鼓風(fēng)節(jié)能技術(shù)與污水處理論文
時間:2022-03-30 09:52:29
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1鼓風(fēng)機(jī)的作用
隨著城市污水處理技術(shù)的發(fā)展,我國水環(huán)境得到了很大改善,與此同時,污水處理工藝流程也面臨著一些新問題。經(jīng)過統(tǒng)計,我國近1/2的污水處理廠因為運行經(jīng)費、處理成本過高,沒有達(dá)到滿負(fù)荷運行的要求,造成了資源浪費。所以,應(yīng)當(dāng)在確保污水處理質(zhì)量的前提下,運用成熟的技術(shù)降低污水處理中的能源消耗,促進(jìn)污水處理行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。活性污泥工藝是污水生化處理的有效方法,將污水和活性污泥一同放入曝氣池,讓污水中的有機(jī)物、氧氣與微生物充分反應(yīng),以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。在這一污水處理方法中,為了將溶解氧控制在一定目標(biāo)范圍內(nèi),確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo),就必須輸入鼓風(fēng)送氧量。但是,傳統(tǒng)的污水處理工藝為了確保充分曝氣,經(jīng)常輸入過量的鼓風(fēng)送氧量,進(jìn)而造成了能源的浪費。因此,必須重視污水處理工程中的鼓風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究,合理運用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù),并結(jié)合現(xiàn)代管理平臺軟件,優(yōu)化處理鼓風(fēng)曝氣過程的曝氣量,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用
2.1鼓風(fēng)機(jī)選型
在污水處理廠的日常污水處理過程中,鼓風(fēng)機(jī)組的耗電量比較大,是污水處理廠中能耗最大的一個環(huán)節(jié)。為了進(jìn)一步降低鼓風(fēng)機(jī)組的電能消耗,必須要做好鼓風(fēng)機(jī)選型工作。目前,在城鎮(zhèn)污水處理廠中,較為常用的鼓風(fēng)機(jī)為羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)。
2.1.1羅茨鼓風(fēng)機(jī)
這類鼓風(fēng)機(jī)的排氣壓力是按照需要或系統(tǒng)阻力確定的,較為突出的特點是在設(shè)計壓力范圍內(nèi),管網(wǎng)阻力變化時,流量變化比較小。羅茨鼓風(fēng)機(jī)采用的是整體式結(jié)構(gòu),電機(jī)與風(fēng)機(jī)全都安裝在機(jī)架上,兩者之間用皮帶傳動。風(fēng)機(jī)進(jìn)出口位置處通常都會安裝消聲器,以此達(dá)到降低風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)噪聲的目的。該風(fēng)機(jī)的葉輪與機(jī)體之間不直接接觸,結(jié)構(gòu)相對比較簡單,便于維護(hù)。
2.1.2離心鼓風(fēng)機(jī)
這類鼓風(fēng)機(jī)是借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體加速,從而使動能直接轉(zhuǎn)換為勢能,壓力升高的過程主要發(fā)生在葉輪和擴(kuò)壓的過程中。離心鼓風(fēng)機(jī)屬于恒壓型風(fēng)機(jī)的范疇,它的突出特點是運行平衡、供氣連續(xù)、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長和噪聲小。
2.1.32種機(jī)型的比較
比較了2種鼓風(fēng)機(jī)后發(fā)現(xiàn),進(jìn)氣溫度對2種風(fēng)機(jī)的性能影響不是很大,可以忽略不計。當(dāng)壓力≤4MPa時,羅茨鼓風(fēng)機(jī)的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離心鼓風(fēng)機(jī);當(dāng)流量<15m3/min時,羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軸功率僅為離心鼓風(fēng)機(jī)的50%,首次使用的費用也為離心鼓風(fēng)機(jī)的50%.由此可見,在城鎮(zhèn)污水處理廠中,可將羅茨鼓風(fēng)機(jī)作為首選。
2.2鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能措施
2.2.1控制溶解氧DO值
可在好氧段的中段位置設(shè)置1個在線溶解氧儀表,按照現(xiàn)場生產(chǎn)工藝調(diào)試進(jìn)水水質(zhì),設(shè)置1個合理的溶解氧值,使DO能夠?qū)崟r跟蹤設(shè)定值,并借助在線空氣流量計計算出實際需氣量。這種控制方式最突出的優(yōu)點是實時跟蹤性能好,適用于進(jìn)場水質(zhì)變化波動較小的工藝處理時段。
2.2.2設(shè)置DO值
按照進(jìn)水流量的變化情況動態(tài)設(shè)置DO值。利用MATLAB算法能夠獲得一組較為合理的階段性DO預(yù)測值,然后再按照第一種模式控制。這種控制方式的優(yōu)點是它能夠適應(yīng)進(jìn)廠水質(zhì)波動范圍較大,并且水質(zhì)變化較為明顯的工藝處理時段,節(jié)能效果顯著。
2.2.3控制曝氣量
精確控制曝氣量,穩(wěn)定生物池溶解氧DO值,減少溶解氧的波動,使生物池微生物群落始終處于高效的處理環(huán)境中,節(jié)約5%~15%的曝氣量。同時,還可以降低DO的平均設(shè)定值,在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下,減少10%的鼓風(fēng)能耗,或者在提高出水水質(zhì)指標(biāo)的前提下,增加COD的消減量,大幅降低鼓風(fēng)機(jī)組啟停頻率,減少設(shè)備損耗,節(jié)約設(shè)備的維護(hù)成本。
3風(fēng)量調(diào)節(jié)
在污水處理工藝中,曝氣池的需氣量一般都是按照污泥濃度和水量等情況不斷變化的,同時,外界溫度變化也會改變氣量。為了達(dá)到更好的處理效果,需要不斷調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的供氣量,以適應(yīng)各種新的工況,這個過程即風(fēng)量調(diào)節(jié)。通常情況下,鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)有以下3種方式:
①出口節(jié)流調(diào)節(jié)。這是一種人為加大管網(wǎng)阻力的方法,利用該方法,能夠大幅降低裝置的效率,從而達(dá)到節(jié)能的目的。
②進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)。這是一種通過改變進(jìn)氣閥門的開度來改變風(fēng)機(jī)性能曲線的調(diào)節(jié)方法,其特點是簡單易行,調(diào)節(jié)后風(fēng)機(jī)能夠在更大的流量范圍內(nèi)工作。
③變頻調(diào)節(jié)。這是一種最節(jié)能的調(diào)節(jié)方法,但是,它的造價也相對較高,適用于大型污水處理廠。
4空氣過濾
為了進(jìn)一步提高污水處理過程中氧的利用率,大部分污水處理廠的曝氣池都使用了微孔曝氣器。這種曝氣器的布?xì)饪讖揭话阍?20~200μm,所以,在進(jìn)氣的過程中,必須充分考慮過濾的問題,否則會造成堵塞微孔的情況發(fā)生,從而影響污水的處理效率。目前,靜電除塵器和過濾式除塵器在污水處理廠中的應(yīng)用比較廣泛。靜電除塵器內(nèi)置高壓電場,對于粒徑在1~2μm的塵粒,其除塵效率可達(dá)98%~99%.但是,由于這種設(shè)備的一次性投資較大,所以,不適合小型的污水處理廠使用;過濾式除塵器主要是利用濾料將塵粒和空氣分離,進(jìn)而達(dá)到過濾的目的,其除塵效率相對較高,并且投資省、運行穩(wěn)定,比較適合小型污水處理廠使用。
5結(jié)束語
綜上所述,在污水處理的工程中,鼓風(fēng)機(jī)組的能耗較高,為了有效地降低鼓風(fēng)機(jī)組的運行能耗,可以在實際生產(chǎn)中合理選擇鼓風(fēng)機(jī)的類型,并采取有效的措施降低鼓風(fēng)機(jī)的運行能耗,延長機(jī)組的使用壽命。這樣做,不但有助于提高污水處理效率,還能給污水處理廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
作者:周愛霞單位:南通大恒環(huán)境工程有限公司
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