浅谈空气悬浮风机在污水厂节能降耗中的应用

沈建 吴悦岚

摘 要：详细介绍了廊下污水处理厂经过提标扩建工程后，由于采用A/A/O-MBR高污泥浓度工艺，导致原先的罗茨风机无法满足曝气要求，故将罗茨风机改造为空气悬浮鼓风机，通过对改造前后的运行情况进行了相应的分析研究。得出结论：工程改造后，由原先必须开启2～3台罗茨风机运行调整为只需開启1台空气悬浮鼓风机满足曝气要求；鼓风机房内的噪声大幅度降低，在处理量和水质稳定的情况下，出水水质基本无变化，空气悬浮风机比罗茨风机节能16.04%。因此，空气悬浮鼓风机具有更高的效率、更低的噪声、显著的节能降耗效果，在污水处理行业具有巨大的应用前景。

关键词：空气悬浮鼓风机；罗茨鼓风机；污水处理；电耗；节能

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0003-02

污水厂消耗电能的主要设备及相应电耗分布情况：起到提升作用的进水泵、内外回流泵等，占10%～25%的单位电耗；用于提供生物池曝气作用的鼓风机，占50%～70%的单位电耗；用于污泥脱水的脱水设备，占10%～25%的单位电耗；起到搅拌推流作用的搅拌、推流器；用于厂区照明、控制设备等照明及自控系统。因此，降低电耗是实现污水厂节能降耗的重要途径，从上述数据可以得出降低生物池曝气的鼓风机电耗是最为有效的办法，故而选择性能更加优越的鼓风机对于污水厂的节能降耗和运营管理来说具有重大的意义。

1 工程应用

1.1 工程简介

廊下污水处理厂从2015年提标扩建改造后，由原来设计的10000m3/d，采用CAST工艺，出水指标执行GB18919-2002的二级标准，扩建为目前的20000m3/d，采用A/A/O-MBR工艺，出水指标执行GB18919-2002的一级A标准。

A/A/O-MBR工艺采用的是高污泥浓度运行，基本保持在15g/L左右，与CAST工艺污泥浓度3g/L左右相差甚大，高污泥浓度意味着比原来CAST的工艺需要更加多的曝气量；由于廊下厂在本次提标改造中未涉及到好氧池曝气鼓风机的更换，仍然采用2008年的罗茨鼓风机，鼓风机房的3台罗茨鼓风机由于使用年限过长且经过多次大修，性能逐步下降，风机的频率最高只能开至41Hz，该状况下每台罗茨风机的出风量为1400m3/h左右，有时需要同时开启3台，造成无备机的状态，缺少相应的保障措施，不利于出水水质的连续、稳定达标排放。

1.2 鼓风机改造前、后运行情况对比

污水厂原有罗茨鼓风机3台，2用1备，详细参数见表1，截止到2017年使用年限已近9年，性能逐步下降，生物池曝气需要开启2台风机，正常运行时鼓风机电机温度偏高，可达到100℃左右，长时间的高温导致电机轴承润滑油脂变坏失去润滑的作用，导致风机电机高故障率，经常性的返修，无法满足正常的工艺需求；另外，鼓风机房内罗茨鼓风机运行噪音过大，大概为110dB左右。为了满足正常生产需要，确保出水水质达标排放，同时改善鼓风机房的工作环境，决定采用空气悬浮鼓风机来替代老风机，按照1用1备配置，详细参数见表2，根据实际水量及水质每天进行调整风量，由于空气悬浮鼓风机自带隔音罩且正常运行时无摩擦，使得机房内的噪音大幅度降低，约为70dB以下。

2017年7月24日，空气悬浮鼓风机正式投入使用对A/A/O-MBR池中的好氧池进行微孔曝气，由于污水厂的日处理水量、进出水质等会随着各种原因不断的变化，为了能更加准确的进行比较，采用了改造前（2016年）、后（2017年）相同时段的数据作了比较，主要情况如下。

1.2.1 日均处理水量

2017年该时段的日均处理量为18085m3/d，而同期2016年的日均处理量为18090m3/d；相对于2016年的日均处理水量，2017年的日均水量比之减少了5m3/d，基本可以认为处理水量无变化，见图1。

1.2.2 进、出水水质

2016年该时段的进、出水COD平均值分别为433.9mg/L、31.4mg/L，降解率为92.76%，进、出水氨氮平均值分别为20.0mg/L、0.41mg/L，降解率为97.90%，进、出水总氮平均值分别为26.9mg/L、8.4mg/L，降解率为68.85%，进、出水总磷平均值分别为6.3mg/L、0.3mg/L，降解率比为95.37%。

2017年该时段的进、出水COD平均值分别为407.4mg/L、24.4mg/L，降解率为为94.00%，进、出水氨氮平均值分别为20.0mg/L、0.21mg/L，降解率为98.90%，进、出水总氮平均值分别为26.25.9/L、7.3mg/L，降解率为71.66%，进、出水总磷平均值分别为4.9mg/L、0.2mg/L，降解率为95.60%。

从上述分析得出，改造前、后进出水COD、氨氮、总氮及总磷的浓度相差极小，可以认为该段时间的处理量及水质情况大致相同，因此单位电单耗的变化也具备在同一水平比较的条件。经过比较，鼓风机改造前、后的电单耗分别为0.76kwh/m3、0.69kwh/m3（见图2），平均单位电耗下降了9.21%。另外，改造前、后外运的绝干污泥分别为5.31t/d、3.20t/d。

1.3 电耗变化产生的原因

造成污水厂单位电耗变化的原因主要如下：

（1）处理量、进出水质。从数据上看该污水厂鼓风机改造前后的处理量、进出水质的变化很小，对于单位的电耗影响几乎可以忽略不计。（2）污泥产量。从数据上看改造前后绝干污泥产量有明显的变化，根据该污水厂的实际运行经验，每台板框压滤机每次出绝干污泥0.49t，每台板框压滤机每次生产需要耗电37kwh，改造前在绝干污泥上每日多耗电158.6kwh，占单位电耗的0.0088kwh/m3。（3）空气悬浮鼓风机的投入使用。改造后该污水厂处理量、进出水质变化可以忽略不计，而污泥产量在电电耗上的影响相差0.0088kwh/m3，除去这两个原因，主要影响单位电耗的还是新风机的运用，空气悬浮风机较比罗茨风机节能0.061kwh/m3，按照曝气系统所占单位电耗的50%，空气悬浮风鼓风机比罗茨鼓风机节能16.04%。

1.4 效益分析

本工程共投入159万元，在当前的处理量及水质情况下，以空气悬浮风机比罗茨风机节能0.061kwh/m3计，则每年可以节约耗电量402773kwh，按照本单位的电单价0.9元/kw·h计，可以为污水厂节约电费36万元/年，预计5年内可以收回投资成本。若加上原来每年用于罗茨鼓风机大修4.2万元，则预计4年内就可以收回投资成本。

2 结语

空气悬浮鼓风机具有高效率、高性能、低噪音、低能耗、维护工作量少等优点。按照目前污水厂处理量及水质情况下，采用悬浮风机比罗茨风机节能16.04%，每年公司在电费可节约36万元，节能降耗效果显著，在污水处理行业具有巨大的应用前景。

参考文献

[1]宋文清.空气悬浮离心鼓风机在污水处理厂中的应用[J].城市道桥与防洪，2010，（8）：114-116.