中小型污水處理廠建議采用羅茨風(fēng)機
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，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)和機遇，目前我國的城市污水處理率偏低，與世界一些發(fā)達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)，污水處理能力將達到新的高峰。已經(jīng)投入運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)機和羅茨風(fēng)機的比較闡述大型污水處理廠建議用離心風(fēng)機代替羅茨風(fēng)機，中小型污水處理廠用羅茨風(fēng)機。
離心風(fēng)機工作原理及其優(yōu)點
1 離心風(fēng)機工作原理
離心風(fēng)機屬于風(fēng)機的一種，常有單級與多級之分。風(fēng)機工作時通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動氣體運動，把機械能轉(zhuǎn)換為氣體的動能與壓力能，且通過擴壓作用使大部分動能轉(zhuǎn)為壓力能從而獲得較高的壓力，進出口的壓差又會使源源不斷的氣體流進流出風(fēng)機，以達到壓縮氣體的目的。
2 離心風(fēng)機的優(yōu)點
相對于羅茨風(fēng)機，離心風(fēng)機因具有較高的效率、運行成本較低而廣泛應(yīng)用于大中型污水處理廠，其優(yōu)點集中表現(xiàn)在：
（1）單級轉(zhuǎn)速高，大流量時體積小，占地面積小；
（2）滿負荷工作時效率高，三元流動理論設(shè)計的葉輪效率可達82%；
（3）流量調(diào)節(jié)范圍寬，可實現(xiàn)污水處理的變流量工況；
（4）多級離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速較低，運行平穩(wěn)可靠，壽命長；
（5）易于采用全風(fēng)冷式設(shè)計；
（6）操作維護方便，不需要專業(yè)培訓(xùn)人員進行操作，減少后期成本。
羅茨風(fēng)機工作原理及其特點
1 羅茨風(fēng)機工作原理
羅茨風(fēng)機是一種典型的雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的容積式機械，其轉(zhuǎn)子由葉輪與軸組合而成，由原動機通過一對同步齒輪驅(qū)動，作方向相反的等速旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生擠壓作用，從而使得氣體周期性均勻進出氣缸達到輸送氣體的目的。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)機其流量比較固定，對于需要不斷調(diào)整流量來達到工藝要求的一些領(lǐng)域，羅茨風(fēng)機顯示出其不足之處，添加相應(yīng)設(shè)備會添加成本，不利于推廣應(yīng)用。
2 羅茨風(fēng)機的特點
羅茨風(fēng)機具有如下優(yōu)點：
（1）具有強制輸氣的特征，在轉(zhuǎn)速一定時，流量也一定；
（2）無往復(fù)運動部件和氣閥，易損件少，使用壽命較長；
（3）進氣比較均勻，不必設(shè)置儲氣罐；
（4）葉輪之間有間隙，運轉(zhuǎn)時不需要潤滑油，可保證氣體不含油；
（5）機械效率較高。
但羅茨風(fēng)機也存在以下缺點：
（1）無內(nèi)壓縮過程，絕熱效率較低；
（2）氣流脈動和機械震動的存在使得羅茨風(fēng)機的噪聲較大。
我們知道羅茨風(fēng)機的進氣流量與轉(zhuǎn)速成比例，當(dāng)進氣溫度在-18℃變化到38℃時對羅茨風(fēng)機的流量影響較小，這樣即使在氣候溫度變化時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)機的制造成本比較低，同時三葉轉(zhuǎn)子的應(yīng)用一定程度上降低了羅茨風(fēng)機的噪聲，因此比較多的羅茨風(fēng)機應(yīng)用于中小型污水處理廠。
羅茨風(fēng)機與離心風(fēng)機的比較
目前，國內(nèi)污水處理廠較多的使用羅茨風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣，主要因為其成本低、效率高，但也存在噪音大等缺點。國外在大型污水處理系統(tǒng)中較多地采用離心風(fēng)機替代羅茨風(fēng)機，在中小型污水處理廠采用羅茨風(fēng)機。從羅茨風(fēng)機、單級和多級離心風(fēng)機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)流量達到100m3/min時，羅茨風(fēng)機消耗的功率明顯大于多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機，這對于污水處理量大于100m3/min且采用羅茨風(fēng)機的污水處理廠而言，無疑是增大了企業(yè)的運行成本。 從羅茨風(fēng)機、單級和多級離心風(fēng)機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)機的單位流量的投資成本相比離心風(fēng)機具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢；但隨著流量的不斷增大，當(dāng)大于400m3/min時，其單位流量的投資成本大幅度攀升，遠大于多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機，這顯然不利于那些應(yīng)用羅茨風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣的大中型污水處理廠的運營。
離心風(fēng)機工作原理及其優(yōu)點
1 離心風(fēng)機工作原理
離心風(fēng)機屬于風(fēng)機的一種，常有單級與多級之分。風(fēng)機工作時通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動氣體運動，把機械能轉(zhuǎn)換為氣體的動能與壓力能，且通過擴壓作用使大部分動能轉(zhuǎn)為壓力能從而獲得較高的壓力，進出口的壓差又會使源源不斷的氣體流進流出風(fēng)機，以達到壓縮氣體的目的。
2 離心風(fēng)機的優(yōu)點
相對于羅茨風(fēng)機，離心風(fēng)機因具有較高的效率、運行成本較低而廣泛應(yīng)用于大中型污水處理廠，其優(yōu)點集中表現(xiàn)在：
（1）單級轉(zhuǎn)速高，大流量時體積小，占地面積小；
（2）滿負荷工作時效率高，三元流動理論設(shè)計的葉輪效率可達82%；
（3）流量調(diào)節(jié)范圍寬，可實現(xiàn)污水處理的變流量工況；
（4）多級離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速較低，運行平穩(wěn)可靠，壽命長；
（5）易于采用全風(fēng)冷式設(shè)計；
（6）操作維護方便，不需要專業(yè)培訓(xùn)人員進行操作，減少后期成本。
羅茨風(fēng)機工作原理及其特點
1 羅茨風(fēng)機工作原理
羅茨風(fēng)機是一種典型的雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的容積式機械，其轉(zhuǎn)子由葉輪與軸組合而成，由原動機通過一對同步齒輪驅(qū)動，作方向相反的等速旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生擠壓作用，從而使得氣體周期性均勻進出氣缸達到輸送氣體的目的。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)機其流量比較固定，對于需要不斷調(diào)整流量來達到工藝要求的一些領(lǐng)域，羅茨風(fēng)機顯示出其不足之處，添加相應(yīng)設(shè)備會添加成本，不利于推廣應(yīng)用。
2 羅茨風(fēng)機的特點
羅茨風(fēng)機具有如下優(yōu)點：
（1）具有強制輸氣的特征，在轉(zhuǎn)速一定時，流量也一定；
（2）無往復(fù)運動部件和氣閥，易損件少，使用壽命較長；
（3）進氣比較均勻，不必設(shè)置儲氣罐；
（4）葉輪之間有間隙，運轉(zhuǎn)時不需要潤滑油，可保證氣體不含油；
（5）機械效率較高。
但羅茨風(fēng)機也存在以下缺點：
（1）無內(nèi)壓縮過程，絕熱效率較低；
（2）氣流脈動和機械震動的存在使得羅茨風(fēng)機的噪聲較大。
我們知道羅茨風(fēng)機的進氣流量與轉(zhuǎn)速成比例，當(dāng)進氣溫度在-18℃變化到38℃時對羅茨風(fēng)機的流量影響較小，這樣即使在氣候溫度變化時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)機的制造成本比較低，同時三葉轉(zhuǎn)子的應(yīng)用一定程度上降低了羅茨風(fēng)機的噪聲，因此比較多的羅茨風(fēng)機應(yīng)用于中小型污水處理廠。
羅茨風(fēng)機與離心風(fēng)機的比較
目前，國內(nèi)污水處理廠較多的使用羅茨風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣，主要因為其成本低、效率高，但也存在噪音大等缺點。國外在大型污水處理系統(tǒng)中較多地采用離心風(fēng)機替代羅茨風(fēng)機，在中小型污水處理廠采用羅茨風(fēng)機。從羅茨風(fēng)機、單級和多級離心風(fēng)機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)流量達到100m3/min時，羅茨風(fēng)機消耗的功率明顯大于多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機，這對于污水處理量大于100m3/min且采用羅茨風(fēng)機的污水處理廠而言，無疑是增大了企業(yè)的運行成本。 從羅茨風(fēng)機、單級和多級離心風(fēng)機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)機的單位流量的投資成本相比離心風(fēng)機具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢；但隨著流量的不斷增大，當(dāng)大于400m3/min時，其單位流量的投資成本大幅度攀升，遠大于多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機，這顯然不利于那些應(yīng)用羅茨風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣的大中型污水處理廠的運營。
