曝氣羅茨鼓風機選型：【水咨詢】專題3·【水處理設備-風機】—— 曝氣風機的選型

　　專題3·【水處理設備-風機】—— 曝氣風機的選型

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　　【原創(chuàng)】在城市污水處理廠，鼓風曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風機在節(jié)約運行成本中占著至關重要的作用。

　　風機廣泛應用于水處理工程中，給好氧池曝氣系統(tǒng)供氣、除臭系統(tǒng)引風、設備間通風等。在城市污水處理廠，鼓風曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風機在節(jié)約運行成本中占著至關重要的作用。

　　1、風機的基本原理與分類

　　風機與泵一樣，是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動能，輸送氣體的稱為風機。按風機的工作原理可以分為葉片式風機和容積式風機：

　　1）葉片式風機

　　a.離心風機：利用旋轉(zhuǎn)葉輪帶動氣體一起旋轉(zhuǎn)，借離心力的作用，使氣體的壓力能和動能得到增加。

　　b.軸流風機：利用葉輪上的翼型葉片在氣體中旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的升力使氣體的能量增加。

　　2）容積式風機

　　a.往復式風機：利用工作容積周期性的改變來輸送氣體，并提高其壓力。

　　b.回轉(zhuǎn)式風機（葉氏、羅茨、螺桿）：利用一對或幾個特殊形狀的回轉(zhuǎn)體，如齒輪、螺桿或其他形狀的轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動來輸送氣體并提高其壓力。

　　2、風機的主要性能參數(shù)

　　1）流量與全壓：風機在單位時間內(nèi)輸送的流體量稱為流量，一般用體積流量qv表示，也可以用質(zhì)量流量qm表示。單位體積的氣體通過風機后所獲得的能量增加值，稱為全壓，用p表示，單位為Pa。

　　2）軸功率與效率

　　風機在運行時原動機傳遞到風機轉(zhuǎn)軸上的功率稱為軸功率，用P表示，單位為kw。單位時間內(nèi)通過風機的流體所獲得的功率稱為有效功率，用Pe表示。

　　風機的效率為有效功率與軸功率之比，即η=Pe/P。

　　3）轉(zhuǎn)速

　　風機軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為r/min。

　　3、曝氣風機的類型

　　好氧池曝氣常用的風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁（空氣）懸浮風機。

　　1）羅茨鼓風機

　　羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結構簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風機屬于容積式風機，其特點是在最高設計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：

　　羅茨鼓風機性能曲線圖

　　從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。

　　風量調(diào)節(jié)：羅茨風機風量受轉(zhuǎn)速控制，風量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風壓可以維持。

　　2）多級離心風機

　　離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：

　　多級離心風機典型性能曲線圖

　　從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。

　　風量調(diào)節(jié)：多級離心風機風量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風壓會相應降低，變頻范圍受到一定限制。

　　3）單級高速離心風機

　　單級高速離心風機指提高風機轉(zhuǎn)速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：

　　單級高速離心風機典型性能曲線圖

　　從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風量變化會較大。

　　風量調(diào)節(jié)：單級高速離心風機可通過進口導葉調(diào)整，風量調(diào)整時不影響風壓，同時可以降低風機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調(diào)節(jié)風量。

　　4）磁（空氣）懸浮風機

　　磁（空氣）懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導葉調(diào)整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，風機效率會更高。磁（空氣）懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。

　　4、曝氣風機的性能比較

　　不同的曝氣風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m

　　/min；多級離心風機：20~400m

　　/min；單級高速離心風機：40~1000m

　　/min。

　　三種風機的流量與功率的比較見下圖。

　　流量與功率比較圖

　　從上圖中可知，在風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。

　　從設備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素，三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。

　　流量與單位流量綜合成本比較圖

　　其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m

　　/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風機。

　　綜合考慮，在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。

曝氣羅茨鼓風機選型：十分鐘搞定！曝氣風機的選型！

　　好氧池曝氣常用的風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁(空氣)懸浮風機。

　　1、羅茨鼓風機 羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結構簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風機屬于容積式風機，其特點是在最高設計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。 風量調(diào)節(jié)：羅茨風機風量受轉(zhuǎn)速控制，風量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風壓可以維持。 2、多級離心風機 離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。 風量調(diào)節(jié)：多級離心風機風量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風壓會相應降低，變頻范圍受到一定限制。 3、單級高速離心風機 單級高速離心風機指提高風機轉(zhuǎn)速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風量變化會較大。 風量調(diào)節(jié)：單級高速離心風機可通過進口導葉調(diào)整，風量調(diào)整時不影響風壓，同時可以降低風機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調(diào)節(jié)風量。

　　4、磁(空氣)懸浮風機 磁(空氣)懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導葉調(diào)整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，風機效率會更高。 磁(空氣)懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。

　　不同的曝氣風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m3/min;多級離心風機：20~400m3/min;單級高速離心風機：40~1000m3/min。 三種風機的流量與功率的比較見下圖。

　　從上圖中可知，在風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。 從設備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素，三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。 其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風機。 在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。 磁(空氣)懸浮風機相對于其他三種鼓風機，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護復雜，目前應用于現(xiàn)場環(huán)境標準要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔不起，隨著磁(空氣)懸浮風機的國產(chǎn)化，以后成本會越來越親和！

　　1、按實際情況計算參數(shù) 在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標準進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風機在實際使用中并非標準狀態(tài)，當鼓風機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發(fā)生變化，設計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態(tài)下的風機參數(shù)來選型。 2、出口壓力影響因素的分析 容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。 鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風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，也可以超過額定排氣壓力工作。 對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)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(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風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(tǒng)的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。 綜上所述，確定曝氣鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態(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。 3、鼓風機空氣流量因素 在計算污水處理的需氧量時，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) ，如果鼓風機的使用狀態(tài)不是標準狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風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qv2。在高原地區(qū)使用時，環(huán)境大氣壓力也會發(fā)生變化，壓力比相應升高，那么，羅茨鼓風機的泄漏流量qvb則會增大，這將導致鼓風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，設計時必須考慮使用條件發(fā)生變化時各種因素的影響，以保證風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。 4、注意冬季和夏季的區(qū)別 鼓風機選型應關注鼓風機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。 鼓風機在標準狀態(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(ds) 等發(fā)生了變化，導致鼓風機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風機，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計算出鼓風機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實際運行過程中，由于進水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風機的供氧量(FOR)在減少，這是設計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，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，但鼓風機的供氧量(FOR)增大，此時，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，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。 因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設備進行及時的調(diào)整，使鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。對于羅茨鼓風機來說，使用變頻器，通過改變風機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供風量是很經(jīng)濟實用的。結論同一臺鼓風機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴謹?shù)挠嬎氵M行選型，否則有可能導致生化系統(tǒng)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了需氧量，所以，應采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。

　　來源：環(huán)保工程師

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曝氣羅茨鼓風機選型：污水處理曝氣羅茨風機如何選型

　　昨天，有一位訪客在愛番番上來咨詢：一臺風機多少錢？因我司風機種類較多，他沒有說明需要什么類型、什么型號風機。于是小編問他需要哪種類型風機，需要什么型號。由此，小編想到一個問題，有部分客戶并不知道自己選擇哪種類型風機更好，哪個型號合適。

　　單對污水處理曝氣來說，該怎么對風機選型，如何選型，怎么樣更合適呢。我們先來大致了解一下國內(nèi)目前污水處理現(xiàn)狀。目前，國內(nèi)的二級生物處理污水廠大多數(shù)采用鼓風曝氣工藝，而鼓風機是此工藝中非常關鍵的曝氣設備，我們平時見到的污水處理站一般都會用到風機來曝氣，而適用于污水處理廠的風機也有多種，有羅茨風機、回轉(zhuǎn)風機、高壓旋渦風機、離心風機、沉水風機等各型風機。因此，污水處理廠選擇合適的風機類型和型號是非常重要的。這次，咱們對污水處理曝氣羅茨風機選型做一下簡單介紹。

　　污水處理廠曝氣，通俗說來，是指風機通過連接污水池底部的管道，利用羅茨鼓風機往水中強制輸送氣體，將空氣從管道輸送到污水中，給水體吹氣，氣泡會從水池底部翻涌而上，給污水中好氧菌增氧，促進好氧細菌的生存，有益于污水中生物菌均勻分布。但是，氧氣太多或者太少對好氧菌都會產(chǎn)生一定的影響，所以，選擇型號合適的羅茨風機則非常重要，那么在選型之前，需要供給水池的氧氣則需要經(jīng)過詳細的計算，核算好曝氣池所需風量和壓力，然后才能對羅茨風機進行選型，

　　污水處理行業(yè)中的選型較為簡單，而且很多污水廠都有自己的技術人員，選型并不是困難的事情，知道風量和風壓基本可以進行選型了。

　　在污水處理行業(yè)中，即便沒有風量和風壓，也可根據(jù)水池規(guī)格和水池深度等參數(shù)進行風機選型。即污水處理廠在羅茨風機選型前，需要明確日均設計處理污水量、設備運行時間、總需氣量、每小時供氣量、曝氣池（儲罐）數(shù)量、活性污泥池水深、曝氣管路、曝氣頭數(shù)量等一個或幾個條件，那么，在已知污水處理工況后，則可以計算出所需風量和風壓，羅茨風機廠家再結合自己家羅茨風機性能表，進行計算風機選型，選擇合適的羅茨風機型號和功率。羅茨風機選型時要注意，如果選型時不能提供足夠有效的風量和風壓等數(shù)據(jù)，可以和羅茨鼓風機廠家技術人員進行溝通，技術人員會根據(jù)現(xiàn)場工況選擇合適的羅茨鼓風機。但是，如果對污水處理池各個參數(shù)等基本狀況都不了解，什么信息都不能提供，那么就不好處理了。

　　還有呢，在羅茨風機型號選型時，建議選大不選小，稍稍選大一點型號對現(xiàn)場和風機都不會有什么不良影響，可以通過多種方式調(diào)節(jié)風量達到理想效果，但是，如果羅茨風機型號選小了，則會出現(xiàn)氣量不足，影響到曝氣效果和污水處理效果，如果重新購置風機，則會造成工程延期或者資金浪費等問題。

　　小結：在污水處理曝氣時，羅茨風機選型的必備兩要素是風量和壓力，風量可以根據(jù)污水處理量來選型，風壓可以根據(jù)水池深度及管道長度來確定，剩下的其他一些參數(shù)，如沒有硬性要求，可以根據(jù)廠家推薦來選。總之，根據(jù)污水處理廠的規(guī)模，水池或者儲罐的容量，主要明確污水處理量和水深，選擇風量大一點的風機。以上是關于污水處理曝氣羅茨風機選型的簡述，如果您在選型中遇到任何問題，請致電羅茨風機廠家濟南錦工，期待您的來訪。

曝氣羅茨鼓風機選型：突發(fā)！四川啟動能源供保一級響應 污水廠有哪些節(jié)能降耗措施？

　　2022年8月21日零時四川省啟動突發(fā)事件能源供應保障一級應急響應。

　　今年7月以來，四川省面臨歷史同期最高極端氣溫、歷史同期最少降雨量、歷史同期最高電力負荷疊加的嚴峻局面，高溫災害與旱災并行，電力供需矛盾極為突出。為全力以赴保安全、保民生、保重點，盡最大努力減少對全省經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾生產(chǎn)生活的影響，堅決打贏電力保供攻堅戰(zhàn)，按照《四川省突發(fā)事件能源供應保障應急預案（試行）》規(guī)定，經(jīng)批準，決定于8月21日00:00啟動四川省突發(fā)事件能源供應保障一級應急響應。

　　這是2022年1月四川政府辦公廳印發(fā)《四川省突發(fā)事件能源供應保障應急預案（試行）》以來，四川首次啟動最高級別的應急響應（從高到低分別為一級、二級、三級、四級響應）。

　　污水處理屬于能耗密集型行業(yè)，其消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等，電耗占總能耗的60%～90%。平均電耗約為0.292 KWh/m3，屬于高耗能企業(yè)。污水處理廠節(jié)能途徑有以下幾點：

　　一、預處理單元節(jié)能途徑與措施

　　進水泵是預處理單元最大的耗能設備，是該單元節(jié)能的關鍵設備。污水提升泵的節(jié)能應綜合考慮整個提升系統(tǒng), 主要包括污水提升泵的節(jié)能；正確科學地選擇水泵, 使其在高效率下工作；合理利用地形，通過減小污水的提升高度來降低水泵的軸功率;定期對水泵進行維護，減少摩擦也可以降低電耗等。

　　1、合理選擇進水泵

　　污水提升泵的節(jié)能應綜合考慮整個提升系統(tǒng)，必須將水泵系統(tǒng)和管道系統(tǒng)結合起來，根據(jù)系統(tǒng)的特性來選擇合適的水泵。

　　由于污水量往往隨著季節(jié)、天氣、用水時間等不斷變化，因此選擇的水泵必須滿足系統(tǒng)輸送最大流量的需求。但從經(jīng)濟的角度考慮，采用最大流量選取的水泵實際上全速運轉(zhuǎn)的時間不超過10%，大部分時間內(nèi)水泵處于低效運轉(zhuǎn)。

　　因此，為了使水泵處于高效工作狀態(tài)，應根據(jù)管道系統(tǒng)的特性曲線選擇合適的水泵。

　　2、合理選擇電機

　　水泵電機不能將所有輸入的能量轉(zhuǎn)變成機械能，電機輸出的機械能與使用電能的比值稱為電機效率。電機效率一般為70%～96%，電機在低負荷 下工作一般效率較低。

　　選擇與水泵負荷相匹配動力的電機對于保持電機的高效運轉(zhuǎn)非常重要。通常選擇大功率的電機來滿足額外負荷的需求，而大功率的電機在低負荷下的工作效率都比較低。由于無功電流的增加，功率因數(shù)下降，電機在負荷≥75%的條件下工作其效率比較高，而在50%的負荷下工作其效率較低。

　　最近幾年高效率的電機有了新的發(fā)展，但價格比較昂貴，費用比標準電機高15%～25%。通常，由于其運行費用較低，在電機投入運行后，該部分投資的回收期很短，一般幾個月或者數(shù)年就可回收增加的成本。

　　因此，在污水處理廠新建設計或升級改造工程中，應優(yōu)先選用高效電機。

　　3、合理降低水泵揚程

　　為了達到節(jié)能效果，降低水泵揚程可采取如下措施：

　　1）設計高程時，盡量做到一次提升，避免多次提升污水。盡量利用重力流、自流經(jīng)過處理構筑物，避免由于多次反復提升帶來的能量消耗。

　　2）設計構筑物的進、出水口形式和管道之間的連接方式時，要合理選用設備的型式，減少處理流程的水頭損失。各構筑物和管線的布置應緊湊、簡潔，避免不必要的拐彎和長距離輸送，這既可以減少水頭損失，又可以降低污水一級提升泵的揚程，這將大大降低電能消耗。

　　3）改固定堰為可調(diào)堰，非淹沒堰為淹沒堰，落差可由35-40cm減少到10cm。充分考慮構筑物的特征和構筑物之間的相互關系，合理集中布置某些構筑物，如污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中。

　　4）當實際條件允許時，可把某些處理單元合建，如中和反應池與沉淀池，反應池與氣浮池或濾池，調(diào)節(jié)池與濃縮池，格柵與沉砂池等，以此降低土建工程量。一些國家總水位差比較小，如日本，關鍵在于初沉池、曝氣池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相連，水流通暢，最大限度減小了水頭損失。

　　5）在平面設計時，充分考慮構筑物的特征與構筑物之間的相互關系，合理集中布置某些構筑物，如把污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中，節(jié)省土地資源，減少水力輸送環(huán)節(jié)，降低能耗。

　　4、定期維護及檢修

　　定期對系統(tǒng)進行檢修，消除閥門、管線、水泵內(nèi)的結垢，保證管線不滲漏；定期維護皮帶、齒輪、軸承和過濾器，防震和隔熱也是水泵節(jié)能的有效措施。

　　水泵像其他機械設備一樣，隨運行時間的延長磨損不斷加大，流量和泵揚程也會有所下降，及時維護與檢修盡管增加了額外的檢修費用，但檢修后通過消除水泵結構的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。

　　二、二級處理單元節(jié)能途徑與措施

　　二級處理單元的能耗主要集中在鼓風機、攪拌器和內(nèi)外回流泵上。其中，鼓風機是全廠最大的耗能處理單元，因而對于二級處理單元及全廠的節(jié)能重點應該在鼓風機的節(jié)能降耗上。

　　1、鼓風機的合理選型

　　鼓風機選型時，首先應具有充足的壓力，鼓風機向曝氣池充氧，必須克服管路阻力、曝氣池液位高程及曝氣頭堵塞、水位變化等帶來的額外阻力。

　　風機流量是風機選型的關鍵參數(shù)，在小流量范圍內(nèi)，一般羅茨鼓風機的成本最低，性價比較好；在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機成本比羅茨鼓風機稍高，但是其能耗低、效率高，性價比較好；在大流量范圍內(nèi)，單級離心風機成本最低，能耗也最低。

　　在風機選型時應 綜合考慮風量、壓力、經(jīng)濟性等參數(shù)，盡量采用高效鼓風機。

　　2、曝氣量的精確控制

　　目前絕大部分污水廠的曝氣調(diào)節(jié)方式由人工調(diào)節(jié)曝氣立管的閥門開度，控制精度不高而且勞 動強度較大。精確曝氣流量控制系統(tǒng)是一套集成的智能控制系統(tǒng)，為曝氣系統(tǒng)提供自動化、精確化的曝氣解決方案。

　　精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計算當前的曝氣需要量，并按照該氣量進行精確控制，曝氣控制系統(tǒng)會連續(xù)檢測曝氣量，及時檢測系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時進行調(diào)整。

　　三、污泥處理單元節(jié)能途徑與措施

　　污泥處理單元的節(jié)能重點應該在污泥進泥泵及污泥濃縮機的節(jié)能降耗上。對于進泥泵的節(jié)能，可參考進水泵的節(jié)能措施。

　　以現(xiàn)階段污泥處理系統(tǒng)情況看，要想減少污泥脫水系統(tǒng)的能耗，可從以下3方面入手：選擇高效絮凝劑，確定最佳投加量；精心操作，科學調(diào)整各環(huán)節(jié)之間關系，使壓濾機高效運轉(zhuǎn)，降低泥餅含水率，達到減少電耗、用水量，降低運輸費用；工作人員嚴格操作維護規(guī)程，以降低檢修費用。

　　其實，要想從根本上達到節(jié)能目的，在污泥處理過程中，還可通過如下幾個主要方面來進行節(jié)能。

　　1、選擇高效低能耗設備

　　從能耗角度來看，帶式壓濾機能耗相對較少，但帶式壓濾機比板框壓濾機易發(fā)生堵塞。帶式濃縮脫水一體機濃縮和脫水一體化，無需設污泥濃縮池及攪拌設備，減少來占地面積，自來水耗量小，能耗較低。

　　臥螺沉降離心脫水機占地少，采用封閉式系統(tǒng)，運行條件好，設備磨損率低，運行費用較低。

　　2、厭氧沼氣的利用

　　污水的厭氧處理和污泥的厭氧消化可產(chǎn)生甲烷沼氣，體積約占60%。把產(chǎn)生的沼氣送至鍋爐房燃燒，可用于消化池加溫、污水廠取暖等，同時沼氣還可用于發(fā)電可回收大量電能，一般大中型城市污水二級處理廠的沼氣發(fā)電量可補償全廠用電量的30%，降低了污水廠電能消耗及運行費用。

　　四、分布式光伏助力污水處理廠“節(jié)能降耗”

　　2020年4月，國家5部委曾出臺文件，鼓勵污水處理企業(yè)綜合利用場地空間，采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式建設光伏發(fā)電項目。2021年11月，浙江省能源局正式印發(fā)全國首個針對整縣推進分布式光伏開發(fā)試點工作的省級實施工作導則，文件明確對現(xiàn)有污水廠和自來水廠的光伏安裝比例要求達到90%以上。

　　2022年6月13日，生態(tài)環(huán)境部等七部門印發(fā)《減污降碳協(xié)同增效實施方案》中指出，在污水處理廠推廣建設太陽能發(fā)電設施，同時，開展城鎮(zhèn)污水處理和資源化利用碳排放測算，優(yōu)化污水處理設施能耗和碳排放管理。

　　在污水處理廠的成本結構中，其消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等，電耗占總能耗的60%～90%。，平均電耗約為0.292 KWh/m3，屬于高耗能企業(yè)。住建部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前我國共有污水處理廠5000多座（不含鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)），污水處理能力達2.1億立方米/日。據(jù)此測算，污水處理廠單日耗電量高達6132萬KWh。因此，在“碳中和”目標以及“能耗雙控”政策下，污水處理廠的“節(jié)能降耗”就成為重中之重，而分布式光伏發(fā)電則成為最佳解決方案。

　　光伏發(fā)電成本持續(xù)降低，加之污水處理廠空間龐大的天然優(yōu)勢，污水處理廠的主要處理單元，如初沉池、曝氣池、二沉池擁有較大的表面空間，廠區(qū)內(nèi)的綠化地帶和辦公建筑屋頂也能安裝光伏電池組件，具備在污水處理廠實施光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本硬件條件。目前看來，污水處理廠+光伏模式具備廣闊的前景。實際上國內(nèi)有不少污水處理廠已建成或正在建設光伏發(fā)電站。

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