淺談空氣懸浮風機在污水廠節(jié)能降耗中的應用

沈建 吳悅嵐

摘 要：詳細介紹了廊下污水處理廠經(jīng)過提標擴建工程后，由于采用A/A/O-MBR高污泥濃度工藝，導致原先的羅茨風機無法滿足曝氣要求，故將羅茨風機改造為空氣懸浮鼓風機，通過對改造前后的運行情況進行了相應的分析研究。得出結(jié)論：工程改造后，由原先必須開啟2～3臺羅茨風機運行調(diào)整為只需開啟1臺空氣懸浮鼓風機滿足曝氣要求；鼓風機房內(nèi)的噪聲大幅度降低，在處理量和水質(zhì)穩(wěn)定的情況下，出水水質(zhì)基本無變化，空氣懸浮風機比羅茨風機節(jié)能16.04%。因此，空氣懸浮鼓風機具有更高的效率、更低的噪聲、顯著的節(jié)能降耗效果，在污水處理行業(yè)具有巨大的應用前景。

關鍵詞：空氣懸浮鼓風機；羅茨鼓風機；污水處理；電耗；節(jié)能

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0003-02

污水廠消耗電能的主要設備及相應電耗分布情況：起到提升作用的進水泵、內(nèi)外回流泵等，占10%～25%的單位電耗；用于提供生物池曝氣作用的鼓風機，占50%～70%的單位電耗；用于污泥脫水的脫水設備，占10%～25%的單位電耗；起到攪拌推流作用的攪拌、推流器；用于廠區(qū)照明、控制設備等照明及自控系統(tǒng)。因此，降低電耗是實現(xiàn)污水廠節(jié)能降耗的重要途徑，從上述數(shù)據(jù)可以得出降低生物池曝氣的鼓風機電耗是最為有效的辦法，故而選擇性能更加優(yōu)越的鼓風機對于污水廠的節(jié)能降耗和運營管理來說具有重大的意義。

1 工程應用

1.1 工程簡介

廊下污水處理廠從2015年提標擴建改造后，由原來設計的10000m3/d，采用CAST工藝，出水指標執(zhí)行GB18919-2002的二級標準，擴建為目前的20000m3/d，采用A/A/O-MBR工藝，出水指標執(zhí)行GB18919-2002的一級A標準。

A/A/O-MBR工藝采用的是高污泥濃度運行，基本保持在15g/L左右，與CAST工藝污泥濃度3g/L左右相差甚大，高污泥濃度意味著比原來CAST的工藝需要更加多的曝氣量；由于廊下廠在本次提標改造中未涉及到好氧池曝氣鼓風機的更換，仍然采用2008年的羅茨鼓風機，鼓風機房的3臺羅茨鼓風機由于使用年限過長且經(jīng)過多次大修，性能逐步下降，風機的頻率最高只能開至41Hz，該狀況下每臺羅茨風機的出風量為1400m3/h左右，有時需要同時開啟3臺，造成無備機的狀態(tài)，缺少相應的保障措施，不利于出水水質(zhì)的連續(xù)、穩(wěn)定達標排放。

1.2 鼓風機改造前、后運行情況對比

污水廠原有羅茨鼓風機3臺，2用1備，詳細參數(shù)見表1，截止到2017年使用年限已近9年，性能逐步下降，生物池曝氣需要開啟2臺風機，正常運行時鼓風機電機溫度偏高，可達到100℃左右，長時間的高溫導致電機軸承潤滑油脂變壞失去潤滑的作用，導致風機電機高故障率，經(jīng)常性的返修，無法滿足正常的工藝需求；另外，鼓風機房內(nèi)羅茨鼓風機運行噪音過大，大概為110dB左右。為了滿足正常生產(chǎn)需要，確保出水水質(zhì)達標排放，同時改善鼓風機房的工作環(huán)境，決定采用空氣懸浮鼓風機來替代老風機，按照1用1備配置，詳細參數(shù)見表2，根據(jù)實際水量及水質(zhì)每天進行調(diào)整風量，由于空氣懸浮鼓風機自帶隔音罩且正常運行時無摩擦，使得機房內(nèi)的噪音大幅度降低，約為70dB以下。

2017年7月24日，空氣懸浮鼓風機正式投入使用對A/A/O-MBR池中的好氧池進行微孔曝氣，由于污水廠的日處理水量、進出水質(zhì)等會隨著各種原因不斷的變化，為了能更加準確的進行比較，采用了改造前（2016年）、后（2017年）相同時段的數(shù)據(jù)作了比較，主要情況如下。

1.2.1 日均處理水量

2017年該時段的日均處理量為18085m3/d，而同期2016年的日均處理量為18090m3/d；相對于2016年的日均處理水量，2017年的日均水量比之減少了5m3/d，基本可以認為處理水量無變化，見圖1。

1.2.2 進、出水水質(zhì)

2016年該時段的進、出水COD平均值分別為433.9mg/L、31.4mg/L，降解率為92.76%，進、出水氨氮平均值分別為20.0mg/L、0.41mg/L，降解率為97.90%，進、出水總氮平均值分別為26.9mg/L、8.4mg/L，降解率為68.85%，進、出水總磷平均值分別為6.3mg/L、0.3mg/L，降解率比為95.37%。

2017年該時段的進、出水COD平均值分別為407.4mg/L、24.4mg/L，降解率為為94.00%，進、出水氨氮平均值分別為20.0mg/L、0.21mg/L，降解率為98.90%，進、出水總氮平均值分別為26.25.9/L、7.3mg/L，降解率為71.66%，進、出水總磷平均值分別為4.9mg/L、0.2mg/L，降解率為95.60%。

從上述分析得出，改造前、后進出水COD、氨氮、總氮及總磷的濃度相差極小，可以認為該段時間的處理量及水質(zhì)情況大致相同，因此單位電單耗的變化也具備在同一水平比較的條件。經(jīng)過比較，鼓風機改造前、后的電單耗分別為0.76kwh/m3、0.69kwh/m3（見圖2），平均單位電耗下降了9.21%。另外，改造前、后外運的絕干污泥分別為5.31t/d、3.20t/d。

1.3 電耗變化產(chǎn)生的原因

造成污水廠單位電耗變化的原因主要如下：

（1）處理量、進出水質(zhì)。從數(shù)據(jù)上看該污水廠鼓風機改造前后的處理量、進出水質(zhì)的變化很小，對于單位的電耗影響幾乎可以忽略不計。（2）污泥產(chǎn)量。從數(shù)據(jù)上看改造前后絕干污泥產(chǎn)量有明顯的變化，根據(jù)該污水廠的實際運行經(jīng)驗，每臺板框壓濾機每次出絕干污泥0.49t，每臺板框壓濾機每次生產(chǎn)需要耗電37kwh，改造前在絕干污泥上每日多耗電158.6kwh，占單位電耗的0.0088kwh/m3。（3）空氣懸浮鼓風機的投入使用。改造后該污水廠處理量、進出水質(zhì)變化可以忽略不計，而污泥產(chǎn)量在電電耗上的影響相差0.0088kwh/m3，除去這兩個原因，主要影響單位電耗的還是新風機的運用，空氣懸浮風機較比羅茨風機節(jié)能0.061kwh/m3，按照曝氣系統(tǒng)所占單位電耗的50%，空氣懸浮風鼓風機比羅茨鼓風機節(jié)能16.04%。

1.4 效益分析

本工程共投入159萬元，在當前的處理量及水質(zhì)情況下，以空氣懸浮風機比羅茨風機節(jié)能0.061kwh/m3計，則每年可以節(jié)約耗電量402773kwh，按照本單位的電單價0.9元/kw·h計，可以為污水廠節(jié)約電費36萬元/年，預計5年內(nèi)可以收回投資成本。若加上原來每年用于羅茨鼓風機大修4.2萬元，則預計4年內(nèi)就可以收回投資成本。

2 結(jié)語

空氣懸浮鼓風機具有高效率、高性能、低噪音、低能耗、維護工作量少等優(yōu)點。按照目前污水廠處理量及水質(zhì)情況下，采用懸浮風機比羅茨風機節(jié)能16.04%，每年公司在電費可節(jié)約36萬元，節(jié)能降耗效果顯著，在污水處理行業(yè)具有巨大的應用前景。

參考文獻

[1]宋文清.空氣懸浮離心鼓風機在污水處理廠中的應用[J].城市道橋與防洪，2010，（8）：114-116.