污水處理中低壓鼓風機的設計考慮
發(fā)布時間：2023-6-9 17:18:27 來源：北極星環(huán)保網(wǎng) 作者：
曝氣為凈化過程提供了可用的氧氣。這使得有氧微生物（在行業(yè)中稱為“臭蟲”）的水平高得多，可以比自然發(fā)生的更快地從水中去除廢物。攪拌是在水中的攪拌過程，可以使需要處理的材料保持懸浮狀態(tài)，并更好地供臭蟲使用，以便它們可以利用它并將其從水流中去除..
廢水處理 (WWT) 系統(tǒng)的基本功能是加速凈化水的自然過程。在WWT中，低壓鼓風機用于幫助實現(xiàn)這一目標的兩個關(guān)鍵目的：曝氣和攪拌。
曝氣為凈化過程提供了可用的氧氣。這使得有氧微生物（在行業(yè)中稱為“臭蟲”）的水平高得多，可以比自然發(fā)生的更快地從水中去除廢物。攪拌是在水中的攪拌過程，可以使需要處理的材料保持懸浮狀態(tài)，并更好地供臭蟲使用，以便它們可以利用它并將其從水流中去除。
下面我們概述了低壓鼓風機在工業(yè)和市政污水處理系統(tǒng)設計中的作用.
01 系統(tǒng)設計的起點
用于廢水處理的鼓風機系統(tǒng)的成功設計取決于以下幾個考量因素：
流量（SCFM）和壓力（PSI）
現(xiàn)場條件（環(huán)境壓力、操作環(huán)境溫度、可用空間、室內(nèi)或室外、氣候等）
量程比（實時流量和最大流量之間的變化）
冗余要求（由于WWT過程的關(guān)鍵性質(zhì)）
成本（初始資本投資和長期運營成本）
讓我們來看看這些類別中的每一個。
02 流量和壓力
流量是處理過程中使用的蟲子對氧氣的需求的函數(shù)。WWT 實際上涉及兩個獨立的過程，這兩個過程都需要氧氣：
生物有機材料的代謝，例如市政污水處理廠中的生物、廢物、食品和飲料加工中的食物顆粒、造紙廠中的木材或紡織廠中的纖維廢物+蟲子+O2=CO2+NH3+產(chǎn)生更多不好的能量.
去除廢物中產(chǎn)生的氨，也由上述步驟 1 產(chǎn)生:NH3+Bugs+O2=H2O+NO3+產(chǎn)生更多的能量
采集廢水樣本并計算生物需氧量和氨水平有助于技術(shù)人員確定系統(tǒng)的空氣需求。請注意，這是一個隨環(huán)境溫度變化的質(zhì)量流量，因為溫度較高的空氣中的氧氣較少。
了解鼓風機不像空氣壓縮機那樣產(chǎn)生壓力很重要。鼓風機產(chǎn)生流動。鼓風機的額定壓力（例如 15psi）實際上是鼓風機可以克服的最大背壓的額定值。更強大的電機和更高效的空氣移動技術(shù)使鼓風機能夠克服更大的壓力。
使用羅茨鼓風機，低壓空氣的壓力范圍可降至 1 個大氣壓以下。對于使用類似于螺桿壓縮機技術(shù)的螺桿鼓風機，壓力范圍可擴展至22PSI。應用于更深WWT系統(tǒng)的低壓螺桿壓縮機可以達到高達58PSI的壓力。
03 場地條件
操作條件會顯著影響鼓風機技術(shù)的選擇。需要考慮的關(guān)鍵因素包括：
溫度
環(huán)境壓力
室內(nèi)或室外位置
季節(jié)性/氣候變化
可用面積
現(xiàn)場污染物（灰塵、甲烷、硫化氫或其他有害氣體）
04 駁回
在WWT中，氧氣需求很少處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了獲得最佳效率，鼓風機必須能夠在任何給定時間輸送所需的任何空氣量。調(diào)節(jié)比是鼓風機將氣流減少到低于最大容量以滿足需求并根據(jù)需要再次增加的能力。典型來說，溶氧2（DO）傳感器浸沒在處理槽，和讀數(shù)送入鼓風機本身或集中式工廠級系統(tǒng)恢復到一個控制系統(tǒng)。根據(jù)DO讀數(shù)，鼓風機調(diào)整流量以匹配需求。
典型的WWT工廠中使用的細氣泡曝氣鼓風機系統(tǒng)可以占該設施整個能源使用量的70%。因此，根據(jù)需求匹配氣流將推動節(jié)能。帶有變速驅(qū)動器 (VSD) 的鼓風機可以自動調(diào)整其輸出以滿足需求。在具有多個鼓風機的系統(tǒng)中，另一種方法是根據(jù)需求的變化簡單地打開或關(guān)閉單個鼓風機。
資本成本較低的舊技術(shù)（例如羅茨鼓風機）通常缺乏更復雜技術(shù)（例如螺桿鼓風機）的能源效率。但螺桿機的額外資本成本以較低的能源成本回報，有時在幾個月內(nèi)。更重要的是，隨著運營商尋求在不擴大占地面積的情況下擴大容量，WWT儲罐深度不斷增加，螺桿鼓風機和低壓螺桿壓縮機可以提供更大的O2傳輸和更大的節(jié)能。
05 冗余
WWT中的曝氣水平通常比自然發(fā)生的曝氣水平高5到7倍。如果一個系統(tǒng)突然沒有那么高的氧氣含量，蟲子會很快開始死亡。WWT系統(tǒng)可能需要數(shù)天或數(shù)周才能達到平衡，因此系統(tǒng)運營商不能承擔這種風險。因此，WWT系統(tǒng)通常有多個鼓風機，以提供一定程度的冗余，以便在鼓風機需要維護或維修的情況下繼續(xù)處理。
系統(tǒng)通常會設置成最大流量，并保留一臺機器，因此總是考慮到冗余。有時鼓風機連接到不同的能源，因此如果一個系統(tǒng)斷電，另一個系統(tǒng)可能仍然有電。一些運營商采用負載平衡策略，使用控制器或在主要/次要/冗余角色之間手動切換。
這有助于確保每臺鼓風機的運行小時數(shù)、維護和生命周期相同。遠程監(jiān)控系統(tǒng)（例如采用蜂窩連接的阿特拉斯·科普柯的SMARTLINK系統(tǒng)）可讓系統(tǒng)操作員隨時隨地了解鼓風機的運行狀態(tài)。
06 費用
通常，系統(tǒng)更換需要單獨、按順序脫機，并使用備用鼓風機，以最大限度地降低技術(shù)敏感過程的風險。然而，通過用現(xiàn)代變速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)螺桿鼓風機取代傳統(tǒng)的曝氣工藝葉輪鼓風機，工廠可以實現(xiàn)連續(xù)、不間斷的運行，減少維護計劃，最多可節(jié)省30%的能源成本——此外，還有通過優(yōu)化進一步節(jié)省能源的潛力控制系統(tǒng)。
以蘇格蘭水務公司的Nigg污水處理廠為例。工廠原來的19臺四種尺寸的鼓風機減少到17臺類似尺寸的阿特拉斯·科普柯ZSVSD螺桿鼓風機。它包含了11臺ZS30機器和6臺ZS160裝置，所有這些裝置都具有內(nèi)置逆變器驅(qū)動器和阿特拉斯·科普柯Mk5控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可在各種條件下最大限度地提高性能。
鼓風機單元數(shù)量的減少使每臺鼓風機的容量和廣泛的調(diào)節(jié)功能成為可能，以滿足工藝需求。ZS機器可以在顯著降低的負載下運行，同時提供與之前19臺設備相同或更大的空氣量。
截至目前，該網(wǎng)站報告稱，曝氣可節(jié)省約25%的能源，并有可能通過DO（溶解氧）控制過程優(yōu)化進一步節(jié)省能源。ZSVSD螺桿鼓風機的調(diào)節(jié)能力和卓越的內(nèi)部空氣壓縮使這成為可能。
07 WWT中的鼓風機其它應用
WWT 系統(tǒng)中鼓風機的其他應用包括：
過濾器反沖洗（水處理中常見）
膜沖刷（膜促進細菌生長，空氣/氣泡清除表面以免膜堵塞）
生物噴射（用于處理石油、天然氣和化工廠中的廢物）
過程氧化（需要O2來分解非生物廢物的工業(yè)過程）