鼓風曝氣工藝中的風機選型探討

趙乾

光大水務運營（新沂）有限公司 江蘇徐州 221400

鼓風曝氣處理過程中的關鍵環節就是曝氣，污水曝氣的順利進行是在鼓風機的作用下完成的，鼓風機的整體性能會給曝氣效果造成嚴重的影響，并且鼓風機的能耗非常高，據不完全統計其能夠占到污水處理廠總能耗的50%左右。因此，風機選擇的合適與否不僅會影響污水處理廠的生產運行，而且還會對其經濟效益造成一定的影響。為了確保污水處理廠生產工作的順利實施，并進一步提高其經濟效益，這就需要結合其鼓風曝氣的實際情況，選擇適宜的風機，進而為污水曝氣過程的順利進行提供可靠保障[1]。

1 兩種風機原理和基本特點對比分析

1.1 羅茨風機

1.1.1 工作原理

羅茨風機在工作過程中，在轉子的不斷旋轉作用下，外界氣體經由進氣口被吸入到轉子與泵殼之間的縫隙中，然后再通過排氣口進行相應的排出。在轉子的吸氣過程中，隨著氣體進入到轉子和泵殼之間縫隙，就會將該空間進行全封閉，因此，泵腔內的氣體不會受到外界力的作用，也就不會被壓縮和膨脹。當轉子頂部轉過排氣口的邊緣后，該封閉空間就會與排氣側進行聯通，在排氣側高壓強的作用下，氣體會返沖進入該封閉空間，這就會造成氣體壓強的突然升高。隨著轉子的繼續旋轉，氣體會最終排放到泵外[2]。

表1 羅茨風機和單級高速離心風機的性能參數對比表

1.1.2 特點

（1）羅茨風機的造價較低，并且其整體結構相對簡單，易于控制和維護；

（2）壓力會隨著背壓而發生相應的變化，小流量高速風機的工作效率較高；

（3）相較于單級和多級的離心風機，羅茨風機的效率較低；

（4）當羅茨風機的流量超過120m3/min 時，其風機體積就會變得非常巨大，需要占用非常大的面積。

1.2 單級高速離心風機

1.2.1 工作原理

單級高速離心風機通過旋轉的葉輪將電機所具有的機械能轉變為氣體的動能，在離心風機的帶動下，外界氣體經由葉輪進口并流入到出口的過程中，氣體在流速和壓力兩方面都有不小的提升，其中所含有的能量也逐漸提高。在葉輪的帶動下所排出的氣體經過壓出室后，就能將其所具有的動能轉變為壓力能，然后沿排出管路輸送出去，在這個過程中，葉輪進口處由于氣體被排出而形成一定大小的真空區域，氣體在大氣壓的作用下被壓入葉輪的進口，于是旋轉著的葉輪就連續不斷地吸入和排出氣體[3]。

1.2.2 特點

（1）單級高速離心風機在工作過程中的轉速非常高，高達20000r/min，高轉速會帶來高噪音，這就會給周圍環境造成不利影響。

（2）在滿載的狀態下，其工作效率非常高，但是無法對其進行變頻調速，難以結合實際的工作需求，進行有針對性的調整，這就會造成能量的浪費；

（3）單級高速離心風機能夠以較小的體積實現較大的流量，這就能夠大大減小風機的占地面積；

（4）其控制系統和潤滑系統非常復雜，這就會給維修保養人員帶來不小的難度，進行大修時往往需要制造廠商的技術人員提供相應的技術指導；

（5）由于其操作難度校對較大，在上崗前，就需要對操作人員進行系統全面的培訓；

（6）整體設備的投資成本非常高，單機流量大于300m3/min的性能價格比高。

2 綜合性能對比分析

兩種風機的工作性能對比如表1 所示。

根據上表能夠看出：①隨著流量的逐漸增加，單級高速離心風機的單位成本的下降趨勢非常明顯；而羅茨風機的單位成本具有上升的趨勢，尤其是當流量超過50m3/min 后，單位成本急劇提高。在相同的流量條件下，羅茨風機的功率要高于后者，其所帶來的能耗也較高；②在較小流量的工作條件下，兩種風機之間的效率和能耗差異較小，但是羅茨風機具有較低的成本，其性價比非常高；③在中、大流量的工作條件下，羅茨風機的轉速難以提升，導致其工作效率較低，而離心機的成本相對較低，能耗也較低，工作效率較高，具有較高的性價比。

3 經濟效益對比分析

就單臺的投資費用而言，羅茨風機較單級高速離心風機相對較低，但是在實際的運行過程中，前者的運行費用較高。通過對兩種風機的總投資和性價比進行系統全面的對比分析，能夠發現單級高速離心風機具有比較明顯的優勢，對于上述的工作情況，則需要優選單級高速離心風機。在實際的污水處理設計過程中，要結合鼓風曝氣的實際情況，進行有針對性的選擇，進而在確保曝氣質量的前提下，為污水處理廠帶來良好的經濟效益。

4 結語

總而言之，風機是污水處理廠鼓風曝氣過程中的關鍵設備，為了確保污水處理曝氣過程的順利進行，就要結合污水處理廠的實際情況，選擇適宜的風機，進而不斷提高污水的曝氣質量，為污水廠帶來良好的經濟效益。