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污水處理曝氣量簡便計算方法總結(jié)及羅茨風機選型經(jīng)驗分享視頻
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我國水污染日益嚴重，尤其是重金屬污染問題十分突出，江河湖庫底質(zhì)的污染率高達80.1%。在很多重工業(yè)聚集的城市，河流基本都出現(xiàn)了重金屬超標的現(xiàn)象。根據(jù)稀土生產(chǎn)中排出廢水組成成分的不同，方法也有差異，一般可采用沉淀法處理廢水中的放射性成分和氟，對酸、堿的處理則采用中和法。風機價格
含酸廢水的處理方法
用氯化稀土制取氧化稀土時，草酸沉淀稀土后的母液含酸較高(pH≤1.5)，主要是鹽酸和草酸，需經(jīng)處理后才能排放。這樣的廢水處理比較簡單，用廢燒堿液或石灰乳液進行中和處理，降低酸度即可，化學(xué)反應(yīng)式為：
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+H2C2O4→CaC2O4↓+2H2O
中和處理后的廢水呈清亮狀態(tài)，酸度降至pH=7～8，不含有害物質(zhì)，符合排放標準。
可見，水體重金屬污染已成為全球性的環(huán)境污染問題，并且嚴重影響著兒童和成人的身體健康乃至生命，如人體若攝取了過多的鉬元素會導(dǎo)致痛風樣綜合癥，關(guān)節(jié)痛及畸形，腎臟受損，并有生長發(fā)育遲緩，動脈硬化，結(jié)蒂組織變性等病癥。當前，兒童鉛中毒，重金屬致胎兒畸形，砷中毒等事件也屢有發(fā)生，使重金屬污染成為關(guān)系到人類健康和生命的重大環(huán)境問題。
工業(yè)廢水處理包括外源控制和內(nèi)源控制兩方面。外源控制主要是對采礦，電鍍，金屬熔煉，化工生產(chǎn)等排放的含重金屬的廢水，廢渣進行處理，并限制其排放量;內(nèi)源控制則是對受到污染的水體進行修復(fù)。
含氟廢水處理方法：
在用酸法或堿法處理混合型稀土精礦時產(chǎn)生的廢水，其含氟量、pH值均超過了國家排放標準，酸性廢水氟含量超標120～280倍，堿性廢水氟含量超標40～50倍。這樣的廢水需經(jīng)處理后才能排放。
(1)酸性含氟廢水的處理：常溫下，用石灰制成濃度(CaO)為50%～70%石灰乳溶液加入到含氟廢水中，使氟以氟化鈣沉淀析出，沉降時間0.5～1.0h，同時硫酸被中和并達到排放的酸度要求?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：
Ca(OH)2+2HF→CaF2↓+2H2O
Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O
此法主要裝置有廢水集存池、中和沉淀槽、過濾機和廢水泵等。廢水經(jīng)處理后含氟量降至10mg/L以下，pH=6～8，達到排放標準的要求。
(2)堿性含氟廢水的處理：通溫下，向廢水加入濃度(CaO)為10%的石灰乳溶液，使氟以氟化鈣沉淀析出，氟含量由0.4～0.5g/L降至15～20mg/L，然后再加入偏磷酸鈉和鋁鹽作為沉淀劑，使氟進一步生成氟鋁磷酸鹽析出，化學(xué)反應(yīng)式為：
Ca(OH)2+2NaF→CaF2↓+2NaOH
NaPO2+Al3++3F-→NaPO3·AlF3↓
一次除氟時，lm3廢水加入溶液0.025m3作業(yè)，反應(yīng)時間45min，沉降時間0.5～1.0h。二次除氟時，lm3廢水加入偏鋁酸鈉40g，鋁鹽160g，廢水最終pH=6～7。主要設(shè)備有廢水集存池、除氟反應(yīng)槽、過濾機等。廢水經(jīng)兩次除氟后含氟量一般小于10mg/L，pH=6～7，達到排放標準。
污水處理行業(yè)用風機一般選用羅茨鼓風機，羅茨鼓風機在水處理中的主要作用為：為污水提供充足的氧氣，保證污水池中的氧化反應(yīng)的持續(xù)進行，污水池處理羅茨風機的選型大致相同，您如果對于選型不懂，小編大致為大家講解一下：
羅茨鼓風機的選型都需要確定所需的壓力和流量參數(shù)，只有確定這兩個參數(shù)之后我們就可以選定了羅茨風機的型號，污水處理用羅茨鼓風機、魚塘增氧用羅茨鼓風機，像這類池用風機設(shè)備，如果我們不知道相關(guān)的參數(shù)，那我們可以提供一下我們池子的水深、面積等參數(shù)，廠家會根據(jù)這樣參數(shù)來幫助我們進行風機的選型。羅茨鼓風機的選型壓力受以下幾點的影響：水池中水的深度、前方管道的阻力、水的粘度；而羅茨鼓風機選型的選型流量受到水域體積的影響，所以，我們在進行羅茨風機的選型時，不了解相關(guān)的參數(shù)，那我們可以提供相應(yīng)的信息。
我們在與廠家交涉時，需要將一些信息交代清楚，如：輸送的介質(zhì)、進氣狀態(tài)、電機的要求、防腐性的要求、控制方式的要求、噪音的要求等，盡量將最全的信息與廠家溝通好，確保所選羅茨鼓風機的匹配度。
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羅茨風機的選型都需要確定所需的壓力和流量參數(shù)，只有確定這兩個參數(shù)之后我們就可以選定了羅茨風機的型號，污水處理用羅茨風機、魚塘增氧用羅茨風機，像這類池用風機設(shè)備，如果我們不知道相關(guān)的參數(shù)，那我們可以提供一下我們池子的水深、面積等參數(shù)，廠家會根據(jù)這樣參數(shù)來幫助我們進行風機的選型。羅茨風機的選型壓力受以下幾點的影響：水池中水的深度、前方管道的阻力、水的粘度；而羅茨風機選型的選型流量受到水域體積的影響，所以，我們在進行羅茨風機的選型時，不了解相關(guān)的參數(shù)，那我們可以提供相應(yīng)的信息。
我們在與廠家交涉時，需要將一些信息交代清楚，如：輸送的介質(zhì)、進氣狀態(tài)、電機的要求、防腐性的要求、控制方式的要求、噪音的要求等，盡量將最全的信息與廠家溝通好，確保所選羅茨風機的匹配度。
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在城市污水處理廠，鼓風曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風機在節(jié)約運行成本中占著至關(guān)重要的作用。
好氧池曝氣常用的風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁(空氣)懸浮風機。
1、羅茨鼓風機
羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風機屬于容積式風機，其特點是在最高設(shè)計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。
風量調(diào)節(jié)：羅茨風機風量受轉(zhuǎn)速控制，風量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風壓可以維持。
2、多級離心風機
離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：
從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。
風量調(diào)節(jié)：多級離心風機風量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風壓會相應(yīng)降低，變頻范圍受到一定限制。
3、單級高速離心風機
單級高速離心風機指提高風機轉(zhuǎn)速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風量變化會較大。
風量調(diào)節(jié)：單級高速離心風機可通過進口導(dǎo)葉調(diào)整，風量調(diào)整時不影響風壓，同時可以降低風機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調(diào)節(jié)風量。
4、磁(空氣)懸浮風機
磁(空氣)懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導(dǎo)葉調(diào)整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，風機效率會更高。
磁(空氣)懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。
不同的曝氣風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m3/min;多級離心風機：20~400m3/min;單級高速離心風機：40~1000m3/min。
三種風機的流量與功率的比較見下圖。
從上圖中可知，在風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。
從設(shè)備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設(shè)備采購及運行維護費用等因素，三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風機。
在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風機相對于其他三種鼓風機，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護復(fù)雜，目前應(yīng)用于現(xiàn)場環(huán)境標準要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔不起，隨著磁(空氣)懸浮風機的國產(chǎn)化，以后成本會越來越親和！
1、按實際情況計算參數(shù)
在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標準進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風機在實際使用中并非標準狀態(tài)，當鼓風機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態(tài)下的風機參數(shù)來選型。
2、出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。
鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風機的壓力也就相應(yīng)升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定曝氣鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態(tài)下所能達到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
3、鼓風機空氣流量因素
在計算污水處理的需氧量時，其結(jié)果為標準狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標準狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風機的使用狀態(tài)不是標準狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風機所供應(yīng)的空氣容積流量與標準狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。
因此，必須計算出能供應(yīng)相同質(zhì)量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區(qū)使用時，環(huán)境大氣壓力也會發(fā)生變化，壓力比相應(yīng)升高，那么，羅茨鼓風機的泄漏流量qvb則會增大，這將導(dǎo)致鼓風機所供應(yīng)的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。
因此，設(shè)計時必須考慮使用條件發(fā)生變化時各種因素的影響，以保證風機所供應(yīng)的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
4、注意冬季和夏季的區(qū)別
鼓風機選型應(yīng)關(guān)注鼓風機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。
鼓風機在標準狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的，但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發(fā)生了變化，導(dǎo)致鼓風機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風機，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計算出鼓風機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實際運行過程中，由于進水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風機的供氧量(FOR)在減少，這是設(shè)計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，供氧量、需氧量基本相當;在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風機的供氧量(FOR)增大，此時，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標準狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。
因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設(shè)備進行及時的調(diào)整，使鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應(yīng)。對于羅茨鼓風機來說，使用變頻器，通過改變風機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供風量是很經(jīng)濟實用的。結(jié)論同一臺鼓風機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴謹?shù)挠嬎氵M行選型，否則有可能導(dǎo)致生化系統(tǒng)的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化，鼓風機所供應(yīng)氧氣的質(zhì)量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應(yīng)采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。
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