我院污水处理设计项目众多。从目前业主反映污水厂的运行情况分析,电费已成为污水厂运营的主要成本。我国作为一个能源短缺的国家,节能尤为重要。如何更好的节能,减少运行电费,是我院设计人员工作中的重点。
水泵风机类负载是污水厂主要的用电设备。在污水处理厂采用变频调速技术,既可满足污水处理工艺过程中各项指标对电机速度控制的要求,保证工艺流程的相对稳定,又可实现节约能源、降低能耗、减少相关设备的开停次数,并可解决由于工程实际运行规模与设计规模不一致带来的运行过程的偏差。因此变频调速技术在污水处理厂的生产过程中得到越来越广泛的应用。
风机 水泵等设备调速节能特点:
污水处理厂内一般风机、水泵的流量有一定的变化范围,根据风机、水泵的扬程流量特性曲线,按照工艺要求的流量,实现变速变流量控制,是很有效的节能方法。
由于风机、水泵一般用笼型电动机传动,当流量需要改变时,用改变风门或阀门的开度进行控制,效率很低。若采用转速控制,当流量减小时,所需功率近似按流量的3次方大幅度下降。例如风量下降到80%,转速也下降到80%时,则轴功率下降到额定功率的51%。
变频调速技术在污水处理厂工艺流程中的主要应用:
污水提升泵作为污水处理厂的重要耗能设备,节能非常重要。污水提升泵采用变频调速装置,可根据进水流量的大小,进行调节,避免水泵的频繁起停,延长水泵寿命。需要注意的是,一般情况下,应保持集水池的高水位运行,这样可降低泵的扬程,在保证提升水量的前提下降低能耗。
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质充分混和接触,并进而将其吸收并分解的场所。它是活性污泥工艺的核心。曝气风机作为污水处理厂的主要设备,它与整个污水处理厂的运行成本有极大的关系。曝气鼓风机一般采用离心式鼓风机,又分为单级高速离心风机及多级低速离心风机,对于单级高速离心风机,由于风机本身的特性要求,国内大部分污水厂均采用自动调节进口导叶片来达到节能效果,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控制,达到节能效果。曝气鼓风机一般采用曝气池污泥混和液的溶解氧DO值作为控制参数对变频调速装置进行调节,从而调节曝气池的曝气量。
回流污泥系统主要是把二沉池中沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到曝气池,以保证曝气池有足够的微生物浓度。主要设备为回流污泥泵,应采用变频调速装置控制,回流污泥量主要靠回流比来调节,调节回流比的参数较多,可以根据二沉池泥位、沉降比、回流污泥及混和液的浓度等参数综合进行调节。
污水厂污泥脱水主要设备有污泥浓缩离心脱水机,加药泵、进泥泵、冲洗泵等。一般污泥浓缩机及加药泵、离心脱水机、进泥泵均采用变频调速装置控制,脱水机的控制参数需根据进泥泥质的变化进行调节。其它如加药泵也需要随时进行调节,一般也采用变频调速装置控制。
污水处理厂变频器选择及使用中应注意的一些问题:
(1)变频器选择,应按电动机的额定功率及额定电流、额定电压综合考虑,合理选择变频器的参数,与用电设备配套。污水厂中有些机械配套的电动机属于大电流、低转速电机,在选择变频器时在按额定功率选择变频器时,必须校核变频器的额定电流要与设备配套。
(2)污水厂除了水泵、风机等设备外,还有一些重载起动设备,有些生产厂的变频器分水泵风机类负载及恒转矩类负载两种,选择变频器时需特别注意,对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。
(3)变频器选择时还要考虑变频器电缆的传输距离,大部分变频器传输距离都不超过200M,如果需要再长的话,需要增加出线电抗器、出线滤波器等其它一些附件来完成,在设计时就需要充分考虑。
(4)污水厂控制的参数较多,需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它控制系统数据和信息通讯地能力,以便更好监测变频器的各种工况及更合理的控制,充分发挥各种装置在同一系统中综合应用的潜力,达到动态、互补、经济运行的目的。
(5)变频器安装及接线中,应严格按照产品安装使用手册进行,各种辅助措施,如装置环境条件的保证,接地安全措施均应预留到位,否则会直接影响变频器的使用寿命和效率,还会造成对其它系统干扰现象。尤其环境温度的要求,尤其重要,变频器发热量较大,安装在柜内时要考虑散热的要求,必要时需增设通风设备,对大功率变频器尤为重要。
在污水处理厂实际运行过程中,我院设计人员经常去现场进行调试,指导业主有效合理使用变频设备。实践证明采用变频调速技术,不仅节约能源,而且对于提高整个系统的自动化水平,减轻工人的劳动强度,延长设备使用寿命和检修周期,减轻电动机频繁起动对电网的冲击等各个方面,都有显著的效果,应当大力推广应用。