1998年8月，福建糖(tang)業股份(fen)有(you)限(xian)公司的污(wu)水(shui)站進(jin)行(xing)改造。其污(wu)水(shui)處理(li)工藝(yi)為接觸氧化處理(li)工藝(yi)。原(yuan)設計日處理(li)污(wu)水(shui)11000m3。紙漿中(zhong)段廢水(shui)8000 m3, 木糖(tang)污(wu)水(shui)3000 m3。曝氣系統配(pei)置4臺多(duo)級離心鼓風機(ji)。型號、特(te)性(xing)見(jian)表1

1    問題的提出

機械(xie)設備故障處理復雜，檢修費用高(gao)。出(chu)口風溫太高(gao)，不(bu)適于生(sheng)物生(sheng)長。多級(ji)離(li)心鼓(gu)風機的并聯操(cao)作(zuo)較難，

1.1.機械(xie)設備故障處理復雜，檢修(xiu)費(fei)用高。

污水站于1999年5月改造(zao)完畢，投入運行(xing)，運行(xing)半年后(hou)，由于多種(zhong)原(yuan)因D120-81多級(ji)(ji)離(li)心(xin)鼓風機開始出(chu)(chu)現機械故障(zhang)。首先是(shi)軸承燒毀，軸承座(zuo)磨損(sun)，震(zhen)動(dong)(dong)直至葉(xie)輪(lun)口環與蝸殼(ke)摩擦。鋁合金葉(xie)輪(lun)燒壞(huai)，購買原(yuan)制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)配件(jian)，請(qing)制(zhi)(zhi)造(zao)廠(chang)進(jin)行(xing)檢修(xiu)指導，經過檢修(xiu)，D120-81多級(ji)(ji)離(li)心(xin)鼓風機還(huan)是(shi)出(chu)(chu)現同樣故障(zhang)。不能正(zheng)常工作(zuo)。該設備(bei)重達(da)7600KG，檢修(xiu)必須有起重設備(bei)，而且動(dong)(dong)平衡要求(qiu)很高(gao)，一(yi)般使用(yong)運行(xing)單位(wei)進(jin)行(xing)檢修(xiu)有難度，需要專業(ye)檢修(xiu)。檢修(xiu)費用(yong)很高(gao)。

1.2.出口風溫太高(gao)，不(bu)適(shi)于生化處理。

生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理工藝，污水處(chu)(chu)(chu)(chu)理溫(wen)(wen)度(du)對處(chu)(chu)(chu)(chu)理效果的影響見圖1。研究發現處(chu)(chu)(chu)(chu)理溫(wen)(wen)度(du)由(you)20℃提高到40℃時，BOD去(qu)除率由(you)98%降至91%，COD去(qu)除率由(you)80%降至70%。溫(wen)(wen)度(du)在升高，COD、BOD的去(qu)除率進一步(bu)下降。可見，如果污水處(chu)(chu)(chu)(chu)理溫(wen)(wen)度(du)超過40℃。將(jiang)會給(gei)生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理帶(dai)來很不利(li)的影響。

從D120-81  D60-81離(li)心(xin)鼓風(feng)機(ji)(ji)特性表中看出(chu)(chu)，出(chu)(chu)口(kou)風(feng)溫高(gao)(gao)于70℃。在(zai)夏季，氣溫高(gao)(gao)，紙漿(jiang)中段廢水(shui)帶來的水(shui)溫，進(jin)入(ru)污水(shui)站溫度已(yi)接近40℃。顯然風(feng)機(ji)(ji)出(chu)(chu)口(kou)的風(feng)溫偏高(gao)(gao)，不適于生物處理工(gong)藝(yi)。

1.3.多級離心鼓(gu)風機的工作原理及特性(xing)：

多級(ji)離(li)心(xin)鼓(gu)風機(ji)(ji)是把原(yuan)動機(ji)(ji)的(de)機(ji)(ji)械(xie)能(neng)轉(zhuan)變為(wei)氣(qi)體(ti)(ti)壓(ya)(ya)(ya)力(li)能(neng)的(de)一(yi)種旋轉(zhuan)葉(xie)片機(ji)(ji)械(xie)。當氣(qi)體(ti)(ti)通過(guo)進(jin)氣(qi)室均(jun)勻地進(jin)入葉(xie)輪(lun)后，在旋轉(zhuan)的(de)葉(xie)片中(zhong)受離(li)必力(li)作(zuo)用(yong)以及(ji)在葉(xie)輪(lun)中(zhong)的(de)擴(kuo)壓(ya)(ya)(ya)作(zuo)用(yong)，使(shi)氣(qi)體(ti)(ti)獲得壓(ya)(ya)(ya)力(li)能(neng)和速度能(neng)，由(you)葉(xie)輪(lun)高速流出的(de)氣(qi)體(ti)(ti)經(jing)擴(kuo)壓(ya)(ya)(ya)器的(de)擴(kuo)壓(ya)(ya)(ya)作(zuo)用(yong)，使(shi)一(yi)部(bu)分速度能(neng)轉(zhuan)變成(cheng)壓(ya)(ya)(ya)力(li)能(neng)。如此氣(qi)體(ti)(ti)經(jing)過(guo)幾級(ji)連續壓(ya)(ya)(ya)縮，獲得所要求的(de)氣(qi)體(ti)(ti)壓(ya)(ya)(ya)力(li)。

因為空氣(qi)(qi)的可(ke)壓(ya)縮性很大(da)(da)。D120-81  D60-81離(li)心(xin)鼓(gu)風機(ji)是(shi)離(li)心(xin)式而(er)非容積式風機(ji)。當使用氣(qi)(qi)壓(ya)（曝(pu)汽水壓(ya)加上風管壓(ya)力(li)損失）大(da)(da)于(yu)或等于(yu)多級離(li)心(xin)鼓(gu)風機(ji)的額定壓(ya)力(li)，氣(qi)(qi)體(ti)在蝸體(ti)內(nei)隨葉輪旋轉。機(ji)械效能大(da)(da)大(da)(da)降低(di)，不能保證生物需氧量。

綜上所述，多級離心(xin)鼓風(feng)機作(zuo)為(wei)污水站曝氣風(feng)機還需要進一步改進。

2  ;  選(xuan)擇其它風(feng)機我們遵循設備選(xuan)型(xing)的三個(ge)基(ji)本(ben)原則。

設備(bei)選型的(de)(de)三個基本原則：（1）生(sheng)產上(shang)適(shi)用(yong)，所選擇的(de)(de)設備(bei)是和生(sheng)產工藝的(de)(de)實際(ji)需要；（2）技術(shu)上(shang)先進，它以生(sheng)產適(shi)用(yong)為前提，以獲(huo)得(de)最大(da)經濟效(xiao)益為目的(de)(de)，考慮實情(qing)不追求(qiu)，防止選擇即(ji)將(jiang)淘汰的(de)(de)設備(bei)；（3）經濟上(shang)合理(li)。應(ying)將(jiang)生(sheng)產上(shang)適(shi)用(yong)、技術(shu)上(shang)先進和經濟上(shang)合理(li)三者統(tong)一(yi)權衡(heng)。

2.1 設備選型(xing)的基本原則(ze)一

生產上適用，俗話說，量體裁衣，要知道自己的體格、尺碼，購置的衣服才能得體。需要多大規格風機，首先對曝氣總量進行測算。
由于木糖停產，現污水日處理8000m3，對污水進行BOD5實測，測得BOD5460mg/l。
2.1.1　需(xu)氧量計算(suan)

O2 = a＇QSr + b＇VXv

式中　O2為接觸氧化，生物總需氧量kg/d;
Q為污水總量m3/d，8000m3/d;
Sr為去除的BOD5濃度mg/l，400mg/l；
Sr =Si-Se
Si 為進水的BOD5濃度mg/l，460mg/l；
Se 為出水的BOD5濃度mg/l；60mg/l
V為接觸氧化池的總容積m3，4500m3；
Xv為MLVSS濃度mg/l；2400mg/l
Xv＝fX
f為MLVSS／MLSS比值，一般取值0.7～0.8，取值0.8；
X為MLSS濃度mg/l，3000mg/l；
a＇、b＇紙漿廢水經驗系數，a＇取0.38，b＇取0.092。  
O2 =0.38×8000×400+0.092×4500×2400=2209600 g/d

2.1.2　風(feng)機(ji)總供風(feng)量計算(suan)

Qf = O2/(0.28×ε)
Qf 為風機總共風量，m3/d ；；
0.28標準狀態（0.1MPa 20C）下每立方米空氣中含氧量 kg/m3；
ε 接觸氧化池氧的利用率 %，ε=12～20 ，取12%；
Qf =2209600/280×12%=65761.9 m3/d

每分鐘接觸氧化池(chi)的(de)曝氣量(liang)為(wei)65761.9/（24×60）=45.67 m3/min

2.2　 設備選型的(de)基(ji)本原則二

技術上先進，它以生產適(shi)用為前提，以獲得(de)最大經濟效益為目的，防止選擇即將淘汰的設備。

2.2.1　 三(san)葉羅茨鼓風機在污水處理(li)工(gong)(gong)程中廣泛(fan)應用，是容積式風機，強(qiang)制送風，技(ji)術(shu)上(shang)能夠滿足工(gong)(gong)藝要求(qiu)，操作簡單，容易維護，機械效(xiao)率高。

三葉羅茨鼓(gu)風機的工作原理

羅茨風機(ji)結(jie)(jie)構: 羅茨風機(ji)為(wei)容(rong)積式風機(ji)，在兩(liang)根平(ping)相行的軸(zhou)上設(she)有兩(liang)個(ge)三(san)葉型葉輪，輪與橢圓形機(ji)箱內(nei)孔(kong)面及(ji)各(ge)葉輪三(san)者(zhe)之(zhi)間(jian)始(shi)終保持微小(xiao)的間(jian)隙，兩(liang)葉輪互為(wei)反方向(xiang)勻速旋(xuan)轉，而(er)且結(jie)(jie)構簡單，運轉平(ping)穩，性能穩定。

工作原理：兩(liang)個三(san)葉型葉輪在箱體內互為反(fan)方(fang)向勻(yun)速旋轉，使箱體和葉輪所包圍(wei)著的(de)一定(ding)量的(de)氣體由吸入的(de)一側(ce)輸(shu)送(song)到排出的(de)一側(ce)。

三(san)(san)(san)葉(xie)羅(luo)茨風機的(de)特點: 1、輸送(song)的(de)風量與(yu)轉(zhuan)數成比例；2、三(san)(san)(san)葉(xie)型(xing)葉(xie)輪每轉(zhuan)動(dong)一次由兩個葉(xie)輪進行三(san)(san)(san)次吸氣(qi)(qi)、三(san)(san)(san)次排氣(qi)(qi)，與(yu)二葉(xie)型(xing)相比，氣(qi)(qi)體脈(mo)動(dong)變少，負(fu)荷變化小；

2.2.2　三(san)葉羅茨(ci)風(feng)機(ji)技術特征(zheng)能夠滿足工藝要求。

三葉(xie)羅茨(ci)風機(ji)(ji)出口風溫(wen)＜60℃。比D120-81  D60-81離(li)心鼓風機(ji)(ji)的出口風溫(wen)低，較有(you)利生(sheng)物(wu)處理(li)。能夠滿足工藝要(yao)求(qiu)。

2.2.3　三葉羅茨風機操作簡單，容(rong)易維護，機械效率高。

三葉羅茨(ci)風機兩支葉輪始終由(you)同步齒(chi)輪保持(chi)正確的相(xiang)位(wei)，不會(hui)出現(xian)互相(xiang)碰觸現(xian)象(xiang)，因(yin)而可(ke)以高(gao)(gao)速化，不需要(yao)內(nei)部(bu)潤滑。可(ke)以長期連(lian)續運轉。高(gao)(gao)速高(gao)(gao)效(xiao)率。齒(chi)輪箱內(nei)設(she)有齒(chi)輪油甩油裝置，因(yin)此不會(hui)產生漏油的現(xian)象(xiang)

三葉(xie)羅茨風機機械強(qiang)度(du)高，噪聲(sheng)低(di)，振動小。操作簡(jian)單，容(rong)易維護(hu)，機械效率高。

考慮選擇三(san)葉羅(luo)茨鼓(gu)風機，型號(hao)3HE-145三(san)臺。設備特性見表2。

兩臺3HE-14三葉羅茨鼓風機（一(yi)(yi)臺流(liu)量(liang)(liang) 31.7m2/mim，一(yi)(yi)臺流(liu)量(liang)(liang)15m2/mim）并(bing)聯(lian)運(yun)行可以滿足(zu)生產要求，一(yi)(yi)臺備用(yong)。

2.3　 設備(bei)選型的(de)基本原則三(san)：經濟(ji)上(shang)合理，投資效益

2.3.1　 總投資測算。
增(zeng)設三臺3HE-14三葉羅茨鼓風(feng)(feng)機。羅茨鼓風(feng)(feng)機的出(chu)風(feng)(feng)口接入(ru)曝(pu)氣風(feng)(feng)管。（投資測算表(biao)(biao)，表(biao)(biao)3）

 
2.3.2.運行費用(yong)(yong)（用(yong)(yong)電量）對比(bi) 　

改造前按運行(xing)一臺D120-81離心鼓風機計算，運行(xing)一年需要電費：2466816元(yuan)。

改造后按(an)運行一(yi)臺(tai)3HE-145、流量31.7 m2/mim三(san)葉(xie)羅茨(ci)鼓風機和(he)一(yi)臺(tai)3HE-145、流量16 m2/mim三(san)葉(xie)羅茨(ci)鼓風機計算，運行一(yi)年需要電費(fei)：953084

改造后每(mei)年(nian)節省(sheng)電費：2466816-953084=1513732元。

總投資不足13萬元，每年節省電費150萬元，顯而易見，投資效益極佳
 
3.      運行效果。

實際運行(xing)情況：1999年(nian)12月對污(wu)水站(zhan)曝氣風(feng)機(ji)進行(xing)更新改(gai)造并投入運行(xing)，冬，春季氣溫較低，運行(xing)一臺流量31.7 m2/mim三葉羅(luo)茨鼓(gu)風(feng)機(ji)，就能滿(man)足(zu)生產工藝(yi)要求，夏季氣溫較高(gao)，運行(xing)一臺流量31.7 m2/mim，一臺流量16 m2/mim，共兩(liang)臺三葉羅(luo)茨鼓(gu)風(feng)機(ji)，充(chong)分滿(man)足(zu)生產工藝(yi)要求。接觸氧化池的保(bao)其(qi)效果非常理想，改(gai)造前后污(wu)水站(zhan)出(chu)水指標(biao)見表(biao)5。

參考文獻：
[1]  武書彬   造紙工業水污染控制與治理技術   化學工業出版社  2001
[2]  制漿造紙工業的污染與防治  輕工業出版社  1985
[3］機械設計手冊  化學工業出版社  1983
[4］竇正遠 甘蔗渣制漿造紙 華南理工大學出版社   1990   
[5］陳朝東(dong) 廢水生物處理 化學(xue)工業出版社  2006

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