風機是污水處理工程中常用的充氧設備,在污水廠風機選型時,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)。

我國規(guī)定的風機標準進氣狀態(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 。

然而風機在實際使用中并非標準狀態(tài),當風機的環(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。 

由風機排出后裝置的情況,即所謂“背壓”決定的 ,曝氣風機具有強制輸氣的特點。

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,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,風機的壓力也隨之降低。

綜上所述,確定曝氣風機壓力時,只需要風機在標準狀態(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。

風機選型時應關注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,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。

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,風機的泄漏流量則會增大,這將導致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和泄漏流量。

風機選型應關注風機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺風機,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。

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) 、含濕量等發(fā)生了變化,導致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風機,根據(jù)環(huán)境溫度變化, 計算出風機的實際供氧量,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、ML S S 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,使風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。

對于風機來說,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。

不同季節(jié)曝氣池需氧量( SOR) 、風機供氧量( FOR) 變化規(guī)律。

五、結論綜上所述,同一臺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,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。 

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