中小型污水處理廠建議采用三葉羅茨風(fēng)機(jī)

  隨著中國城市化速度的加快和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，污水排放量逐年上升，根據(jù)2000-2013年污水排放量統(tǒng)計(jì)，到2013年我國的城市污水排放量已接近1300億噸。城市污水排放量的增長對污水處理行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)和機(jī)遇，目前我國的城市污水處理率偏低，與世界一些發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距，因此，大力發(fā)展污水處理已迫不及待。“十一五”期間中國污水處理廠數(shù)量年均增長8%，截止2013年9月底，全國建成3380座污水處理廠，日污水處理能力達(dá)到1.91億立方米，“十二五”期間中國將大力投資污水處理行業(yè)，污水處理能力將達(dá)到新的高峰。已經(jīng)投入運(yùn)營的北京海淀污水處理廠規(guī)模100×104m3/d，類似的許多污水處理廠也在建設(shè)當(dāng)中。 本文通過對離心風(fēng)機(jī)和三葉羅茨風(fēng)機(jī)的比較闡述大型污水處理廠建議用離心風(fēng)機(jī)代替羅茨風(fēng)機(jī)，中小型污水處理廠用

三葉羅茨風(fēng)機(jī)

。

     離心風(fēng)機(jī)工作原理及其優(yōu)點(diǎn) 

1 離心風(fēng)機(jī)工作原理 

離心風(fēng)機(jī)屬于風(fēng)機(jī)的一種，常有單級與多級之分。風(fēng)機(jī)工作時(shí)通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)氣體運(yùn)動(dòng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的動(dòng)能與壓力能，且通過擴(kuò)壓作用使大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)為壓力能從而獲得較高的壓力，進(jìn)出口的壓差又會(huì)使源源不斷的氣體流進(jìn)流出風(fēng)機(jī)，以達(dá)到壓縮氣體的目的。 

2 離心風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 

相對于

三葉羅茨風(fēng)機(jī)

，離心風(fēng)機(jī)因具有較高的效率、運(yùn)行成本較低而廣泛應(yīng)用于大中型污水處理廠，其優(yōu)點(diǎn)集中表現(xiàn)在： 

（1）單級轉(zhuǎn)速高，大流量時(shí)體積小，占地面積小； 

（2）滿負(fù)荷工作時(shí)效率高，三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)的葉輪效率可達(dá)82%； 

（3）流量調(diào)節(jié)范圍寬，可實(shí)現(xiàn)污水處理的變流量工況； 

（4）多級離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，壽命長； 

（5）易于采用全風(fēng)冷式設(shè)計(jì)； 

（6）操作維護(hù)方便，不需要專業(yè)培訓(xùn)人員進(jìn)行操作，減少后期成本。

   三葉羅茨風(fēng)機(jī)

工作原理及其特點(diǎn) 

1 羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理 

羅茨風(fēng)機(jī)是一種典型的雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的容積式機(jī)械，其轉(zhuǎn)子由葉輪與軸組合而成，由原動(dòng)機(jī)通過一對同步齒輪驅(qū)動(dòng)，作方向相反的等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生擠壓作用，從而使得氣體周期性均勻進(jìn)出氣缸達(dá)到輸送氣體的目的。輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系，受壓力變化的影響程度不大，所以對于一定轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)其流量比較固定，對于需要不斷調(diào)整流量來達(dá)到工藝要求的一些領(lǐng)域，羅茨風(fēng)機(jī)顯示出其不足之處，添加相應(yīng)設(shè)備會(huì)添加成本，不利于推廣應(yīng)用。 

2 羅茨風(fēng)機(jī)的特點(diǎn) 

羅茨風(fēng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 

（1）具有強(qiáng)制輸氣的特征，在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，流量也一定； 

（2）無往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件和氣閥，易損件少，使用壽命較長； 

（3）進(jìn)氣比較均勻，不必設(shè)置儲(chǔ)氣罐； 

（4）葉輪之間有間隙，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不需要潤滑油，可保證氣體不含油； 

（5）機(jī)械效率較高。 

但羅茨風(fēng)機(jī)也存在以下缺點(diǎn)： 

（1）無內(nèi)壓縮過程，絕熱效率較低； 

（2）氣流脈動(dòng)和機(jī)械震動(dòng)的存在使得羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲較大。

我們知道羅茨風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣流量與轉(zhuǎn)速成比例，當(dāng)進(jìn)氣溫度在-18℃變化到38℃時(shí)對羅茨風(fēng)機(jī)的流量影響較小，這樣即使在氣候溫度變化時(shí)也可以保證污水處理廠每天能有效處理相對固定的污水量。除此之外，羅茨風(fēng)機(jī)的制造成本比較低，同時(shí)三葉轉(zhuǎn)子的應(yīng)用一定程度上降低了羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲，因此比較多的羅茨風(fēng)機(jī)應(yīng)用于中小型污水處理廠。

      羅茨風(fēng)機(jī)與離心風(fēng)機(jī)的比較 

目前，國內(nèi)污水處理廠較多的使用羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，主要因?yàn)槠涑杀镜?、效率高，但也存在噪音大等缺點(diǎn)。國外在大型污水處理系統(tǒng)中較多地采用離心風(fēng)機(jī)替代羅茨風(fēng)機(jī)，在中小型污水處理廠采用羅茨風(fēng)機(jī)。從羅茨風(fēng)機(jī)、單級和多級離心風(fēng)機(jī)的功耗隨流量變化的情況可以看出：三者消耗的功率均隨流量的增大而增大，當(dāng)流量達(dá)到100m3/min時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)消耗的功率明顯大于多級離心風(fēng)機(jī)和單級離心風(fēng)機(jī)，這對于污水處理量大于100m3/min且采用羅茨風(fēng)機(jī)的污水處理廠而言，無疑是增大了企業(yè)的運(yùn)行成本。 從三葉羅茨風(fēng)機(jī)、單級和多級離心風(fēng)機(jī)的單位流量成本隨流量的變化情況看，在小流量條件下羅茨風(fēng)機(jī)的單位流量的投資成本相比離心風(fēng)機(jī)具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢；但隨著流量的不斷增大，當(dāng)大于400m3/min時(shí)，其單位流量的投資成本大幅度攀升，遠(yuǎn)大于多級離心風(fēng)機(jī)和單級離心風(fēng)機(jī)，這顯然不利于那些應(yīng)用羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣的大中型污水處理廠的運(yùn)營。