鼓風(fēng)機是污水處理工程中常用的充氧設備,在污水廠(chǎng)風(fēng)機選型時(shí),風(fēng)機廠(chǎng)家產(chǎn)品樣本上給出的均是標準進(jìn)氣狀態(tài)下的性能參數,我國規定的風(fēng)機標準進(jìn)氣狀態(tài): 壓力p0 =101. 3 kPa ,溫度T0 = 20 ℃,相對濕度φ= 50 % ,空氣密度ρ= 1. 2 kg/ m3 。然而風(fēng)機在實(shí)際使用中并非標準狀態(tài),當鼓風(fēng)機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時(shí),風(fēng)機的性能也將發(fā)生變化,設計選型時(shí)就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數,而需要根據實(shí)際使用狀態(tài)將風(fēng)機的性能要求,換算成標準進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機參數來(lái)選型。

風(fēng)機選型中應關(guān)注鼓風(fēng)機出口壓力影響因素的分析容積式鼓風(fēng)機排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機本身,而是氣體由鼓風(fēng)機排出后裝置的情況,即所謂“背壓”決定的 ,曝氣鼓風(fēng)機具有強制輸氣的特點(diǎn)。鼓風(fēng)機銘牌上標出的排氣壓力是風(fēng)機的額定排氣壓力。實(shí)際上,鼓風(fēng)機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作,而且只要強度和排氣溫度允許,也可以超過(guò)額定排氣壓力工作。對于污水處理廠(chǎng)而言,排氣系統所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓) 為管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因,如曝氣頭或管路堵塞,使管路系統的壓力損失增加,“背壓”也會(huì )升高,于是鼓風(fēng)機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因,管路系統的壓力損失則會(huì )減少“, 背壓”便不斷降低,鼓風(fēng)機的壓力也隨之降低。綜上所述,確定曝氣鼓風(fēng)機壓力時(shí),只需要鼓風(fēng)機在標準狀態(tài)下所能達到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。

風(fēng)機選型時(shí)應關(guān)注鼓風(fēng)機空氣流量因素在計算污水處理的需氧量時(shí),其結果為標準狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm (kg/ min) ,再將其換算成標準狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/ min) ,如果鼓風(fēng)機的使用狀態(tài)不是標準狀態(tài),例如在高原地區使用,則空氣密度、含濕量會(huì )發(fā)生變化,鼓風(fēng)機所供應的空氣容積流量與標準狀態(tài)是相同的,而所供空氣的質(zhì)量流量將減少,有可能導致供氧量不足。因此,必須計算出能供應相同質(zhì)量流量的容積流量,即換算流量。在高原地區使用時(shí),環(huán)境大氣壓力也會(huì )發(fā)生變化,壓力比相應升高,那么,鼓風(fēng)機的泄漏流量則會(huì )增大,這將導致鼓風(fēng)機所供應的空氣容積流量減少,也可能造成供氧量不足。因此,設計時(shí)必須考慮使用條件發(fā)生變化時(shí)各種因素的影響,以保證風(fēng)機所供應的實(shí)際空氣流量能夠滿(mǎn)足使用要求,并需計算出換算流量和泄漏流量。

風(fēng)機選型應關(guān)注鼓風(fēng)機供氣流量的變化規律對于同一臺鼓風(fēng)機,在冬季和夏季,其容積流量是不會(huì )發(fā)生變化的,但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會(huì )發(fā)生變化,也就是說(shuō)供氧量會(huì )有所不同。鼓風(fēng)機在標準狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的,但因為空氣密度(ρ) 、含濕量等發(fā)生了變化,導致鼓風(fēng)機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時(shí)增加、夏季溫度升高時(shí)降低。例如,某一污水處理廠(chǎng),選用上述計算例題中的羅茨鼓風(fēng)機,根據環(huán)境溫度變化, 計算出鼓風(fēng)機的實(shí)際供氧量,其一年的變化規律在實(shí)際運行過(guò)程中,由于進(jìn)水量、水質(zhì)、水溫、ML S S 等參數的變化,系統需氧量( SOR) 也會(huì )發(fā)生變化在夏季,水溫較高,曝氣池需氧量( SOR) 增大,但鼓風(fēng)機的供氧量( FOR)在減少,這是設計時(shí)考慮需氧量的最不利工況點(diǎn),此時(shí),供氧量、需氧量基本相當;在冬季,水溫降低,曝氣池需氧量( SOR) 減少,但鼓風(fēng)機的供氧量( FOR) 增大,此時(shí),供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低,空氣密度增加,那么風(fēng)機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標準狀態(tài)大幅度增加,從而引起供氧量增加,從運行的實(shí)際測量情況來(lái)看,每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會(huì )高出1～3mg/ L 。因此,在生產(chǎn)運行過(guò)程中,需要針對這種變化對設備進(jìn)行及時(shí)的調整,使鼓風(fēng)機的充氧能力與實(shí)際運行中的需氧量相適應。對于羅茨鼓風(fēng)機來(lái)說(shuō),使用變頻器,通過(guò)改變風(fēng)機轉速來(lái)調整供風(fēng)量是很經(jīng)濟實(shí)用的。不同季節曝氣池需氧量( SOR) 、鼓風(fēng)機供氧量( FOR) 變化規律

結論綜上所述,同一臺鼓風(fēng)機在不同的使用條件下,其性能的變化非常大,所以必須通過(guò)嚴謹的計算進(jìn)行選型, 否則有可能導致生化系統的供氧不足; 另外,在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化,鼓風(fēng)機所供應氧氣的質(zhì)量流量變化很大,冬季供氧量大大超過(guò)了需氧量,所以,應采取變頻調速等措施使生化系統的溶解氧濃度保持穩定。