王永全

（厦门烟草工业有限责任公司，福建 厦门 361000）

1 背景

为了对污水进行处理，国内外对处理方法进行了大量研究，并形成了五花八门的污水处理技术，但其中使用量最大、使用最普及也最成熟的技术是活性污泥法。在该法中，为了向水中充氧，必须向水中鼓入大量空气，因而必须选用合适的鼓风机。该工艺过程中，产生作用的是空气中的氧气，因此，需保证足够的鼓风空气流量。同时，鼓风机需提供满足曝气池池深加1 米的水压力。低于此压力，容易使得压力不足而流量不足，甚至鼓风机不产气。高于此压力，则对污水池没有好处，浪费鼓风机的能耗。由于在整个污水处理工程中，风机所消耗的能量占了整个系统所消耗能量的一半以上，因而风机的选型显得特别重要。在项目运行中，除了要满足以上的流量、压力要求外。由于污水处理场所人员进出较为频繁，需要综合考虑设备的放热、噪声、故障率等影响因素。

2 鼓风机比较

2.1 罗茨鼓风机

依靠转子的旋转，输送空气。在罗茨鼓风机内部转子和机壳组成的腔体内，空气的体积没有变化。在罗茨鼓风机设备内，气体无压力变化。依靠罗茨鼓风机外部，气体容积的变化提升压力。罗茨鼓风机为外压缩。因此，罗茨鼓风机的压力，能满足末端的污水站曝气池的压力需求，且不会超出水池压力的需求，即压力无浪费。罗茨风机一般安装有消音的吸气过滤装置，能减少部分噪声。转子有两叶或三叶的方式，会产生周期性的脉冲，设备运行震动大，噪声大。三叶的转子，对于能部分降低设备的运行噪声，但设备运行噪声超过100 分贝，工作场所噪音容易超过职业健康标准。罗茨鼓风机在生活污水处理系统中应用较为广泛, 但其运行时产生的噪声危害相当严重。罗茨风机采用润滑油进行转子密封和轴承润滑。在使用过程中，需定时更换和添加润滑油。罗茨风机运动部件比较简单，设备故障率低，使用寿命长。罗茨风机由于运行震动大，因此，一般要设计有专门的设备基础，并且在设备基础上预留有螺栓孔洞，以便于罗茨鼓风机安装就位准确后，再对螺栓孔洞进行二次浇筑，使得罗茨风机安装就位牢固可靠。

2.2 旋涡式鼓风机

旋涡式鼓风机主要有多级离心式风机、单级高速离心式风机。单级高速离心式风机又分为空气悬浮鼓风机、磁悬浮鼓风机。旋涡鼓风机的叶轮由叶片组成。叶轮叶片中间的空气受到了离心力的作用，向叶轮的边缘运动，进入壳体环行空腔，压力提升。离心式鼓风机，受压力出气端的阻力影响大。当使用气压大于或等于多级离心鼓风机的额定压力，气体在蜗体内随叶轮旋转，机械效能大大降低，不能保证生物需氧量。出气端阻力增大，出气流量减小，且设备容易发生喘振，影响设备的安全稳定运行。涡旋鼓风机较适用于大污水处理系统的稳定运行工况。旋涡式鼓风机依靠叶片的离心力作用进行增压。因此，对旋涡式鼓风机的流量和压力的选型较为重要。选型需同时考虑污水系统设备稳定鼓风的流量需求、压力需求。由于旋涡式鼓风机为速度型风机，因此，可以通过安装变频器，调节鼓风机的运行频率，达到降低鼓风机的运行速度，降低鼓风机的鼓风风量。同时，需要在此流量下，满足污水池曝气压力的最低要求。因此，在正常情况下，旋涡式鼓风机变频的幅度较小。否则，可视为设备初始配置时，扬程配置过大不合理。鼓风机在初始配置时，需同时需考虑变频需求下旋涡式鼓风机系统的组合配置。尽量减少出现流量和扬程配置差别显著的情况。旋涡式鼓风机运行噪声较小。对大型污水站，可以考虑单独设置风机房的方式，阻隔设备的运行噪音。

2.3 螺杆式鼓风机

螺杆式鼓风机，由单螺杆或双螺杆及其腔体构成。螺杆旋转过程中，腔体变小，实现对空气的压缩，空气压力提升。螺杆式鼓风机的调节范围大，可实现0 ～100%的容量控制，运行平稳，噪声较小。较适用于中小型、负荷变化频繁的污水处理站。

由于螺杆式鼓风机负荷调节范围大，便于频繁启停，运行能耗较低，可以采用箱式安装的形式，降低设备噪音。所以，项目选择采用螺杆式鼓风机。

3 螺旋式鼓风机的注意事项

3.1 进风需过滤

螺杆式鼓风机，吸附污水站周围的空气，经过双螺杆进行压缩。双螺杆之间距离极小。有些螺杆采用特氟龙涂层，以便减少螺杆之间的间隙。如进风未进行过滤，将使得螺杆容易被污染，甚至粗颗粒，将使得涂层破损。磨损后的转子，会造成漏气，产气量和产气压力降低，可以采用重新进行涂涂层方式进行修补。需定期对进风过滤器进行清洗或更换，以减少因过滤器的脏堵，进风阻力增加造成进行量减少。在使用过程中，也需关注压缩效率。当使用年限较大或压缩效率下降较大时，需检查转子涂层是否有脱落的情况。对于涂层脱落的转子，可以采用涂层修复的方式或整体更换转子。

3.2 定时更换润滑油

螺杆式鼓风机，采用润滑油润滑轴承和变速齿轮。润滑油喷到压缩转子中，作为压缩转子密封材料，润滑油在转子中形成油膜，减小转子之间的间隙，减少高压区域的空气通过转子之间的间隙流窜到低压区域，降低了压缩效率。在使用过程中，润滑油将逐渐被污染和变质。润滑油中杂质和水分含量增大，润滑性能逐渐降低。因此，在使用过程中，需定时更换润滑油过滤器和更换润滑油。

3.3 做好疏水管理

在压缩过程中，水蒸汽被压缩放热，并经风冷或水冷，冷凝为冷凝水。需及时排除转子，管路中的冷凝水，以防止对转子、转子涂层、管路的腐蚀，换热性能下降。疏水有电子式疏水阀和机械式疏水阀。疏水阀容易脏堵故障，也需要定期进行清洗检修。疏水阀的疏水管道可以采用透明的管道，疏水后的出水口，也可以采用裸露的安装方式，以便于可以随时观察设备的疏水情况。

3.4 做好含氧量测定

在曝气池中安装含氧量测试仪。根据测得的曝气池水中含氧量，作为鼓风机开关机和变频运行的调节依据。曝气池中的曝气头需完好，没有出现脏堵或者破裂的情况。否则，将使得曝气的空气流在曝气池内形成大的空气泡。空气未与氧化曝气池内污水充分接触，空气便上升排到曝气池外，造成鼓风机空气流的浪费，鼓风机运行效率下降。

3.5 做好设备与环境降噪

鼓风机具有较大的运行噪声，可以采用机箱将鼓风机包裹起来。在机箱的内表面安装有多孔吸音材料。对于鼓风机的吸气口，也采用安装弯头、格栅、海绵等方式，减少噪音直接散发到机箱外围。做好鼓风机设备的固定与减震措施，例如，采用橡胶减震，以减少设备的震动噪音。鼓风机出气管道上尽量减少弯头，以减少气流对管道的冲击，减少气流的扰动，由此减少设备运行噪声和设备、管道震动噪声。

在鼓风机周围的建筑墙面上，安装有小孔的吸音孔板。吸音孔板内填充有玻璃棉吸音材料，能有效降低环境的噪声。做好建筑门窗的密封工作，防止室内噪声散播到室外，造成室外环境噪声超标。当进行设备检修时，检修人员可以佩戴降噪耳机，以避免噪音对听力的伤害。

4 结语

螺杆式鼓风机适用于中小型的污水处理站的曝气池曝气，曝气空气量的运行调节范围大，运行节能，噪音低。通过对于曝气池的含氧量测量和曝气池PLC 控制系统的联合控制，可以实现螺杆式鼓风机的自动、节能运行。通过综合设备、环境降噪措施，可以有效降低设备的运行噪音，满足设备的运行、检修需求。