风机是污水处理工程中常用的充氧设备,在污水厂风机选型时,风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数。

我国规定的风机标准进气状态: 压力p0 =101. 3 kPa ,温度T0 = 20 ℃,相对湿度φ= 50 % ,空气密度ρ= 1. 2 kg/ m3 。

然而风机在实际使用中并非标准状态,当风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时,风机的性能也将发生变化。

设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数,而需要根据实际使用状态将风机的性能要求,换算成标准进气状态下的风机参数来选型。 

由风机排出后装置的情况,即所谓“背压”决定的 ,曝气风机具有强制输气的特点。

风机铭牌上标出的排气压力是风机的额定排气压力。

实际上,风机可以在低于额定排气压力的任意压力下工作,而且只要强度和排气温度允许,也可以超过额定排气压力工作。

对于污水处理厂而言,排气系统所产生的绝-对压力(背压) 为管路系统的压力损失值、曝气池水深和环境大气压力之和。

若由于某种原因,如曝气头或管路堵塞,使管路系统的压力损失增加,“背压”也会升高,于是风机的压力也就相应升高;又若曝气头破裂或管路泄漏等原因,管路系统的压力损失则会减少“, 背压”便不断降低,风机的压力也随之降低。

综上所述,确定曝气风机压力时,只需要风机在标准状态下所能达到的绝|对压力等于使用状态下的大气压力、曝气池水深和管路损失之和。

风机选型时应关注风机空气流量因素在计算污水处理的需氧量时,其结果为标准状态下所需氧的质量流量qm (kg/ min) ,再将其换算成标准状态下所需空气的容积流量qv1(m3/ min) ,如果风机的使用状态不是标准状态。

例如在高原地区使用,则空气密度、含湿量会发生变化,风机所供应的空气容积流量与标准状态是相同的,而所供空气的质量流量将减少,有可能导致供氧量不足。

因此,必须计算出能供应相同质量流量的容积流量,即换算流量。

在高原地区使用时,环境大气压力也会发生变化,压力比相应升高,那么,风机的泄漏流量则会增大,这将导致风机所供应的空气容积流量减少,也可能造成供氧量不足。

因此,设计时必须考虑使用条件发生变化时各种因素的影响,以保证风机所供应的实际空气流量能够满足使用要求,并需计算出换算流量和泄漏流量。

风机选型应关注风机供气流量的变化规律对于同一台风机,在冬季和夏季,其容积流量是不会发生变化的,但因空气密度的不同质量流量会发生变化,也就是说供氧量会有所不同。

风机在标准状态与使用状态下的容积流量是不变的,但因为空气密度(ρ) 、含湿量等发生了变化,导致风机输送至曝气池的供氧量( FOR) 在冬季温度降低时增加、夏季温度升高时降低。

例如:某一污水处理厂,选用上述计算例题中的风机,根据环境温度变化, 计算出风机的实际供氧量,其一年的变化规律在实际运行过程中,由于进水量、水质、水温、ML S S 等参数的变化,系统需氧量( SOR) 也会发生变化。

在夏季,水温较高,曝气池需氧量( SOR) 增大,但风机的供氧量( FOR)在减少,这是设计时考虑需氧量的最不利工况点,此时,供氧量、需氧量基本相当。

在冬季,水温降低,曝气池需氧量( SOR) 减少,但风机的供氧量( FOR) 增大,此时,供氧量较需氧量大出许多。

这是由于冬季气温降低,空气密度增加,那么风机所供给的干空气的质量流量较标准状态大幅度增加,从而引起供氧量增加,从运行的实际测量情况来看,每年冬季曝气池的溶解氧较夏季会高出1～3mg/ L 。

因此,在生产运行过程中,需要针对这种变化对设备进行及时的调整,使风机的充氧能力与实际运行中的需氧量相适应。

对于风机来说,使用变频器,通过改变风机转速来调整供风量是很经济实用的。

不同季节曝气池需氧量( SOR) 、风机供氧量( FOR) 变化规律。

五、结论综上所述,同一台风机在不同的使用条件下,其性能的变化非常大,所以必须通过严谨的计算进行选型, 否则有可能导致生化系统的供氧不足;

 另外,在冬季和夏季由于空气密度发生了变化,风机所供应氧气的质量流量变化很大,冬季供氧量大大超过了需氧量,所以,应采取变频调速等措施使生化系统的溶解氧浓度保持稳定。 

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