓风机房内负压的问题,进风更加顺畅。
污水处理中鼓风曝气的作用
从事或接触过污水处理工艺的人或许都知道,在污水处理过程中有一道特殊的工艺,即需要通过曝气鼓风机向污水中不断的吹入空
气。
为什么要输入空气呢?可能很多人都不明白了。
本文主要来说说污水处理过程中鼓风曝气输入空气到底有何目的。
污水处理鼓风曝气中输入空气主要是为了实现两个方面的作用:
一、充氧,为好氧菌提供溶解氧
活性污泥法处理污水,是一种好氧菌生物处理法。
需要依靠好氧微生物来吸收水中的有机物,并氧化分解形成二氧化碳和水,同时让其自身得到增殖繁衍。
这个过程中,就需要向活性污泥中的微生物提供足够的溶解氧,满足微生物生长和代谢过程所需。
鼓风曝气首先实现的就是氧气输送过程,通过气水接触将空气中的氧转移到水中,不断向水中补充溶解氧。
因此,鼓风曝气中对风量的计算也是根据微生物的需氧量,再结合环境条件、水质条件、曝气效率等转移影响因素
综合得出。
二、搅拌混合作用
搅拌混合过程中,一方面是使活性污泥在曝气池内处于悬浮状
态,与污水充分接触,增强污染物在水处理系统中的传质条件,提高
处理效果。
另外一方面,为氧气在液相中的扩散、转移提供良好条件。
以上就是鼓风曝气在空气输送过程中主要需要实现的两点作用。
需要特别提醒的是:一般污水处理所使用的鼓风曝气设备都是专用鼓
风机(如下图所示),不是普通的空气压缩机。
其提供的压力一般只
有0.01-0.05MPa,远远低于工厂所使用的空压气压力(约0.5MPa)。
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。
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150000 m3/d,采用A-B法生物处理工艺。工程分二期建设,一期工程按80000 m3/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:49 kPa 风量:150 m3/min·台(一期4台) 进气温度:25℃ 进气压力:98 kPa 排气压力:147 kPa 变频器接受调节信号为4~20 MaDC 鼓风曝气示意见图1。
2 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。这种方式虽简便易行,但在调节过程中将产生大量的能量损耗。因此,在污水处理工程中需经常调节风量的鼓风机,应选择合适的调节方式,以降低能耗。
2.1 离心风机的工作原理及特性 单级高速离心风机的工作原理是:原动机通过轴驱动叶轮高速旋转,气流由进口轴向进入高速旋转的叶轮后变成径向流动被加速,然后进入扩压腔,改变流动方向而减速,这种减速作用将高速旋转的气流中具有的动能转化为压能(势能),使风机出口保持稳定压力。 从理论上讲,离心鼓风机的压力-流量特性曲线是一条直线,但由于风机内部存在摩擦阻力等损失,实际的压力与流量特性曲线随流量的增大而平缓下降,对应的离心风机的功率-流量曲线随流量的增大而上升。当风机以恒速运行时,风机的工况点将沿压力-流量特性曲线移动。风机运行时的工况点,不仅取决于本身的性能,而且取决于系统的特性,当管网阻力增大时,管路性能曲线将变陡。 风机调节的基本原理就是通过改变风机本身的性能曲线或外部管网特性曲线,以得到所需工况。 2.2 变频调控原理与特性 随着科技的不断发展,交流电机调速技术被广泛采用。通过新一代全控型电子元件,用变频器改变交流电机的转速方式来进行风机流量的控制,可以大幅度减少以往机械方式调控流量造成的能量损耗。
变频调节的节能原理: 图2中曲线1和2表示调速时的压力-流量曲线,曲线3和4表示节流调节时管路阻力特性曲线,曲线5表示恒速时功率-流量曲线,设A点为风机最大工况点。当风量需从Q1减少到Q2时,如果采用节流调节法,工况点由A到B,风压增加到H2,由图中可看出轴功率P2
下降,但减少的不太多。如果采用变频调节方式,风机工况点由A到
C,可见在满足同样风量Q2 情况下,风压H3将大幅度下降,功率P3
随着显著减少。节省的功率损耗△P=△HQ2与图中面积BH2H3C成正
比。 由以上分析可知,变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节,不会产生附加压力损失,节能效果显著,调节风量范围0%~100%,适合调节范围宽,且经常处于低负荷下运行的场合。但是,当风机转速下降,风量减小时,风压将发生很大变化,由风机比例定律:
Q1/Q2=(n1/n2), H1/H2=(n1/n2)2, P1/P2=(n1/n2)3 可知,当其转速降低到原额定转速的一半时,对应工况点的流量、压力、轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8,这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。 根据变频调节这一特性,对于在污水处理工艺中,曝气池始终保持5 m正常液位(见图1),要求鼓风机在出口压力恒定的条件下,进行大范围的流量调节,当调节深度较大时,将会使风压下降过大,不能满足工艺要求。当调节深度较小时,则显示不出其节能的优势,反而使装置复杂,一次性投资增高(本工程中鼓风机采用变频调节比导叶调节增加一次性投资20万元)。因此,对本工程的曝气池需保持5m液位的工况条件下,采用变频调节方式显然是不合适的。 2.3 进口导叶调节原理及特性: 进口导叶调节装置即在鼓风机吸风入口附近装设一组可调节转角的导叶-进口导叶,其作用是使气流在进入叶轮之前发生旋转,造成扭曲速度。导叶可绕自身轴转动,叶片每转动一个角度就意味着变换一个导叶安装角,使进入风机叶轮的气流方向相应改变。 进口导叶调节风量原理是:当导叶安装角θ=0°时,导叶对进口气流基本上无作用,气流将以径向流入叶轮叶片。当θ>0°时,进口导叶将使气流进口的绝对速度沿圆周速度方向偏转θ角,同时对气流进口的速度有一定的节流作用,这种预旋和节流作用将导致风机性能曲线下降,从而使运行工况点变化,实现风机流量调节。进口导叶调节的节能原理通过图3[1]说明。
图3中曲线1为节流调节时功率-流量曲线,曲线2为进口导叶调节时的功率-流量曲线。当进口导叶安装角由θ1=0°增大为θ2或θ3时,运行工况点由M1移至M2或M3;流量由Q1减小至Q2或Q3;轴功率由P′1减少至P′2或P′3。图中用剖面线表示的面积为进口导叶比节流调节节省的功率。 在本工程中,曝气池深度是固定的,鼓风机在保持出口压力恒定条件下,进行流量调节,即H=常量,Q=变量时,管网的特性曲线近似于水平直线,鼓风机采用进口导叶调节,不必借助于改变管网特性曲线,可通过改变导叶的开闭角度,使风机的压力-流量性能曲线改变,流量的变化是通过将工况点移动到新的改变了的风机特性曲线上的方法实现的(见图4)。
离心风机采用进口导叶调节方式,在部分负荷运行时可获得高效率和较宽的性能范围,在保持出口压力恒定条件下,工作流量可在50%~100%额定流量范围内变化[2]。调节深度愈大、省功愈多。如流量减少到额定流量的60%时,进口导叶方式比进口节流方式节省功率达17%之多[3]。此外,其结构相对简单,运行可靠,维护管理方便,初期投资低。因此,本工程中鼓风机采用进口导叶调节流量,显然是最佳调节方式。 2.4 不同调控方式的比较 图5给出了不同调控方式时风量和轴功率的关系。尽管变频调节的离心鼓风机调节范围很广,在节能上有显著效果,但用在本工程的工艺系统中将受到工艺条件限制,调节范围仅为80%~100%,而且通过图5[3]可看出,在相对流量变化不大时,变频与导叶两种调节方式消耗功率差别并不大,因此采用变频调节方式,其节能特长显示不出来,这就失去了选择它的意义。而选择导叶调节方式的鼓风机,在保持出口压力恒定条件下可以较大范围调节风量(50%~100%),以保证污水中溶解氧含量稳定,相对地节省了能源。所以应选择导叶调节方式的高速离心风机,作为本工程的设备选型。同时,为了更好地体现出节能效果,对于大功率的离心风机,还应注意配套电机的选择,如采用10 kV高压电机,也有助于降低能耗。 3 结语 通过对变频与导叶调节方式的原理与特点的分析,明确了在采用鼓风曝气的污水处理工艺中,鼓风机调控方式的选择,不能只考虑节能,而必须在满足曝气工艺对风量、风压要求前提下,从流量变化范围、风机功率大小、调节装置的技术复杂程度、可靠性及投资等方面综合考虑,进行技术经济分析,作出合理的选择。 污水处理及强排工程的设计实例
安徽全柴动力股份有限公司是以生产柴油机为主业的多元化发展的大型企业集团。年产各种型号的柴油机50余万台。生产过程中产生的废水中主要污染物为石油类,若直接排放会对环境造成一定的危害,且公司所处地势较低,汛期易发生内涝。为确保可持续发展,公司于2000 年开始加大了废水和汛期雨水治理等环保方面的投入,处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)中的一级标准,系统调试达到设计要求,12月10日通过了安徽省环境监测中心站与滁州市环境监测站联合验收,后即投入正常使用。
1 废水来源和设计水质水量的确定 公司所排放的废水主要为厂内各车间所排含有石油类(柴油、机油、汽油、润滑油等)、皂化液、漆渣等的工业废水和厂区雨水及少量的生活污水。经当地环境监测站取样实测后,确定其进水设计水质指标如表1所示。
根据公司统计的平均月用水量约5万 m3,扣除 15%的损耗平均月排出的废水量约4.25万 m3,日平均排放废水约1420 m3,小时平均排水量为62.5 m3,最大小时排放的废水约为100 m3,考虑到今后的发展和一般雨天排放的废水也能得到有效的处理,最终确定小时处理水量按150 m3设计。根据多年汛期的暴雨统计资料确定:在正常情况下按2000 m3/h,最大按3000 m3/h设计。
表1 设计进水水质
项目 pH COD (mg/L) BOD (mg/L) 石油类 (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) 数值 7.0 400 180 250 150 8.36
2 工艺流程 2.1 工艺流程选择 据表1的水质指标可知,需处理的工业废水中的主要污染物为石油类,及来自公厕、食堂、宾馆、科技大夏等生活污水中的悬浮物和有机污染物,pH值和 NH3-N没有超标。对浮油采用隔油池隔油并将废油回收,对乳化油等采用破乳气浮法予以分离,在气浮的同时也去