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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耗電鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)進行節(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行造成的經(jīng)濟壓力。
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)機的節(jié)能降耗的方案進行討論。
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?都需要計算投資回報，根據(jù)投資回報的情況來判斷這個項目是否值得推進?，F(xiàn)在的電費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)能降耗的項目的投資回報率計算明顯比電費上漲前有很大的提高。這一點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)備任何改進都需要投入費用，而這個投入的費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，可以很方便的計算出投入的改造費用回收時間。實現(xiàn)這個準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)的首先是對原有鼓風(fēng)機進行耗電量進?統(tǒng)計和計量，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??機的輸出電流和鼓風(fēng)機的電壓來計算。盡量不要使用舊??機電控柜上的電流電壓表來簡單計算，因為這些儀表使用年代較長，可能已經(jīng)失效，最好使?外部的儀表驗證實際的耗電量。有了準(zhǔn)確的原有舊鼓風(fēng)機的耗電數(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)機的耗電量，就可以簡單計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?，但因為它們在污水廠內(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，因為曝氣設(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)機鼓風(fēng)壓力隨著時間的變化進行監(jiān)控，有助于污水廠運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?項重?任務(wù)，可能會對?藝運?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?，比如擴建，改建等，或者在曝?系統(tǒng)即將達到使?壽命時進?。
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行條件下，實現(xiàn)節(jié)能降耗，達成成本的節(jié)約的目的。雖然許多污水廠認為資金申請難度大，一次性申請足夠的資金，將所有舊式??機全部更換為新的風(fēng)機，但以分步分階段過程完成具有實際的可操作性。污水廠的技術(shù)人員，可以計算最低的曝氣風(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)機來滿?生物池的好氧過程的基本溶解氧需求，根據(jù)這個計算，更新一到兩臺新的曝氣風(fēng)機，并保持這些風(fēng)機能連續(xù)穩(wěn)定運?，?因為資金不足的不能直接更換的舊的、效率較低的鼓風(fēng)機可以在進水負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)機后，要盡快執(zhí)行，因為完成更新鼓風(fēng)機項目的所需的時間越少，電耗節(jié)省就越快進入到日常能源消耗的管理中。在采用新的鼓風(fēng)機(空氣懸浮、磁懸浮等)，這些風(fēng)機的控制和設(shè)備部分一般都會集裝到箱體里，這類型的??機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??機可以?作替換現(xiàn)有陳舊的舊鼓風(fēng)機的永久的解決?案，也可以?作在污水廠升級或者擴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，或者更低能耗的鼓風(fēng)機類型等)。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，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)機向周圍環(huán)境排放的噪?也大大小于原有采用機械滾動傳動的風(fēng)機。
5、分步過程
污水廠即使最終的目標(biāo)是最終更換所有??機，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)算可以從運營費用中進行合理的劃分和支出。由于通過新設(shè)備的安裝運行，對運?成本節(jié)省有巨?的潛能，污水廠管理人員應(yīng)盡力說服作為運營成本預(yù)算的控制方，幫助他們意識到可以實現(xiàn)的收益，并支出合理的資?來啟動項?。
一般來說每個??機更新改造項?，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)整進出風(fēng)的管道以適應(yīng)新鼓風(fēng)機風(fēng)道布局。這些準(zhǔn)備?作可以在作為備用的舊??機的機位上進?。全部的??機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，實現(xiàn)設(shè)備的更新更換。
6、縮小規(guī)模
在污水廠的實際運行中，許多污水處理?的運行人員會發(fā)現(xiàn)，對于生化池實際所需的氧氣量來說，鼓風(fēng)機的設(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)計角度來說是很正常的，因為設(shè)計?員預(yù)計在現(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)計人員都會采用更大的風(fēng)機來保障未來的運行，但是對運行初期負荷不滿的時間，或者進水水質(zhì)和設(shè)計相比相差很低，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)計采用的?流量功率的??機對除磷脫氮造成很大的負面影響，包括曝氣末端的溶解氧控制，增加的碳源投加量等。因此在實際的運行中相反，可以使?更?、更?效的鼓風(fēng)機來更好地滿??藝需求，?不會產(chǎn)?過多的能源消耗。這個需要污水廠運行人員根據(jù)現(xiàn)場進行調(diào)控，如果鼓風(fēng)機房內(nèi)部的空間容許，可以從添加?臺?功率/流量的??機或?qū)?臺???機換成?臺較?的??機開始。通?？梢酝瓿蛇@樣的操作，以便保留?夠的風(fēng)機鼓風(fēng)量以確保出水指標(biāo)的穩(wěn)定達標(biāo)。否則可以考慮現(xiàn)場增加小型箱式鼓風(fēng)機設(shè)備。
7、擴大規(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??機組成，這些??機需要更多的開啟，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)機替換兩個或更多的的小風(fēng)機，這對降低運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)機類型，可以把機械和安裝的資本?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，可以實現(xiàn)更加靈活的風(fēng)量調(diào)控。傳統(tǒng)??機的較低效率不會產(chǎn)?很?的影響，因為在整個運行期間，較低流量的風(fēng)機所占鼓風(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)機作為常用的運行機，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??機通常?傳統(tǒng)??機體積更?，在通用的標(biāo)準(zhǔn)前提下，進出風(fēng)的管路通?？梢赃B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)驗豐富的設(shè)計和安裝團隊及鼓風(fēng)機廠家技術(shù)人員進行合作，可以在不影響新鼓風(fēng)機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
為了實現(xiàn)最佳的投資回報，重要的是要通過??機的控制程序，實現(xiàn)最優(yōu)化的鼓風(fēng)曝氣的控制。作為鼓風(fēng)機系統(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?現(xiàn)場的核驗，以及結(jié)合現(xiàn)場工藝運行對其進?優(yōu)化，以充分利?更新后的鼓風(fēng)機的功率并降低曝?過程的運營成本?？梢钥紤]??個PLC子站收集??機曝氣系統(tǒng)(包括更換的新鼓風(fēng)機和保留的傳統(tǒng)??機)的數(shù)據(jù)，并設(shè)計合理的控制程序，更能有效地實現(xiàn)節(jié)能降耗的運行。
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)實現(xiàn)投資回收后，在鼓風(fēng)機的生命周期內(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?都是具有各自的運行特點，這需要在改造過程中，首先進?設(shè)備效能和工藝運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)的團隊來進行，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)的公司和團體，對污水廠進行全面的調(diào)研，特別是對最有節(jié)省價值和意義的部分進?分析和規(guī)劃，制定更符合污水廠實際的節(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)機因為軸承不直接接觸不會產(chǎn)?機械磨損，因此不需要在長期作為備用機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)機將保持靜?，如果舊鼓風(fēng)機是羅茨風(fēng)機，軸承長時間放置可能導(dǎo)致?lián)p壞，作為備用風(fēng)機較短的運?時間也將延?羅茨風(fēng)機的經(jīng)濟壽命，從?降低維護費?和保養(yǎng)投入。這種部分更新的措施可實現(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。
原標(biāo)題：污水廠節(jié)能降耗的鼓風(fēng)機改造策略（上）(下)
