污水處理廠常用的幾種鼓風(fēng)機(jī)性能特點(diǎn)及適用場(chǎng)合對(duì)比。國(guó)內(nèi)污水處理廠大部分采用的是生物曝氣工藝，鼓風(fēng)機(jī)是該工藝的核心設(shè)備，而且鼓風(fēng)機(jī)是整個(gè)污水廠能耗最大的設(shè)備，它的性能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，對(duì)污水處理廠的正常運(yùn)作、長(zhǎng)期效益起著重要作用。

本文結(jié)合一些污水處理廠運(yùn)行的實(shí)例，對(duì)幾種不同類型的鼓風(fēng)機(jī)的性能特點(diǎn)、適用范圍進(jìn)行了對(duì)比概括，可為新建、擴(kuò)建污水處理項(xiàng)目設(shè)備選型作借鑒。

一、污水處理廠常用的風(fēng)機(jī)種類

污水處理廠應(yīng)用的風(fēng)機(jī)種類主要有：羅茨鼓風(fēng)機(jī)(一般為三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī))、多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)、單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)和空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)。

二、四種風(fēng)機(jī)的性能對(duì)比

1. 風(fēng)量調(diào)節(jié)

鼓風(fēng)機(jī)的的風(fēng)量調(diào)節(jié)有出口節(jié)流調(diào)節(jié)、進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)、進(jìn)出口導(dǎo)葉組合調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)等方式。出口節(jié)流調(diào)節(jié)是人為的加大管網(wǎng)阻力的調(diào)節(jié)方法，會(huì)使整個(gè)裝置效率大大下降。進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)通過改變進(jìn)氣閥門的開度來改變風(fēng)機(jī)性能曲線達(dá)到調(diào)節(jié)目的，此方法簡(jiǎn)便易行并可節(jié)約能耗。進(jìn)出口導(dǎo)葉組合調(diào)節(jié)是根據(jù)入口溫度、壓縮機(jī)內(nèi)的差分壓力、要求的流量變化通過程序調(diào)節(jié)導(dǎo)流系統(tǒng)和擴(kuò)散系統(tǒng)，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最佳工況。變頻調(diào)節(jié)是通過變頻技術(shù)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖冿L(fēng)量的調(diào)節(jié)方式。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)一般采用出口節(jié)流調(diào)節(jié)，還可采用變頻控制，調(diào)節(jié)的范圍較廣。

多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)一般采用進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)效果不大理想。它也可采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，功耗基本上與流量同步減小。流量調(diào)節(jié)范圍在 70-100%之間，調(diào)節(jié)范圍較窄。

單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)無法采用變頻調(diào)速，流量是采用進(jìn)風(fēng)導(dǎo)葉和出風(fēng)導(dǎo)葉的組合調(diào)節(jié)。在恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下，空氣流量能連續(xù)向下調(diào)節(jié)至 45%。

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)采用直流電機(jī)及調(diào)速控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)流量，流量可調(diào)范圍 20-100%，范圍廣。

2. 效率

不管是何種風(fēng)機(jī)，其效率都是相對(duì)的，在實(shí)際運(yùn)行中不可能總是保持最高效率，任何外部增加的阻力(如閥門、管道彎頭、曝氣器阻力、水位變化等)都會(huì)使效率降低。所以要保持鼓風(fēng)機(jī)高效率運(yùn)行，和工藝流程設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)的合理選用是密不可分的。

在同等條件下，四種鼓風(fēng)機(jī)中，空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)的效率最高，它采用直流電機(jī)，電機(jī)效率可高達(dá) 97﹪。其余三種鼓風(fēng)機(jī)，在流量較小時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)、單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)效率差異不是很顯著;中等流量以上，由于羅茨式轉(zhuǎn)速無法提高，效率較低，另兩種離心風(fēng)機(jī)差距較小;大流量時(shí)，單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)效率最高。

一般來說，進(jìn)口鼓風(fēng)機(jī)的效率比同類型的國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)效率要高一些。

3. 維護(hù)保養(yǎng)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)機(jī)械，易于控制和維護(hù);

多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，不需要復(fù)雜的潤(rùn)滑系統(tǒng)，一般采用全風(fēng)冷式設(shè)計(jì)，無需用冷卻器，操作簡(jiǎn)單，備件少，維護(hù)量不大;

單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高(一般超過15000r/ min)，相對(duì)維護(hù)保養(yǎng)要求高，大修必須請(qǐng)制造原廠支援?？刂葡到y(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)非常復(fù)雜，操作也相對(duì)復(fù)雜，需要特別訓(xùn)練的操作人員;

空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)無齒輪箱、聯(lián)軸器、冷卻系統(tǒng)和油潤(rùn)滑系統(tǒng)，長(zhǎng)期無需維修保養(yǎng)，維護(hù)量極小。

4. 運(yùn)行穩(wěn)定性

羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，葉輪磨損小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定，可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);

多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)及相對(duì)恒定供氣量和氣壓的場(chǎng)合可靠性高，但它抗外部壓力變化的自身調(diào)節(jié)能力差，容易出現(xiàn)喘振;

單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)比較先進(jìn)，也較為成熟，穩(wěn)定性高，壓力基本保持恒定，可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，故障率不高;

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)現(xiàn)階段均為進(jìn)口產(chǎn)品，進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的時(shí)間不長(zhǎng)，長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性、售后服務(wù)、零配件供應(yīng)等方面問題有待驗(yàn)證。

5. 適用場(chǎng)合

羅茨鼓風(fēng)機(jī)采用皮帶傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速無法提高，不適用于大流量場(chǎng)合，一般低于150m3/h較為經(jīng)濟(jì)。最適用于污水廠的曝氣沉砂池及處理規(guī)模1萬m3/d以下的小型污水廠，特別是壓力與流量隨時(shí)間變化而變化的工藝和場(chǎng)合。

多級(jí)離心風(fēng)機(jī)對(duì)于中小型污水廠來說具有更好的性價(jià)比和良好的長(zhǎng)短期效益，它只適用于相對(duì)恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，不適用于間歇曝氣工藝和管網(wǎng)壓力驟然升高、變化速率快的工藝，單機(jī)流量在100～400m3/min時(shí)具有較好的性價(jià)比。

單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)單機(jī)流量大，壓力基本恒定，滿載效率高，適用于大中型污水廠，適應(yīng)各種工藝調(diào)節(jié)。單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)單機(jī)流量在800m3/min時(shí)性價(jià)比高。

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)單機(jī)功率和風(fēng)量都做不大，不適合大型污水廠，用在小型污水廠投資又大，所以最適用于中型污水廠，并適應(yīng)各種工藝調(diào)節(jié)。

三、應(yīng)用實(shí)例

1. 某一污水廠處理規(guī)模為5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了兩臺(tái)國(guó)際知名品牌的多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，一用一備，電機(jī)功率為200KW。實(shí)際運(yùn)行中鼓風(fēng)機(jī)需維持在較高頻率 (65～68Hz) 下運(yùn)行，降低工作頻率鼓風(fēng)機(jī)極易出現(xiàn)喘振甚至停機(jī)。

出現(xiàn)上述問題的原因主要有以下兩個(gè)方面：

一是，UNITANK工藝生化池周期性間歇曝氣造成管網(wǎng)供氣量周期性變化，即管路壓力周期性驟然升高;

二是，多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)工作曲線窄，轉(zhuǎn)速低，自身調(diào)節(jié)抗外部壓力驟然升高的能力差。長(zhǎng)期在高頻率下運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生以下不利的影響：在該運(yùn)行頻率下，鼓風(fēng)機(jī)的流量達(dá)到6000m3/h以上，供給生化池的氣量過多，造成生化池溶解氧過高，工藝難以調(diào)控;鼓風(fēng)機(jī)能耗高;該鼓風(fēng)機(jī)配備的是普通電機(jī)，超頻使用，電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，縮短壽命。

2. 另一污水廠處理規(guī)模為1.5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了三臺(tái)合資品牌的羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，設(shè)計(jì)兩用一備，電機(jī)功率為90KW，兩臺(tái)配變頻電機(jī)，一臺(tái)定頻。實(shí)際運(yùn)行中，由于水量不足，平均處理量約為4000m3/日，大部分時(shí)間只需開一臺(tái)風(fēng)機(jī)，而且運(yùn)行頻率在25～35Hz之間。從理論上講羅茨風(fēng)機(jī)是可以在0Hz～50Hz范圍內(nèi)使用的，但電機(jī)運(yùn)行頻率長(zhǎng)期過低時(shí)，會(huì)造成電流大，電機(jī)發(fā)燙，整體震動(dòng)偏大，噪音高。轉(zhuǎn)速過低還會(huì)造成潤(rùn)滑不良，齒輪容易磨損，影響風(fēng)機(jī)壽命，而且效率也很低。

四、結(jié) 論

污水處理廠選擇鼓風(fēng)機(jī)，應(yīng)根據(jù)規(guī)模、工藝、投資目的、使用條件來有所側(cè)重的選擇。

對(duì)于處理規(guī)模1萬m3/d以下的小型污水處理廠，無論何種工藝，選擇簡(jiǎn)單可靠的羅茨風(fēng)機(jī)是最合適的，因?yàn)樗顿Y成本和運(yùn)行成本低，總體經(jīng)濟(jì)效益佳。

對(duì)于中型污水處理廠，可以選擇多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)和空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)，但多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)只適用于相對(duì)恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，如A2/O工藝。為方便調(diào)節(jié)流量，有必要配備變頻器進(jìn)行調(diào)速，且要求配套變頻電機(jī)。而空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)適合各種污水處理工藝，機(jī)房建造成本低，運(yùn)行節(jié)能，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，推薦售后服務(wù)完善的地區(qū)應(yīng)用。當(dāng)然，如果不需多考慮投資成本的話，單級(jí)離心風(fēng)機(jī)也是理想的選擇。

對(duì)于大型污水處理廠,單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)是最佳選擇，因?yàn)樗鼏螜C(jī)流量大，壓力恒定，適合各種工藝，效率也高。

對(duì)于處理規(guī)模設(shè)計(jì)超前的污水處理廠，更應(yīng)考慮選擇流量調(diào)節(jié)范圍廣的風(fēng)機(jī)。