询问有关污水处理浓缩机的信息
污水处理厂一般风机、水泵的流量都有一定程度的变化。根据风机和泵的扬程-流量特性曲线和工艺要求的流量实现变速变流量控制是一种有效的节能方法。风扇和泵具有以下特征:
水泵和风机的流量与扬程的关系曲线如下:
电机轴功率p、流量q和升程h之间的关系如下:
P=K*H*Q/η
其中k是常数;
η是效率。
它们与转速n之间的关系为:
Q1/Q2=N1/N2
H2=(N1/N2)2
P2=(N1/N2)3
式中:Q1,Q2流量,m3/s;
N1,N2-转速,r/min;
P1,P2-功率,kW;
H1,H2电梯,m
上图中的曲线1是风机恒速时的压力、H、流量Q的特性曲线,曲线2是管网的风阻特性(阀门开度为100%)。假设设计时工作在A点的风机效率最高,输出风量Q1为100%。此时轴功率P1=Q1×H1与面积AH10Q1成正比。根据工艺要求,当风量需要从Q1降低到Q(例如70%)时,如果调节阀门,相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变为曲线3,系统从原工况点A变为新工况点b,从图中可以看出,风压反而增加,轴功率P2与面积BH20Q2成正比,减少很少。如果通过变频调速将风机转速从N1降到N2,根据风机的比例定律,可以画出N2转速下的压力H和流量Q的特性,如曲线4所示。可以看出,在满足相同风量Q2的情况下,风压H3将大大降低,功率P3(相当于面积CH30Q2)也将显著降低,节省的功率△ P =△ HQ2与面积BH2H3C成正比,从而节省能量。
即流量与转速成正比,而功率与流量的三次方成正比。因为风机和水泵一般都是鼠笼式电机驱动,没有调速,当需要改变流量时,通过改变风门或阀门的开度来控制是非常低效的。如果采用速度控制,当流量降低时,所需功率将大大降低,大约为流量的三次方。比如风量下降到80%,转速下降到80%,轴功率下降到额定功率的51%;如果风量减少到50%,功率P可以减少到额定功率的13%。当然,由于实际工况的影响,节能的实际价值不会那么明显。即便如此,节能效果还是非常明显的。
2.变频调速技术在污水处理厂不同工艺流程中的应用。
城市污水处理工艺可分为预处理工艺、一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺和污泥处理工艺,最后是污泥处置。不同阶段工艺设备选用的变频设备的预处理工艺通常包括格栅处理、泵站提升和除砂。
网格处理的目的是拦截大的物质,以保护后续水泵管道和设备的正常运行。一般用网格清洁器进行清洁。虽然清污机可以采用变频调速技术实现清污速度的无级调节,但目前大多数污水处理厂都是利用格栅前后的液位差给出动作信号来控制格栅清污机的动作,很少使用变频调速装置。
污水提升泵房的目的是提高水头,以保证污水能靠重力流动,然后继续在地面上修建各种处理构筑物。污水提升泵作为污水处理厂的重要耗能设备,对节能具有重要意义。污水提升泵采用变频调速装置,可根据进水量进行调节,避免了泵的频繁启停,延长了使用寿命。需要注意的是,一般情况下,集水坑的高水位要保持运行,在保证水量增加的前提下,可以降低水泵扬程,降低能耗。
除砂处理的目的是去除污水中携带的砂、石和大颗粒,以减少其在后续构筑物中的沉积,防止设施淤积,影响效率,造成磨损和堵塞,影响管道设备的正常运行。一般分为曝气沉砂池和旋流沉砂池。曝气沉砂池中的设备一般是刮泥机和鼓风机。因为刮泥机运行速度很慢,一般只用双速电机。鼓风机对沉砂池进行曝气,使污水产生一定的转速,以利于污水中较大的沙粒沉淀。根据工艺需要,沉砂池的鼓风机可设置为变频调速来调节曝气强度,转速可根据进入沉砂池的水量来调节。和曝气沉砂池一样,旋流沉砂池不是利用曝气产生旋流速度,而是直接利用搅拌器产生水流的旋转速度。一般情况下,搅拌器可以设置为变频调速。
(1)的一级处理工艺主要是一级沉淀池,目的是尽可能去除污水中的悬浮物。这部分设备主要是刮泥机,基本上是匀速连续或间歇运行,一般没有变频装置。
(2)二级处理工艺主要由曝气池和二级沉淀池组成,目的是通过微生物代谢将污水中的大部分污染物转化为CO2和H2O。该部分作为污水处理厂的主要处理工段,组成复杂,根据工艺不同,设备选型也不同。以下是一般活性污泥法中的一些设备和控制的简要说明。
曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物充分混合接触,然后被吸收分解的场所。它是活性污泥法的核心。曝气系统可分为两类:通风和机械曝气。
曝气设备主要包括鼓风机和表面曝气机等。作为污水处理厂的主要设备,它们的运行状况不仅关系到污水处理的质量,而且对整个污水处理厂的运行成本也有很大的关系。
曝气鼓风机一般采用离心式鼓风机,分为单级高速离心式鼓风机和多级低速离心式鼓风机。对于单级高速离心鼓风机,国内污水厂大多采用进口导叶自动调节来达到节能效果,实际运行效果也不错。对于多级低速离心风机,常采用变频调速装置进行控制,达到了节能的效果。
对于表面曝气设备,采用变频调速装置来控制曝气量,以达到节能的目的。
无论是鼓风机还是表面曝气机,一般都是以曝气池中污泥混合液的溶解氧DO值作为调节变频调速装置的控制参数,从而调节曝气池的曝气量。
由于工艺方法不同,有的曝气池配有曝气池混合液回流泵,可通过变频调速装置控制泵来调节混合液回流。内回流比用于控制混合液的回流(可根据曝气池中的污泥浓度来控制)。由于该参数与污水性质、温度、进水量、运行效果等诸多因素有关,在运行过程中需要逐步调整(一般为手动调整),因此该泵一般采用手动调整。由于混合液回流的不确定性和连续性,采用变频调速装置更容易控制。
为了防止污泥沉淀,曝气池内还安装了水下推进器。设备以恒定的速度运行,没有速度调节。
二沉池的作用是将活性污泥从处理后的污水中分离出来,并将污泥浓缩到一定程度。这部分设备主要是吸泥机,基本上是匀速连续或间歇运行,一般没有变频装置。
回流污泥系统主要是将二沉池沉淀的大部分活性污泥回流到曝气池,保证曝气池有足够的微生物浓度。主要设备为回流污泥泵,由变频调速装置控制。回流污泥量主要由回流比调节,调节回流比的参数有很多,可以根据二沉池的泥位、沉淀比、回流污泥、混合液浓度等参数综合调节。
剩余污泥系统主要排出曝气池中每日增加的一部分活性污泥。主要设备是剩余污泥泵。由于剩余污泥量的原因,剩余污泥泵的电机功率一般较低。一方面是节约能源,另一方面也是工艺处理的需要。变频剩余污泥泵的控制可以由生物池中混合液的污泥浓度来决定。现在越来越多的污水处理厂在浓缩脱水前没有污泥储槽,所以采用变频调速来调节剩余污泥量显得更为重要。
污水处理厂的另一种常见工艺是氧化沟工艺。氧化沟工艺的主要设备是转盘或转刷曝气器,并安装了一些表面曝气器。表面曝气机的运行控制方式基本由变频调速装置控制。由于氧化沟内安装的转盘或转刷曝气机较多,一般采用双速电机进行调节,很少采用变频调速装置进行控制。
(3)深度处理工艺主要是对工业等特殊用途的污水进行回用的进一步处理工艺。通常的处理工艺包括混凝沉淀、过滤、加药和氯化等。,还有一个抽水站。深度处理类似于一般的净水厂工艺。混凝沉淀池的刮泥机、过滤站的反洗水泵和风机、加氯加药间的加药泵、出水泵站的出水泵等一般采用变频装置。这部分的控制请参考相关净水厂工艺控制数据,本文不再赘述。
(4)污泥处理技术和污泥处置主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或制肥、农业填埋等。污泥消化和污泥制肥在大部分污水处理厂很少用到,不想说了。本文仅介绍变频调速装置在污泥浓缩脱水工艺中的应用。
污泥浓缩是将含水率高的污泥进行浓缩,以利于污泥的后续处理或处置。污水厂常用重力浓缩和离心浓缩。
重力浓缩主要依靠浓缩池,主要设备是污泥浓缩机。浓缩机一般是连续工作的,没有变频调速装置。
由于离心浓缩具有浓缩速度快、气味小的特点,现在被越来越多的污水处理厂采用。主要设备包括污泥浓缩机、计量泵和污泥泵。污泥浓缩机和加药泵一般由变频调速装置控制,一般在设置污泥储槽时,设置进泥泵,所以进泥泵有一定的污泥量,一般不增加调速装置。控制污泥浓缩设备的主要参数是污泥流入量、污泥性质、温度等因素,速度调节比较复杂,需要根据运行中的实际情况给出模型进行控制。
污泥脱水是为了进一步降低浓缩污泥中的含水量,使污泥体积减小,便于运输和堆放。一般采用机械脱水。主要设备有污泥脱水机、加药泵、进泥泵和冲洗泵。
常用的脱水机有两种:带式压滤机脱水机和离心脱水机。带式脱水机的带速和滤布的调节主要依靠减速机械等机械装置,一般不需要变频调速装置。离心脱水机一般采用变频调速装置控制,脱水机的控制参数需要根据泥浆的变化进行调整。
其他如加药泵也需要随时调节,一般采用变频调速装置控制,离心脱水机泥浆泵也常采用变频调速控制。
由于压力和流量恒定,用于洗涤带式脱水机滤布的洗涤泵不采用速度控制。
污泥处理厂有许多新工艺。随着新的工艺和设备的投入,控制精度和运行经济性的要求,越来越多的设备需要采用变频调速装置进行控制,这就要求设计人员根据工艺的特点精心选择,既要保证安全、经济、节能运行,又要考虑投资的经济合理性。
3.污水处理厂选用变频器应注意的几个问题?
在选择(1)变频器时,应根据电机的额定功率、额定电流、额定电压合理选择变频器的参数,并与电气设备相匹配。污水厂的一些机械电机属于大电流低速电机。根据额定功率选择变频器时,需要检查变频器的额定电流是否与设备匹配。
(2)污水厂除了水泵、风机等设备外,还有转盘、表面曝气机等一些需要较大启动扭矩的重型启动设备。有些工厂把变频器分为水泵风机负载和恒转矩负载两种,所以在选择变频器时要特别注意。对于恒转矩负载或要求高静态速度精度的机器,采用具有转矩控制功能的高功能变频器是理想的。
(3)目前大部分厂家的逆变器都是电压源型,功率因数比较高,可以保证在0.95以上。在实际应用中,应与功率因数补偿配合考虑,不需要额外的补偿装置。集中补偿的电容也可以适当减小补偿容量。但有些工厂的变频器是电流源型的,功率因数随电机转速的变化变化很大,所以要考虑补偿电容。
(4)大型电机变频装置,特别是高压变频装置,应严格按照国家管理标准GB/T14549-93向电网注入谐波成分,需要提出特殊要求。选择时应选择相关配件,并对厂家提出具体要求。
(5)选择变频器时,还应考虑变频器电缆的传输距离。大多数变频器的传输距离小于200m·m,如果需要更长,还需要增加出口电抗器、出口滤波器等其他附件,这些都要在设计中充分考虑。
(6)由于变频器产生的高次谐波的影响,补偿电容受到很大影响。选择电容器时,一定要选择带电抗器的电容器,最好选择带消谐装置的电容器组。
(7)污水厂控制的参数很多,需要综合各种信息综合确定控制模型。变频装置应充分考虑与其他控制系统的数据和信息通讯能力,以便更好地监控变频器的各种工况,更合理地进行控制,充分发挥同一系统中各种装置综合应用的潜力,达到动态、互补、经济运行的目的。
(8)变频器的安装和接线应严格按照产品安装说明书进行,各种辅助措施,如保证设备的环境条件、接地安全措施等应预留到位,否则将直接影响变频器的使用寿命和效率,并对其他系统造成干扰。特别是对环境温度的要求尤为重要。变频器产生的热量很大,所以安装在机柜内时要考虑散热的要求,必要时要加通风设备,这对于大功率的变频器尤为重要。
4.结束语
实践证明,变频调速技术不仅节约了能源,而且对提高整个系统的自动化水平、降低工人的劳动强度、降低维护成本、延长设备的使用寿命和维护周期、减少电机频繁启动对电网的冲击等都有显著效果。应该在污水处理厂广泛使用。