淺談變頻技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用

　　摘要：在污水處理廠采用變頻調(diào)速技術(shù)，既可實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足污水處理工藝過程中各項指標(biāo)對電機速度控制的要求，保證工藝流程的相對穩(wěn)定，又可實現(xiàn)節(jié)約能源、降低消耗，減少相關(guān)設(shè)備的開停次數(shù)，延長設(shè)備使用壽命，并可解決由于工程實際運行規(guī)模與設(shè)計規(guī)模不一致帶來的運行過程的偏差，對協(xié)調(diào)各工藝流程間匹配關(guān)系，起到重要的調(diào)節(jié)作用，本文就變頻技術(shù)在污水處理廠的不同工藝流程中的應(yīng)用作了全面介紹，以供廣大同行參。
　　關(guān)鍵詞：變頻技術(shù) 污水處理
　　中圖分類號：X5文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
　　1 風(fēng)機、水泵等設(shè)備調(diào)速節(jié)能特點
　　污水處理廠內(nèi)一般風(fēng)機、水泵的流量有一定的變化范圍，根據(jù)風(fēng)機、水泵的揚程－流量特性曲線，按照工藝要求的流量，實現(xiàn)變速變流量控制，是很有效的節(jié)能方法。
　　2 變頻調(diào)速技術(shù)在污水處理廠不同工藝流程中的應(yīng)用
　　城市污水處理工藝按流程和處理程序劃分，可分為預(yù)處理工藝、一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及最終的污泥處置。下面就不同階段工藝設(shè)備所選變頻設(shè)備進行論述。
　　2．1預(yù)處理工藝通常包括格柵處理、泵房抽升和沉砂處理。
　　格柵處理的目的是截留大塊物質(zhì)以保護后續(xù)水泵管線、設(shè)備的正常運行。一般均采用格柵除污機進行清污，盡管除污機可采用變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)除污速度的無極調(diào)節(jié)，但目前大部分污水處理廠均利用格柵前后的液位差值給出動作信號控制格柵除污機的動作，較少采用變頻調(diào)速裝置。
　　污水提升泵房的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續(xù)建在地面上的各個處理構(gòu)筑物。污水提升泵作為污水處理廠的重要耗能設(shè)備，節(jié)能非常重要。污水提升泵采用變頻調(diào)速裝置，可根據(jù)進水流量的大小，進行調(diào)節(jié)，避免水泵的頻繁起停，延長水泵壽命。需要注意的是，一般情況下，應(yīng)保持集水池的高水位運行，這樣可降低泵的揚程，在保證提升水量的前提下降低能耗。
　　沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續(xù)構(gòu)筑物中的沉降，防止造成設(shè)施淤砂，影響功效，造成磨損堵塞，影響管線設(shè)備的正常運行。一般分為曝氣沉砂池及旋流沉砂池。曝氣沉砂池中設(shè)備一般為刮泥機及鼓風(fēng)機，因刮泥機運行速度很慢，一般僅設(shè)雙速電機運行；鼓風(fēng)機為沉砂池曝氣，使污水產(chǎn)生一定的旋流速度，以便于污水中的較大砂粒沉淀，根據(jù)工藝需要，可將沉砂池鼓風(fēng)機設(shè)為變頻調(diào)速，以調(diào)整曝氣強度，可根據(jù)進入沉砂池的水量來調(diào)整轉(zhuǎn)速。旋流沉砂池與曝氣沉砂池道理一樣，不是采用曝氣方式產(chǎn)生旋流速度，而是直接采用攪拌器使水流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度，一般可將攪拌器設(shè)為變頻調(diào)速。
　　2．2一級處理工藝主要是初次沉淀池。
　　初次沉淀池目的是將污水中懸浮物盡可能的沉降去除。該部分設(shè)備主要是刮泥機，刮泥機基本是連續(xù)或間斷勻速運行，一般不設(shè)變頻裝置。
　　2．3二級處理工藝主要是由曝氣池和二沉池組成。
　　曝氣池和二沉池組成目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成co2和h2o。該部分作為污水處理廠的主要處理工段，組成較復(fù)雜，根據(jù)不同的工藝，設(shè)備選擇也不盡相同。以下就一般的活性污泥工藝中的一些設(shè)備及控制做一下簡單描述。
　　曝氣池是由微生物組成的活性污泥與污水中的有機污染物質(zhì)充分混和接觸，并進而將其吸收并分解的場所，它是活性污泥工藝的核心。曝氣系統(tǒng)分為鼓風(fēng)曝氣及機械曝氣兩大類。
　　曝氣設(shè)備主要有鼓風(fēng)機及表曝機等，鼓風(fēng)機及表曝機作為污水處理廠的主要設(shè)備，它們的運行工況不僅關(guān)系到污水處理效果的好壞，而且和整個污水處理廠的運行成本有極大的關(guān)系。
　　曝氣鼓風(fēng)機一般采用離心式鼓風(fēng)機，又分為單級高速離心風(fēng)機及多級低速離心風(fēng)機，對于單級高速離心風(fēng)機，由于風(fēng)機本身的特性要求，國內(nèi)大部分污水廠均采用自動調(diào)節(jié)進口導(dǎo)葉片來達到節(jié)能效果，實際運行效果也不錯；對于多級低速離心風(fēng)機，常采用變頻調(diào)速裝置控制，已達到節(jié)能效果。
　　對于表曝機設(shè)備，均采用變頻調(diào)速裝置來控制曝氣量，達到節(jié)能目的。無論是鼓風(fēng)機還是表曝機，一般均采用曝氣池污泥混和液的溶解氧do值作為控制參數(shù)對變頻調(diào)速裝置進行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)曝氣池的曝氣量。為防止污泥沉淀，曝氣池內(nèi)還安裝有水下推進器，該設(shè)備定速運行，不需要調(diào)速。
　　二沉池的作用是使活性污泥與處理完的污水分離，并使污泥得到一定程度的濃縮。該部分設(shè)備主要是吸泥機，基本是連續(xù)或間斷勻速運行，一般不設(shè)變頻裝置。
　　回流污泥系統(tǒng)主要是把二沉池中沉淀下來的絕大部分活性污泥再回流到曝氣池，以保證曝氣池有足夠的微生物濃度。主要設(shè)備為回流污泥泵，應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置控制，回流污泥量主要靠回流比來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)回流比的參數(shù)較多，可以根據(jù)二沉池泥位、沉降比、回流污泥及混和液的濃度等參數(shù)綜合進行調(diào)節(jié)。
　　剩余污泥系統(tǒng)主要是把曝氣池中每天凈增的一部分活性污泥排放，主要設(shè)備有剩余污泥泵，因為剩余污泥量的原因，剩余污泥泵電機功率一般不大，設(shè)變頻調(diào)速裝置一方面節(jié)能，另一方面也是工藝處理過程的需要，變頻剩余污泥泵的控制可由生物池的混和液污泥濃度決定，現(xiàn)在越來越多的污水廠在濃縮脫水前不設(shè)貯泥池，因此采用變頻調(diào)速來調(diào)節(jié)剩余污泥量就顯得更加重要。
　　污水處理廠還有一種常見的工藝為氧化溝工藝，氧化溝工藝的主要設(shè)備為轉(zhuǎn)碟或轉(zhuǎn)刷曝氣機，也有安裝表曝機的，表曝機的運行控制方式基本上采用變頻調(diào)速裝置控制，轉(zhuǎn)碟或轉(zhuǎn)刷曝氣機因為在氧化溝中安裝臺數(shù)較多，一般為了調(diào)節(jié)多采用雙速電機，很少采用變頻調(diào)速裝置控制。
　　2．4深度處理工藝
　　主要是為污水回用于工業(yè)等特殊用途而進行的進一步處理工藝。通常的處理工藝有混凝沉淀、過濾、加藥加氯等，并設(shè)有出水泵站。深度處理和一般的凈水廠工藝有相似之處，變頻裝置一般用在混凝沉淀池的刮泥機、濾站的反沖洗水泵及鼓風(fēng)機、加氯加藥間的加藥泵、出水泵站的出水泵等，有關(guān)該部分的控制可參照有關(guān)凈水廠工藝控制資料，本文不再描述。
　　污泥處理廠新工藝比較多，隨新工藝及新設(shè)備的投入，控制精確度、運行經(jīng)濟等多方面的要求，需要變頻調(diào)速裝置控制的設(shè)備越來越多，這就要求設(shè)計人員需根據(jù)工藝過程的特點，認真選擇，既要做到運行安全、經(jīng)濟、節(jié)能，又要考慮投資的經(jīng)濟合理。
　　3結(jié)語
　　實踐證明采用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅節(jié)約能源，而且對于提高整個系統(tǒng)的自動化水平，減輕工人的勞動強度，降低維修費用，延長設(shè)備使用壽命和檢修周期，減輕電動機頻繁起動對電網(wǎng)的沖擊等各個方面，都有顯著的效果。在污水處理廠應(yīng)大力推廣應(yīng)用。
　　參考文獻
　　[1] 王濤. 淺談污水處理廠電氣節(jié)能設(shè)計與自動控制系統(tǒng)[J]. 科