一、
鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設備,在污水廠風機選型時,風機廠家產品樣本上給出的均是標準進氣狀態下的性能參數,我國規定的風機標準進氣狀態: 壓力p0 =101. 3 kPa ,溫度T0 = 20 ℃,相對濕度φ= 50 % ,空氣密度ρ= 1. 2 kg/ m3 。然而
風機在實際使用中并非標準狀態,當
鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及
海拔高度等不同時,風機的性能也將發生變化,設計選型時就不能直接使用產品樣本上的性能參數,而需要根據實際使用狀態將風機的性能要求,換算成標準進氣狀態下的風機參數來選型。
二、
風機選型中應關注
鼓風機出口壓力影響因素的分析容積式
鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身,而是氣體由鼓風機排出后裝置的
情況,即所謂“背壓”決定的 ,
曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。
鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上,
鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作,而且只要強度和排氣溫度允許,也可以超過額定排氣壓力工作。對于污水處理廠而言,排氣系統所產生的
絕對壓力(背壓) 為管路系統的
壓力損失值、
曝氣池水深和環境大氣壓力之和,如圖1 所示。若由于某種原因,如
曝氣頭或管路堵塞,使管路系統的
壓力損失增加,“背壓”也會升高,于是
鼓風機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因,管路系統的壓力損失則會減少“, 背壓”便不斷降低,鼓風機的壓力也隨之降低。綜上所述,確定
曝氣鼓風機壓力時,只需要
鼓風機在
標準狀態下所能達到的
絕對壓力等于使用狀態下的大氣壓力、
曝氣池水深和管路損失之和。
三、
風機選型時應關注
鼓風機空氣流量因素在
計算污水處理的需氧量時,其結果為標準狀態下所需氧的質量流量qm (kg/ min) ,再將其換算成標準狀態下所需空氣的容積流量qv1(m3/ min) ,如果鼓風機的使用狀態不是標準狀態,例如在高原地區使用,則
空氣密度、
含濕量會發生變化,鼓風機所供應的空氣容積流量與標準狀態是相同的,而所供空氣的質量流量將減少,有可能導致供氧量不足。因此,必須
計算出能供應相同質量流量的容積流量,即換算流量。在高原地區使用時,環境大氣壓力也會發生變化,壓力比相應升高,那么,
鼓風機的泄漏流量則會增大,這將導致鼓風機所供應的空氣容積流量減少,也可能造成供氧量不足。因此,設計時必須考慮使用條件發生變化時各種因素的影響,以保證
風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求,并需
計算出換算流量和泄漏流量。
四、
風機選型應關注
鼓風機供氣流量的變化規律對于同一臺鼓風機,在冬季和夏季,其容積流量是不會發生變化的,但因
空氣密度的不同質量流量會發生變化,也就是說供氧量會有所不同。鼓風機在
標準狀態與使用狀態下的容積流量是不變的,但因為
空氣密度(ρ) 、
含濕量等發生了變化,導致鼓風機輸送至
曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如,某一污水處理廠,選用上述
計算例題中的
羅茨鼓風機,根據環境溫度變化, 計算出鼓風機的實際供氧量,其一年的變化規律在實際運行過程中,由于進水量、水質、水溫、ML S S 等參數的變化,系統需氧量( SOR) 也會發生變化在夏季,水溫較高,
曝氣池需氧量( SOR) 增大,但鼓風機的供氧量( FOR)在減少,這是設計時考慮需氧量的最不利
工況點,此時,供氧量、需氧量基本相當;在冬季,水溫降低,曝氣池需氧量( SOR) 減少,但鼓風機的供氧量( FOR) 增大,此時,供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低,
空氣密度增加,那么
風機所供給的干空氣的質量流量較標準狀態大幅度增加,從而引起供氧量增加,從運行的實際測量
情況來看,每年冬季
曝氣池的
溶解氧較夏季會高出1～3mg/ L 。因此,在生產運行過程中,需要針對這種變化對設備進行及時的調整,使
鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。對于
羅茨鼓風機來說,使用變頻器,通過改變風機轉速來調整供風量是很經濟實用的。不同季節
曝氣池需氧量( SOR) 、
鼓風機供氧量( FOR) 變化規律五、結論綜上所述,同一臺鼓風機在不同的使用條件下,其性能的變化非常大,所以必須通過嚴謹的
計算進行選型, 否則有可能導致生化系統的供氧不足; 另外,在冬季和夏季由于
空氣密度發生了變化,鼓風機所供應氧氣的質量流量變化很大,冬季供氧量大大超過了需氧量,所以,應采取變頻調速等措施使生化系統的溶解氧濃度保持穩定。
