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1、污水处理用表面曝气机的污水处理用表面曝气机的节能效果与应用分析节能效果与应用分析2提提 纲纲一一引言引言二二我国曝气装备的发展过程及发展现状我国曝气装备的发展过程及发展现状三三表面曝气设备的性能比较与问题分析表面曝气设备的性能比较与问题分析四四新一代倒伞曝气机产品性能分析新一代倒伞曝气机产品性能分析五五工程案例与应用分析工程案例与应用分析3污水处理工程技术污水处理工程技术化学化学 生物生物 物理物理 一一.引言引言4化学化学 生物生物 物理物理 无机化学无机化学 有机化学有机化学金金属属通用机械通用机械 微生物微生物材料材料 机械机械 电力学电力学 非金属非金属流体结构流体结构 化工化工 起重
2、起重 输送输送 建筑建筑 船舶船舶 运输运输 5 环境污染治理行业是一个多学科、环境污染治理行业是一个多学科、交叉学科高新技术行业。交叉学科高新技术行业。6“十一五十一五”期间单位国内生产总值期间单位国内生产总值能耗降低能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少左右，主要污染物排放总量减少10%的约的约束性指标。束性指标。提出了提出了提高节能环保市场准入门槛提高节能环保市场准入门槛，控制高，控制高耗能行业的过快增长，以及耗能行业的过快增长，以及提高高耗能产品差提高高耗能产品差别电价标准别电价标准的工作方案。的工作方案。中华人民共和国国民经济和社会发展中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年
3、规划纲要第十一个五年规划纲要7 用于水污染处理等环保设备的节能用于水污染处理等环保设备的节能降耗工作更应率先通过技术创新、应用降耗工作更应率先通过技术创新、应用推广来达到节能降耗的目的与效果推广来达到节能降耗的目的与效果。8 曝气管曝气管 微孔曝气装置微孔曝气装置二二.我国曝气装备的发展过程及发展现状我国曝气装备的发展过程及发展现状9释放器、伞型曝气微孔释放器、伞型曝气微孔螺旋曝气机螺旋曝气机10刚玉微孔曝气器刚玉微孔曝气器钛板微孔曝气器钛板微孔曝气器11膜片式微孔曝气器膜片式微孔曝气器钟罩式曝气器钟罩式曝气器12 射流曝气机射流曝气机 13转刷曝气机转刷曝气机转碟曝气机转碟曝气机旋转型曝气机
4、旋转型曝气机卧轴式卧轴式14旋转型曝气机旋转型曝气机立轴式立轴式潜水型立轴曝气机潜水型立轴曝气机 立轴曝气机立轴曝气机15 倒伞型叶轮图倒伞型叶轮图 平板型叶轮图平板型叶轮图 泵（泵（E E）型叶轮）型叶轮 K K型叶轮图型叶轮图 立轴式曝气机可配叶轮立轴式曝气机可配叶轮16三三.常用表面曝气设备的性能比较与问题分析常用表面曝气设备的性能比较与问题分析表表3-1 曝气设备充氧性能比较曝气设备充氧性能比较项项 目目理论动力效率理论动力效率（kgO2/kW h）充氧传充氧传质形式质形式优缺点优缺点浮动式泵型叶轮浮动式泵型叶轮表面曝气机表面曝气机2.62.8提升混合提升混合型型动力效率较高，但动力效
5、率较高，但负压区难以控制，负压区难以控制，易堵塞。易堵塞。竖轴式倒伞型表面曝气机竖轴式倒伞型表面曝气机1.82.4完全混合完全混合型型溶解氧表层高、中溶解氧表层高、中层低，底层无溶解层低，底层无溶解氧。氧。横轴式转碟型表面曝气机横轴式转碟型表面曝气机2.02.6平流平流扩散混合扩散混合型型水体上、中、下溶水体上、中、下溶解氧混合不均匀。解氧混合不均匀。横轴式转刷型表面曝气机横轴式转刷型表面曝气机1.62.117常用表面曝气设备主要存在问题常用表面曝气设备主要存在问题 泵型表面曝气机泵型表面曝气机 动力效率较普通倒伞曝气动力效率较普通倒伞曝气机略高，但叶轮制造工艺复杂。机略高，但叶轮制造工艺复杂
6、。如果负压区控制或处理不如果负压区控制或处理不好，会明显导致充氧量急剧下好，会明显导致充氧量急剧下降，动力消耗陡增。降，动力消耗陡增。泵型表面曝气机泵型表面曝气机18转刷曝气机转刷曝气机l转刷、转碟曝气机转刷、转碟曝气机 因浸没深度很浅，中、下因浸没深度很浅，中、下层面的水难被不具备吸汲功层面的水难被不具备吸汲功能的叶片扬起，故而水深一能的叶片扬起，故而水深一般都得控制在般都得控制在3.5m以内。否以内。否则，极易造成污泥沉积。则，极易造成污泥沉积。转碟曝气机转碟曝气机19微孔曝气机微孔曝气机l微孔曝气机微孔曝气机 属于静态扩散型充氧传质形属于静态扩散型充氧传质形式，完全不具备机械搅拌混合的式
7、，完全不具备机械搅拌混合的功能与能力，功能与能力，充氧传质存在盲区充氧传质存在盲区和死角和死角，纵然使用搅拌机搅拌推，纵然使用搅拌机搅拌推流，亦难使溶解氧均匀。流，亦难使溶解氧均匀。需要配备大型的鼓风机，次需要配备大型的鼓风机，次生生噪声污染噪声污染大，大，管线长、阻力大管线长、阻力大，功率大、耗电高功率大、耗电高，易破损、寿命易破损、寿命短短，维修保养非常困难。，维修保养非常困难。20四四.新一代复合叶轮倒伞曝气机产品性能分析新一代复合叶轮倒伞曝气机产品性能分析 QYB系列复合叶轮倒伞曝系列复合叶轮倒伞曝气机产品发明专利授权（发气机产品发明专利授权（发明专利号：明专利号：ZL20041010
8、3093.7）和曝）和曝气机叶轮（发明专利号：气机叶轮（发明专利号：ZL200610097979.4）。）。最近又推出了新一代的曝最近又推出了新一代的曝气机，发明专利申请号：气机，发明专利申请号：200820165.4。QYBQYB系列复合叶轮倒伞曝气机系列复合叶轮倒伞曝气机2122 QYB系列立轴式叶轮曝气机适用于：系列立轴式叶轮曝气机适用于：卡鲁塞尔氧化沟的曝气充氧；卡鲁塞尔氧化沟的曝气充氧；原则上也适用于其他形式的氧化沟工原则上也适用于其他形式的氧化沟工艺、艺、SBR工艺、工艺、A/O和和A2/O工艺等各种好工艺等各种好氧反应池的曝气充氧。氧反应池的曝气充氧。与卧轴曝气机相比，能使氧化沟
9、的与卧轴曝气机相比，能使氧化沟的 占地面积减少占地面积减少30%左右，充氧能力左右，充氧能力 提高提高100%以上。以上。23同济大学环境保护产品检测中心检测同济大学环境保护产品检测中心检测 该专利产品叶轮直径为该专利产品叶轮直径为 4000的复合叶轮的复合叶轮倒伞曝气机。倒伞曝气机。性能检测性能检测 充氧能力充氧能力经济指标经济指标技术指标技术指标 国家标准规定，清、污水中的国家标准规定，清、污水中的换算值为换算值为0.80.85，取中值，取中值0.825计算，该曝气机在清计算，该曝气机在清水中的理论动力效率高达水中的理论动力效率高达4.4 kgO2/kWh。理论动力效率为理论动力效率为3.
10、74kgO2/kWh340 kgO2/h总动力效率为总动力效率为3.27kgO2/kWh24252627经有关污水厂应用证明：经有关污水厂应用证明：同等能耗，同等能耗，充氧量充氧量高出高出80%以上。以上。同等充氧量，同等充氧量，能耗能耗下降下降30%左右。左右。若电费若电费0.75元元/度，每处理度，每处理1m3污水，可节省污水，可节省电费电费0.1元左右。如果是日处理规模为元左右。如果是日处理规模为10万吨万吨污水处理厂，则污水处理厂，则1年可以节约电费年可以节约电费365万元左万元左右。右。28叶片背面压强分布图叶片背面压强分布图29曝气机旋向流态、流场图曝气机旋向流态、流场图曝气机上下
11、循环流态、流场图曝气机上下循环流态、流场图30山东寿光中冶华天山东寿光中冶华天（原冶金部马鞍山钢铁设计研（原冶金部马鞍山钢铁设计研究院）究院）水务有限公司污水处理厂水务有限公司污水处理厂 处理能力处理能力12104m3/d，处理工艺为连体三，处理工艺为连体三沟式卡鲁塞尔氧化沟工艺；沟式卡鲁塞尔氧化沟工艺；单沟配备了单沟配备了3台叶轮台叶轮4000倒伞曝气机，单倒伞曝气机，单沟处理能力沟处理能力4104m3/d；全厂共用全厂共用9台台4000叶轮的倒伞曝气机，日叶轮的倒伞曝气机，日处理水量处理水量12万万14万万m3/d，单机处理负荷：，单机处理负荷：40000/313333 m3/d。五五.工
12、程案例与应用分析工程案例与应用分析 31 该厂处理的污水是城市生活污水和工业废该厂处理的污水是城市生活污水和工业废水的混合水，水质为：水的混合水，水质为：CODcr：600mg/L BOD5：200220 mg/L32原先使用曝气设备原先使用曝气设备 选用的选用的9台倒伞曝气机系国内某企业仿制休伯台倒伞曝气机系国内某企业仿制休伯特型倒伞曝气机。特型倒伞曝气机。配套电机：ABB（江苏大中电机公司产品）型号规格：M2QA315L 4A功 率：160kW输入电压：UN=380V额定电流：IN=287.8288A转 速：n1=1480r/min减速机：SEW天津公司出产型号规格：M3PVSF80速 比
13、：i=44.876输出扭矩：TN2=117kNm传动效率:=95.5%(经校核计算实为94.9%)被自主知识产权曝气机取代被自主知识产权曝气机取代更换下来的休柏特型倒伞曝气机叶轮更换下来的休柏特型倒伞曝气机叶轮33存在问题存在问题 1.充氧量不足充氧量不足 设计充氧量为设计充氧量为340kgO2/单机单机 h，实际充，实际充氧量为氧量为240kgO2/单机单机 h，缺失，缺失1/3的氧量，不的氧量，不能满足设计充氧量的需要，处理的污水不能能满足设计充氧量的需要，处理的污水不能达标。达标。2.运行电能消耗大，污水处理电费虚高运行电能消耗大，污水处理电费虚高 9台倒伞曝气机全部满负荷运行，月电费台
14、倒伞曝气机全部满负荷运行，月电费为为82.4577万元，年电费为万元，年电费为989.4929万元。万元。34（根据（根据SEW提供样本计算，减速机应配电机功率为提供样本计算，减速机应配电机功率为423.08450kW，实配电机功率，实配电机功率160kW）实际配套电机功率与减速机应配电机功率比：实际配套电机功率与减速机应配电机功率比：160/423.08 37.8%，实系小马拉大车。，实系小马拉大车。曝气机运行时线电流为曝气机运行时线电流为265A，运行功率为，运行功率为155.226kW。如选用与电机相匹配的减速机，可以。如选用与电机相匹配的减速机，可以减少曝气机运行时的功率消耗，则用减少
15、曝气机运行时的功率消耗，则用132kW的电机的电机足矣。足矣。而用而用160kW的电机驱动叶轮的电机驱动叶轮4000的曝气机，又委的曝气机，又委实系大马拉小车。实系大马拉小车。35设备整改方案设备整改方案 1.根据现状，建议采用发明专利（专利号：根据现状，建议采用发明专利（专利号：ZL200410103093.7）复合叶轮倒伞表面曝）复合叶轮倒伞表面曝气机，取代现休伯特型倒伞曝气机。气机，取代现休伯特型倒伞曝气机。复合叶轮倒伞曝气机专利技术生产的产复合叶轮倒伞曝气机专利技术生产的产品经过国家权威检测机构实地检测，污水品经过国家权威检测机构实地检测，污水中的中的理论动力效率高达理论动力效率高达
16、3.50 kgO2/kW h，完全能满足工程设计需氧量完全能满足工程设计需氧量340kgO2/h（单机）的需要。（单机）的需要。被自主知识产权曝气机取代被自主知识产权曝气机取代更换下来的休柏特曝气机倒伞型叶轮更换下来的休柏特曝气机倒伞型叶轮362.增加推流器，将曝气、混合与推流功能分增加推流器，将曝气、混合与推流功能分开，使设备各自发挥最佳效果，同时节约开，使设备各自发挥最佳效果，同时节约能耗，使氧的传质利用率得以提高，降低能耗，使氧的传质利用率得以提高，降低运行费用。运行费用。37改造前后的能效分析比较改造前后的能效分析比较 表表5-1 倒伞表面曝气机改造前后运行时耗电情况对比表倒伞表面曝气机改造前后运行时耗电情况对比表指标项目指标项目配套电机型号配套电机型号工作电压工作电压（V)额定电额定电流（流（A)运行电运行电流（流（A)电流表电流表指示情指示情况况单机输入单机输入/实实耗功率（耗功率（kW)全年累计电全年累计电费（万元）费（万元）节约电费节约电费（万元（万元/年年）改造前改造前MZQ315L-4A380287.8265指针跳指针跳动幅度动幅度大、不大、不稳定稳定155.2/1
