污水處理廠常用的幾種鼓風機性能特點及適用場合對比

污水處理廠常用的幾種鼓風機性能特點及適用場合對比。國內污水處理廠大部分采用的是生物曝氣工藝，鼓風機是該工藝的核心設備，而且鼓風機是整個污水廠能耗最大的設備，它的性能和運行經濟性，對污水處理廠的正常運作、長期效益起著重要作用。

本文結合一些污水處理廠運行的實例，對幾種不同類型的鼓風機的性能特點、適用范圍進行了對比概括，可為新建、擴建污水處理項目設備選型作借鑒。

一、污水處理廠常用的風機種類

污水處理廠應用的風機種類主要有：羅茨鼓風機(一般為三葉羅茨鼓風機)、多級離心鼓風機、單級離心鼓風機和空氣懸浮鼓風機。

二、四種風機的性能對比

1. 風量調節

鼓風機的的風量調節有出口節流調節、進氣節流調節、進出口導葉組合調節和變頻調節等方式。出口節流調節是人為的加大管網阻力的調節方法，會使整個裝置效率大大下降。進氣節流調節通過改變進氣閥門的開度來改變風機性能曲線達到調節目的，此方法簡便易行并可節約能耗。進出口導葉組合調節是根據入口溫度、壓縮機內的差分壓力、要求的流量變化通過程序調節導流系統和擴散系統，使風機運行在最佳工況。變頻調節是通過變頻技術改變風機轉速從而改變風量的調節方式。

羅茨鼓風機一般采用出口節流調節，還可采用變頻控制，調節的范圍較廣。

多級離心鼓風機一般采用進氣節流調節，但調節效果不大理想。它也可采用先進的變頻調速技術，功耗基本上與流量同步減小。流量調節范圍在 70-100%之間，調節范圍較窄。

單級離心鼓風機無法采用變頻調速，流量是采用進風導葉和出風導葉的組合調節。在恒速運轉下，空氣流量能連續向下調節至 45%。

空氣懸浮離心鼓風機采用直流電機及調速控制系統，調節葉輪轉速，從而調節流量，流量可調范圍 20-100%，范圍廣。

2. 效率

不管是何種風機，其效率都是相對的，在實際運行中不可能總是保持最高效率，任何外部增加的阻力(如閥門、管道彎頭、曝氣器阻力、水位變化等)都會使效率降低。所以要保持鼓風機高效率運行，和工藝流程設計、風機的合理選用是密不可分的。

在同等條件下，四種鼓風機中，空氣懸浮鼓風機的效率最高，它采用直流電機，電機效率可高達 97﹪。其余三種鼓風機，在流量較小時，羅茨鼓風機、多級離心鼓風機、單級離心鼓風機效率差異不是很顯著;中等流量以上，由于羅茨式轉速無法提高，效率較低，另兩種離心風機差距較小;大流量時，單級離心鼓風機效率最高。

一般來說，進口鼓風機的效率比同類型的國產風機效率要高一些。

3. 維護保養

羅茨鼓風機屬于簡單的回轉機械，易于控制和維護;

多級離心鼓風機轉速低，不需要復雜的潤滑系統，一般采用全風冷式設計，無需用冷卻器，操作簡單，備件少，維護量不大;

單級離心鼓風機構造復雜，運轉轉速高(一般超過15000r/ min)，相對維護保養要求高，大修必須請制造原廠支援。控制系統、潤滑系統非常復雜，操作也相對復雜，需要特別訓練的操作人員;

空氣懸浮鼓風機無齒輪箱、聯軸器、冷卻系統和油潤滑系統，長期無需維修保養，維護量極小。

4. 運行穩定性

羅茨鼓風機結構簡單，葉輪磨損小，運轉平穩，性能穩定，可以長期連續運轉;

多級離心鼓風機轉速低，在額定轉速范圍內及相對恒定供氣量和氣壓的場合可靠性高，但它抗外部壓力變化的自身調節能力差，容易出現喘振;

單級離心鼓風機技術比較先進，也較為成熟，穩定性高，壓力基本保持恒定，可以長期連續運行，故障率不高;

空氣懸浮離心鼓風機現階段均為進口產品，進入中國市場的時間不長，長期運行的穩定性、售后服務、零配件供應等方面問題有待驗證。

5. 適用場合

羅茨鼓風機采用皮帶傳動，轉速無法提高，不適用于大流量場合，一般低于150m3/h較為經濟。最適用于污水廠的曝氣沉砂池及處理規模1萬m3/d以下的小型污水廠，特別是壓力與流量隨時間變化而變化的工藝和場合。

多級離心風機對于中小型污水廠來說具有更好的性價比和良好的長短期效益，它只適用于相對恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，不適用于間歇曝氣工藝和管網壓力驟然升高、變化速率快的工藝，單機流量在100～400m3/min時具有較好的性價比。

單級離心鼓風機單機流量大，壓力基本恒定，滿載效率高，適用于大中型污水廠，適應各種工藝調節。單級離心鼓風機單機流量在800m3/min時性價比高。

空氣懸浮離心鼓風機單機功率和風量都做不大，不適合大型污水廠，用在小型污水廠投資又大，所以最適用于中型污水廠，并適應各種工藝調節。

三、應用實例

1. 某一污水廠處理規模為5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了兩臺國際知名品牌的多級離心鼓風機進行鼓風曝氣，一用一備，電機功率為200KW。實際運行中鼓風機需維持在較高頻率 (65～68Hz) 下運行，降低工作頻率鼓風機極易出現喘振甚至停機。

出現上述問題的原因主要有以下兩個方面：

一是，UNITANK工藝生化池周期性間歇曝氣造成管網供氣量周期性變化，即管路壓力周期性驟然升高;

二是，多級離心鼓風機工作曲線窄，轉速低，自身調節抗外部壓力驟然升高的能力差。長期在高頻率下運行，會產生以下不利的影響：在該運行頻率下，鼓風機的流量達到6000m3/h以上，供給生化池的氣量過多，造成生化池溶解氧過高，工藝難以調控;鼓風機能耗高;該鼓風機配備的是普通電機，超頻使用，電機發熱嚴重，縮短壽命。

2. 另一污水廠處理規模為1.5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了三臺合資品牌的羅茨鼓風機進行鼓風曝氣，設計兩用一備，電機功率為90KW，兩臺配變頻電機，一臺定頻。實際運行中，由于水量不足，平均處理量約為4000m3/日，大部分時間只需開一臺風機，而且運行頻率在25～35Hz之間。從理論上講羅茨風機是可以在0Hz～50Hz范圍內使用的，但電機運行頻率長期過低時，會造成電流大，電機發燙，整體震動偏大，噪音高。轉速過低還會造成潤滑不良，齒輪容易磨損，影響風機壽命，而且效率也很低。

四、結 論

污水處理廠選擇鼓風機，應根據規模、工藝、投資目的、使用條件來有所側重的選擇。

對于處理規模1萬m3/d以下的小型污水處理廠，無論何種工藝，選擇簡單可靠的羅茨風機是最合適的，因為它投資成本和運行成本低，總體經濟效益佳。

對于中型污水處理廠，可以選擇多級離心鼓風機和空氣懸浮離心鼓風機，但多級離心鼓風機只適用于相對恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，如A2/O工藝。為方便調節流量，有必要配備變頻器進行調速，且要求配套變頻電機。而空氣懸浮離心鼓風機適合各種污水處理工藝，機房建造成本低，運行節能，綜合經濟效益好，推薦售后服務完善的地區應用。當然，如果不需多考慮投資成本的話，單級離心風機也是理想的選擇。

對于大型污水處理廠,單級高速離心風機是最佳選擇，因為它單機流量大，壓力恒定，適合各種工藝，效率也高。

對于處理規模設計超前的污水處理廠，更應考慮選擇流量調節范圍廣的風機。