污水廠節(jié)能降耗的鼓風(fēng)機(jī)改造策略
時間：2023-11-17 作者：admin
近年來，各地污水廠可能面臨一個普遍頭疼的問題，那就是電價在上漲，普遍的電價上升了0.1~0.2元/度，污水處理?業(yè)一直是一個高耗能的企業(yè)，特別是采用好氧污泥法的生化池好氧段的曝?過程消耗的電力在整個污水廠中電能消耗占比是最多的。在電力成本的這樣上漲的情況下，污水廠必須采用合理的方式對重點(diǎn)耗電鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造或控制，才能應(yīng)對電力價格不斷上漲對污水廠運(yùn)行造成的經(jīng)濟(jì)壓力。
當(dāng)前有很多企業(yè)或者公司，以污水廠能源管理的模式為污水廠提供節(jié)能降耗的技術(shù)服務(wù)，這需要污水廠付出相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)費(fèi)用。不論采用第三方公司還是污水廠自己開發(fā)能源管理來說，污水廠需要在節(jié)能降耗上，特別是針對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗要進(jìn)行相應(yīng)的策略管理，不論從方案審查還是設(shè)備選型，都需要有一整套的流程來幫助污水廠完成這些工作，本文將圍繞污水廠針對鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能降耗的方案進(jìn)行討論。
對于污水廠的管理人員來說，首先需要明確的是任何涉及污水廠內(nèi)資金的?出的項(xiàng)?都需要計(jì)算投資回報，根據(jù)投資回報的情況來判斷這個項(xiàng)目是否值得推進(jìn)。現(xiàn)在的電費(fèi)上漲的局勢表明了污水廠的能源成本在上升，因此在污水廠內(nèi)節(jié)能降耗的項(xiàng)目的投資回報率計(jì)算明顯比電費(fèi)上漲前有很大的提高。這一點(diǎn)可以幫助于污水廠的管理人員加大高耗能的設(shè)備改造投入，比如鼓風(fēng)曝氣設(shè)備等。
為了提高污水廠內(nèi)有限的資金使用和更快的收回投資成本，污水廠可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮：
1、 了解成本變化情況。
在污水廠中，對于高耗能的設(shè)備任何改進(jìn)都需要投入費(fèi)用，而這個投入的費(fèi)用得到回報或者收益的關(guān)鍵是盡快收回成本。準(zhǔn)確了解電能成本上漲了多少以及上漲對成本有何影響?常重要。由于曝?系統(tǒng)是污水處理?中最?的能耗組成，因此對曝氣系統(tǒng)的改善可以實(shí)現(xiàn)最?的節(jié)能降耗。
做出污水廠的資金投入的決定的最有力的證據(jù)，是提供可靠的改造前后電能的節(jié)省數(shù)據(jù)，通過電能節(jié)省的數(shù)量，可以很方便的計(jì)算出投入的改造費(fèi)用回收時間。實(shí)現(xiàn)這個準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)的首先是對原有鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行耗電量進(jìn)?統(tǒng)計(jì)和計(jì)量，消耗的電量通常很容易確定，建議使?適合任務(wù)的儀器來測量參數(shù)，例如??機(jī)的輸出電流和鼓風(fēng)機(jī)的電壓來計(jì)算。盡量不要使用舊??機(jī)電控柜上的電流電壓表來簡單計(jì)算，因?yàn)檫@些儀表使用年代較長，可能已經(jīng)失效，最好使?外部的儀表驗(yàn)證實(shí)際的耗電量。有了準(zhǔn)確的原有舊鼓風(fēng)機(jī)的耗電數(shù)據(jù)，就可以做出投資的理由。根據(jù)現(xiàn)在電價或未來?年的預(yù)測電價，或者通過采用新鼓風(fēng)機(jī)的耗電量，就可以簡單計(jì)算收回投資所需的時間將??縮短。
2、最大限度地提高潛在的節(jié)省成本
曝?過程的耗電占污水處理?總體的耗電量的50-80%，在污水廠也可能有許多其他的設(shè)備的節(jié)能降耗的?例可以較?，但因?yàn)樗鼈冊谖鬯畯S內(nèi)耗電比例較小，因此總體節(jié)約量很?，也就不作為優(yōu)先考慮的節(jié)能降耗措施。
對于曝氣系統(tǒng)的改造，污水廠也要首先評估污水廠內(nèi)曝氣系統(tǒng)整體的情況，并根據(jù)整體情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整：
比如曝氣池的溶解氧總是比較低，需要檢查曝氣池的曝?設(shè)備，以確保其正常?作，因?yàn)槠貧庠O(shè)備的良好性能對溶解氧產(chǎn)?重?影響。
如果出現(xiàn)曝氣池里曝氣翻大花，以及曝氣不均勻的問題，那就必須先解決曝氣頭的局部脫落的問題。有條件的污水廠，可以對曝氣風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)壓力隨著時間的變化進(jìn)行監(jiān)控，有助于污水廠運(yùn)行人員了解曝氣裝置的堵塞情況。但是也要注意的是，更換曝氣裝置或機(jī)械曝?器等組件一般需要投入巨大，甚至需要放空，因此這是?項(xiàng)重?任務(wù)，可能會對?藝運(yùn)?產(chǎn)?嚴(yán)重的影響。污水廠針對這種大型的改造通常與其他大型的?起進(jìn)?，比如擴(kuò)建，改建等，或者在曝?系統(tǒng)即將達(dá)到使?壽命時進(jìn)?。
3、混合搭配
對于更新污水廠的鼓風(fēng)系統(tǒng)來說，選擇合理的資金投入和使用更具有現(xiàn)實(shí)意義，污水廠缺乏足夠的資金，一次性全部更換，采用靈活的更新策略，可以在滿足污水廠工藝運(yùn)行條件下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，達(dá)成成本的節(jié)約的目的。雖然許多污水廠認(rèn)為資金申請難度大，一次性申請足夠的資金，將所有舊式??機(jī)全部更換為新的風(fēng)機(jī)，但以分步分階段過程完成具有實(shí)際的可操作性。污水廠的技術(shù)人員，可以計(jì)算最低的曝氣風(fēng)量，根據(jù)這個最低的曝氣風(fēng)量，在污水廠內(nèi)保持?夠的曝氣風(fēng)機(jī)來滿?生物池的好氧過程的基本溶解氧需求，根據(jù)這個計(jì)算，更新一到兩臺新的曝氣風(fēng)機(jī)，并保持這些風(fēng)機(jī)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)?，?因?yàn)橘Y金不足的不能直接更換的舊的、效率較低的鼓風(fēng)機(jī)可以在進(jìn)水負(fù)荷增高需要更高的風(fēng)量時使?，這樣新舊搭配可以節(jié)約一次性的資金投入，也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
4、新型設(shè)備的集成化減少施工時間
對于污水廠來說，確定了更新鼓風(fēng)機(jī)后，要盡快執(zhí)行，因?yàn)橥瓿筛鹿娘L(fēng)機(jī)項(xiàng)目的所需的時間越少，電耗節(jié)省就越快進(jìn)入到日常能源消耗的管理中。在采用新的鼓風(fēng)機(jī)(空氣懸浮、磁懸浮等)，這些風(fēng)機(jī)的控制和設(shè)備部分一般都會集裝到箱體里，這類型的??機(jī)的安裝不需要額外的設(shè)備基礎(chǔ)的要求，只需根據(jù)箱體大小和重量等進(jìn)行最少的?建改造施?。這種采用控制和設(shè)備部分集裝到箱體里的??機(jī)可以?作替換現(xiàn)有陳舊的舊鼓風(fēng)機(jī)的永久的解決?案，也可以?作在污水廠升級或者擴(kuò)容的臨時改造期間的短期的解決?案(比如未來采用更大或者更小型號的風(fēng)機(jī)，或者更低能耗的鼓風(fēng)機(jī)類型等)。作為臨時改造方案，它的優(yōu)勢是還可以?在使?壽命內(nèi)移裝到另?個污水廠的位置，從?最?限度地提?兩個污水廠的效率優(yōu)勢和有效的節(jié)約成本。
如果選擇基于?速技術(shù)的現(xiàn)代??機(jī)，集裝到箱體的設(shè)備結(jié)構(gòu)已經(jīng)是通用的設(shè)備做法，并且采用了更先進(jìn)的降噪技術(shù)以及無軸承之間的摩擦噪音后，新技術(shù)的鼓風(fēng)機(jī)向周圍環(huán)境排放的噪?也大大小于原有采用機(jī)械滾動傳動的風(fēng)機(jī)。
5、分步過程
污水廠即使最終的目標(biāo)是最終更換所有??機(jī)，把整個更換過程分成更?的步驟是更容易操作的。制定分步驟進(jìn)行的更新方案，對于污水廠的設(shè)備成本預(yù)算控制更為合理，也更容易從上級或者主管部門申請出來，這些預(yù)算可以從運(yùn)營費(fèi)用中進(jìn)行合理的劃分和支出。由于通過新設(shè)備的安裝運(yùn)行，對運(yùn)?成本節(jié)省有巨?的潛能，污水廠管理人員應(yīng)盡力說服作為運(yùn)營成本預(yù)算的控制方，幫助他們意識到可以實(shí)現(xiàn)的收益，并支出合理的資?來啟動項(xiàng)?。
一般來說每個??機(jī)更新改造項(xiàng)?，首先考慮的是供氣量的充沛保障，但是新的設(shè)備往往可以使用更低的功率來提供原有的供氣量，因此新的設(shè)備一般需要重新更改電?裝置、重新布線或更新控制裝置，以及調(diào)整進(jìn)出風(fēng)的管道以適應(yīng)新鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)道布局。這些準(zhǔn)備?作可以在作為備用的舊??機(jī)的機(jī)位上進(jìn)?。全部的??機(jī)更換可以分成多個周期，整個采購過程可以在?年內(nèi)完成，這樣可以在污水廠基本的資金保障的同時，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的更新更換。
6、縮小規(guī)模
在污水廠的實(shí)際運(yùn)行中，許多污水處理?的運(yùn)行人員會發(fā)現(xiàn)，對于生化池實(shí)際所需的氧氣量來說，鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)備提供的風(fēng)量都會比較大，導(dǎo)致好氧池曝氣末端的溶解氧非常高，這種情況從設(shè)計(jì)角度來說是很正常的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)?員預(yù)計(jì)在現(xiàn)場設(shè)備的使?壽命期間，污水廠的服務(wù)區(qū)域內(nèi)的??數(shù)會增?，污水處理廠接納更多的人排出的污水，對生物處理?藝效率需要提升，也就是需要更多的空?，因此設(shè)計(jì)人員都會采用更大的風(fēng)機(jī)來保障未來的運(yùn)行，但是對運(yùn)行初期負(fù)荷不滿的時間，或者進(jìn)水水質(zhì)和設(shè)計(jì)相比相差很低，這就會顯得曝氣量過大，導(dǎo)致生物過程非常難以控制。
我們知道生物除磷脫氮對于曝?過程中溶解氧的控制是非常嚴(yán)格，由此設(shè)計(jì)采用的?流量功率的??機(jī)對除磷脫氮造成很大的負(fù)面影響，包括曝氣末端的溶解氧控制，增加的碳源投加量等。因此在實(shí)際的運(yùn)行中相反，可以使?更?、更?效的鼓風(fēng)機(jī)來更好地滿??藝需求，?不會產(chǎn)?過多的能源消耗。這個需要污水廠運(yùn)行人員根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)控，如果鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)部的空間容許，可以從添加?臺?功率/流量的??機(jī)或?qū)?臺???機(jī)換成?臺較?的??機(jī)開始。通?？梢酝瓿蛇@樣的操作，以便保留?夠的風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量以確保出水指標(biāo)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。否則可以考慮現(xiàn)場增加小型箱式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備。
7、擴(kuò)大規(guī)模
當(dāng)然也有這種情況污水廠的曝氣系統(tǒng)由許多較?的高能耗的??機(jī)組成，這些??機(jī)需要更多的開啟，并設(shè)定復(fù)雜的搭配?作程序以滿?曝?過程的對溶解氧需求。在這種情況下，??個更?效的大型的鼓風(fēng)機(jī)替換兩個或更多的的小風(fēng)機(jī)，這對降低運(yùn)營成本有非常大的幫助，特別是采用了高效低耗的新型風(fēng)機(jī)類型，可以把機(jī)械和安裝的資本?出降低到最低。
需要注意的是，單純采用較?的??機(jī)對于夜間低流量狀態(tài)來說就可能比較大了，因此保留一定數(shù)量的傳統(tǒng)?型??機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的風(fēng)量調(diào)控。傳統(tǒng)??機(jī)的較低效率不會產(chǎn)?很?的影響，因?yàn)樵谡麄€運(yùn)行期間，較低流量的風(fēng)機(jī)所占鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的總體能耗以及功率都較?。最為關(guān)鍵的是，通過使?新的鼓風(fēng)機(jī)作為常用的運(yùn)行機(jī)，可以通過節(jié)省的電耗成本更快地回收初始投資。
8、管道工程
采用更新的技術(shù)的?速??機(jī)通常?傳統(tǒng)??機(jī)體積更?，在通用的標(biāo)準(zhǔn)前提下，進(jìn)出風(fēng)的管路通常可以連接到現(xiàn)有的曝?管道上，這可以最?限度地減少?建和材料??的維修改造成本以及完成工程所需的總時間。
污水廠應(yīng)當(dāng)主動通過與經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)和安裝團(tuán)隊(duì)及鼓風(fēng)機(jī)廠家技術(shù)人員進(jìn)行合作，可以在不影響新鼓風(fēng)機(jī)的性能的情況下充分利?現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，從而有效地節(jié)省安裝成本。
9、控制
為了實(shí)現(xiàn)最佳的投資回報，重要的是要通過??機(jī)的控制程序，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的鼓風(fēng)曝氣的控制。作為鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)更新改造的?部分，將對鼓風(fēng)曝氣的風(fēng)量控制的程序和功效進(jìn)?現(xiàn)場的核驗(yàn)，以及結(jié)合現(xiàn)場工藝運(yùn)行對其進(jìn)?優(yōu)化，以充分利?更新后的鼓風(fēng)機(jī)的功率并降低曝?過程的運(yùn)營成本?？梢钥紤]??個PLC子站收集??機(jī)曝氣系統(tǒng)(包括更換的新鼓風(fēng)機(jī)和保留的傳統(tǒng)??機(jī))的數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)合理的控制程序，更能有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的運(yùn)行。
總結(jié)
隨著污水廠內(nèi)的電耗成本持續(xù)上升，通過提???曝氣系統(tǒng)的效率所節(jié)省的成本將使初始投資?以前更快地收回。而且當(dāng)實(shí)現(xiàn)投資回收后，在鼓風(fēng)機(jī)的生命周期內(nèi)的未來?年持續(xù)節(jié)省電耗成本，這樣可以給污水廠節(jié)省更多的資金，并能把這部分資金能夠改善污水廠內(nèi)其他環(huán)節(jié)，從而使污水?能夠滿?各種監(jiān)管發(fā)展的需求。
本文對污水廠如何從節(jié)能降耗的角度改造鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)概述了?些策略，希望能為污水廠的管理人員提供?些的思路。但是每個污水處理?都是具有各自的運(yùn)行特點(diǎn)，這需要在改造過程中，首先進(jìn)?設(shè)備效能和工藝運(yùn)行影響的評估以找到真正的節(jié)能降耗措施。而這些需要專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行，因此比較合理的措施是選擇在污水行業(yè)內(nèi)具有專業(yè)技術(shù)的公司和團(tuán)體，對污水廠進(jìn)行全面的調(diào)研，特別是對最有節(jié)省價值和意義的部分進(jìn)?分析和規(guī)劃，制定更符合污水廠實(shí)際的節(jié)能降耗措施。
比如帶有磁懸浮、空氣懸浮之類的新技術(shù)的舊鼓風(fēng)機(jī)因?yàn)檩S承不直接接觸不會產(chǎn)?機(jī)械磨損，因此不需要在長期作為備用機(jī)停用的情況下定期開啟來保持軸承的良好。這就可以讓這些舊鼓風(fēng)機(jī)將保持靜?，如果舊鼓風(fēng)機(jī)是羅茨風(fēng)機(jī)，軸承長時間放置可能導(dǎo)致?lián)p壞，作為備用風(fēng)機(jī)較短的運(yùn)?時間也將延?羅茨風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)壽命，從?降低維護(hù)費(fèi)?和保養(yǎng)投入。這種部分更新的措施可實(shí)現(xiàn)在最小資金投入下的最?限度地節(jié)省能源消耗，由于投入低資金回收的時間也是最短的。
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