浅析氧化沟常用曝气设备的能效比值.pdf

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1、浅析氧化沟常用曝气设备的能效比值中冶华天工程技术有限公司(安徽马鞍山243005)王月萍【摘要】对污水处理厂常用的几种曝气设备的进行了技术对比和经济分析，找出了几种曝气设备能效比值不平衡的基本原因，同时简述了一种高效低耗和同等工艺条件下的工程构筑物占地面积小的曝气设备。【关键词】能效比值曝气设备动力效率节能理念一，前言曝气设备是污水处理厂氧化沟工艺中的关键设备，也是污水处理工艺中的高能耗设备，其能耗占整个污水处理厂能源消耗的60％以上。如要降低污水处理成本，关键在于选对曝气设备，选用高效低耗的曝气设备既可以提高曝气充氧能力，更重要

2、的是可以节约能源，从而降低污水处理成本。据统计，截至2012年底，我国共建有近4000座污水处理厂，其中选用竖轴式曝气设备的污水厂约25％；选用了卧轴式曝气设备的污水厂约15％左右；选用鼓风曝气的污水厂约50％左右；另10％左右的污水厂采用了其他形式的曝气设备。污水治理工艺的曝气设备是污水治理工艺实施的重要保证，是污水治理成败的关键设备。过去的几十年内，主要是解决了污水处理的难题，并没有认真地兼顾到设备的能耗，即设备的能效比问题，在提倡节能减排、降低污水处理成本的当今，对这些关键常用曝气设备进行能效值分析比较很有必要，只有通过分析

3、比较，既有利于打破选用设备的惯性思维，树立节约能源的正确理念，方能促进我国曝气设备研发与生产的健康发展。目前，我国应用的曝气设备形式林林总总，有表曝、底曝、潜水曝气机等，如表曝中的叶轮曝气机、转刷、转盘曝气机有齿轮箱直接驱动、也有齿轮箱连接传动件驱动的各种形式的曝气机，其能效值各不相同。关于曝气设备的选型依据，大多用户是参照商家宣传的曝气设备的理论动力效率值，而理论动力效率仅仅是衡量曝气设备水力件——曝气叶轮技术工作性能的一个指标值(即技术指标)，并非是整台曝气装置能耗与充氧量(即经济指标)的综合反映。能效比值是能完整反映曝气设备

4、综合性能——技术指标值和经济指标值，即在标准状态下，单位时间的充氧量与整台装置全部消耗的电能的比值，它不仅能衡量水力件曝气叶轮的技术性能，同时也反映了驱动电动机及传动机构的效率，能效比值可一目了然地反映曝气设备的性能优劣，可作为曝气设备技术、经济(运行费用)、综合性能评判的唯一依据。二、浅析能效比值能效比值可以用下面公式进行计算：E=1000a／(30．5Ulcos≯)(1)式中卜曝气设备的能效比值，单位为kgO：／kW‘h；9一曝气设备的充氧量，单位为kg；(，_电压，单位为V；，_曝气设备工作时的实际运行电流，单位为A；COS

5、≯——电动机功率因数。现举例几种污水治理工艺中常用的曝气设备的能效比值(见下表)，并具体分析原因。2015年第1期然恕CO麓ln81第期wⅥw．cl埘x．VlM叭G胁耕w祝_主曰＆通州此舳r喜

6、水‰罄∞兢m％铷城建／水I业通用机械i{，l?Ⅲ!l，、一Ⅲ、，fffI，⋯Jf文；{．，川r』盼i、常用曝气设备能效比值表(1擎．位：kgO二／kW。h4J转碟曝气J2_o1．655l微孔曝气l5．53．0l安装初期值1．平板型曝气叶轮该曝气机的水力构件——曝气叶轮的主要结构为平板下方均匀布置了若干只三角形铧犁式叶片，水力件叶轮在电动机、

7、减速传动装置的驱动下旋转工作，叶片对水体进行搅拌、抛洒。该形式的曝气设备在湖南省某污水厂应用，水力件叶轮直径为3000mm，配套电动机额定功率为75kW，但实际工作时充氧量严重不足，根本满足不了氧化沟工艺的需氧量。国外最先进的雷同产品标称理论动力效率(技术指标)为2．7kgO：／kW’h，实际其能效比值(经济指标)不大干2．2kgO：／kW‘h。原因浅析：三角形铧犁式的叶片，虽然吃水深度较深，但忽视了泥水阻力系数，运行时，同样的运行速度，叶片承受的阻力大不相同，吃水深的肯定承受的阻力更大些，所以能耗必定高，能效比值当然低。2．倒伞

8、型叶轮曝气机倒伞型叶轮曝气机叶轮结构为在直径不同的伞形叶轮下方呈辐射状均匀布置了若干叶片，伞形叶轮旋转工作时，因离心力的作用，水体沿直立叶片周向甩出。该型号的曝气设备曾经在山东某污水厂应用，曝气叶轮直径为4000mm，配套电动机额定功率为160kW，选用了德国产安全系数为2．8的减速机，工作时运行电流为265A，实测充氧能力为Q=230kgO：／h，则根据式(1)能效比值为E=I．4kgO：／kW‘h。原因浅析：叶轮的底部镂空，运行时，叶轮底部的水随叶轮旋转的离心力环向抛洒，消耗了很大的功率，但是被抛洒出的泥水混合体因为密度较高，

9、加之叶轮叶片结构设计不合理，抛洒出的泥水不可能形成雾状而只能是大块片状，空气中的氧只能在片状水体的表面进行传质反应，故而充氧能力较低，即同样的能耗能效比值偏低。3．转刷曝气设备转刷曝气设备主要由电动机、减速传动装置及转懋-酶G棚通用朝奠鼬琏、、、、