表2
不同充氧方式的效率[3]
曝氣方式 |
單邊曝氣 |
全面曝氣 |
中心曝氣 |
全面曝氣 |
充氧效率kgO2/(kW·h) |
1.05 |
1.57 |
1.33 |
1.82 |
3.1.2
采用微孔曝氣器
微孔曝氣器可以減小氣泡尺寸,增大表面積,因而轉移速度高,節約風量。天津東郊污水廠和紀莊子污水廠均采用微孔全面曝氣,比穿孔管節電20%以上。英國有報道采用微孔曝氣每去除1
kgBOD可節約風量25%,電力18%[4]?。日本的情況如表3所示。
表3日本不同擴散裝置的效率[4]
曝氣方式 |
穿孔管 |
微孔曝氣 |
氣量(m3/kgBOD) |
36 |
30 |
耗電量(kW·h/kgBOD) |
1.3 |
1.1 |
美國對一大批老式穿孔曝氣進行了改造,效果顯著。如美國的Hartford在224
640 m3/d的污水廠采用微孔曝氣,實際氧利用率從穿孔管4.4%提高到了10.0%,總投資600
000美元,每年節約電費200
000美元,不計清洗費用,3年即可收回投資[5]。?
3.2
風量控制節能
選擇風機時,都要在計算需氣量基礎上加上一個足夠大的安全系數,以滿足最大負荷時的需要。所以在日常負荷下一般都要適當減小風量,負荷低時更應如此,這不僅是節能的需要,也是防止過曝氣、保證處理效果的要求。而進行風量控制是曝氣系統效果最顯著的節能方法,據EPA對美國12個處理設施的調查結果顯示,以DO為指標控制風量時可節電33%[4]。圖2反映了風機風量與電耗的關系,圖中電耗指每小時的耗電量。?
可見,電耗隨風量變化很大,因此進行風量控制節能效果顯著,而且功率越大效果越明顯,當然風量并不是可以任意減小,它將受到許多因素的影響。?3.2.1
風量程序控制 長期觀測進水水質、水量,掌握其變化特性,再由經驗確定風量與時間的關系,并設定程序,自動進行控制。該方法簡便易行,但當水質水量出現很大波動時,應與其他方法配合使用。3.2.2
按進水比例控制風量 該方法也比較簡單,按一定氣水比,根據進水量調節風量即可。但該方法最易受水質波動的影響,處理效果不穩定。3.2.3
按DO控制風量 曝氣池DO是一個重要運行參數,理論上達0.3mg/L就不影響微生物的生理功能,但考慮到水質水量的波動,一般保證入口處0.5~1.0mg/L,出口2~3mg/L[4]?即可。如天津東郊污水處理廠采用溶解氧PLC自動控制風量,可節省氣量10%;日本有報道DO控制風量可節電10%~30%。?
3.3
風量調節方式
由于各種風量控制方式最終都要由調節風機來實現,所以與水泵相似,風機也存在風量調節問題,也就同樣存在高效運轉問題。目前城市污水廠一般都采用高速離心風機,其原理與離心泵相似,所以原則上泵調節流量的方式同樣適用于風機。?
另外,泵的調速方式也適用于風機,雖然需要一定投資,但節能效果也更明顯。
除此之外,風機還有一些不同于水泵的特殊調節方式,如進口導葉片調節,這也是目前普遍采用的技術。天津東郊污水廠從法國引進的高速離心風機帶有進口導葉片調節裝置,當單池DO過高時,PLC會發出指令關小該池空氣管蝶閥,當各池DO都偏高時,PLC就會發出指令關小進口導葉片,采用該技術可節電10%。?