淺談空氣懸浮風機在污水廠節能降耗中的應用

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。得出結論：工程改造后，由原先必須開啟2～3臺羅茨風機運行調整為只需開啟1臺空氣懸浮鼓風機滿足曝氣要求；鼓風機房內的噪聲大幅度降低，在處理量和水質穩定的情況下，出水水質基本無變化，空氣懸浮風機比羅茨風機節能16.04%。因此，空氣懸浮鼓風機具有更高的效率、更低的噪聲、顯著的節能降耗效果，在污水處理行業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；用于廠區照明、控制設備等照明及自控系統。因此，降低電耗是實現污水廠節能降耗的重要途徑，從上述數據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越的鼓風機對于污水廠的節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，缺少相應的保障措施，不利于出水水質的連續、穩定達標排放。

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，經常性的返修，無法滿足正常的工藝需求；另外，鼓風機房內羅茨鼓風機運行噪音過大，大概為110dB左右。為了滿足正常生產需要，確保出水水質達標排放，同時改善鼓風機房的工作環境，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，詳細參數見表2，根據實際水量及水質每天進行調整風量，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）相同時段的數據作了比較，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

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。從數據上看該污水廠鼓風機改造前后的處理量、進出水質的變化很小，對于單位的電耗影響幾乎可以忽略不計。（2）污泥產量。從數據上看改造前后絕干污泥產量有明顯的變化，根據該污水廠的實際運行經驗，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、進出水質變化可以忽略不計，而污泥產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能0.061kwh/m3，按照曝氣系統所占單位電耗的50%，空氣懸浮風鼓風機比羅茨鼓風機節能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情況下，以空氣懸浮風機比羅茨風機節能0.061kwh/m3計，則每年可以節約耗電量402773kwh，按照本單位的電單價0.9元/kw·h計，可以為污水廠節約電費36萬元/年，預計5年內可以收回投資成本。若加上原來每年用于羅茨鼓風機大修4.2萬元，則預計4年內就可以收回投資成本。

2 結語

空氣懸浮鼓風機具有高效率、高性能、低噪音、低能耗、維護工作量少等優點。按照目前污水廠處理量及水質情況下，采用懸浮風機比羅茨風機節能16.04%，每年公司在電費可節約36萬元，節能降耗效果顯著，在污水處理行業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.