浅析污水处理中几种风机的工作原理及特点
污水处理中离心风机替代罗茨风机的可行性分析
污水处理中离心风机替代罗茨风机的可行性分析摘要：随着污水处理量的增长，污水处理行业中对离心风机的需求日益增加。
本文针对罗茨风机与离心风机的性能及其结构特点进行了分析，结果表明：当流量大于100m3/min时，罗茨风机的效率较低，功率消耗明显大于离心风机，这对于节能减排是十分不利的；当流量增大超过400m3/min时，罗茨风机功率消耗不仅大于离心风机的功耗，其单位流量的投资成本也较离心风机有较大程度的增加，这就大大加大了大中型污水处理企业的投资成本。
最后，本文以grb-300罗茨风机为例，以流量和压力为目标，重新设计获得了单级离心风机，并从经济性的角度考察了在大流量条件下离心风机替代罗茨风机的可行性。
关键词：污水处理罗茨风机离心风机节能减排1、前言随着我国城市化进程的加快及工农业的快速发展，城市污水排放量逐年上升，如图1所示的2000-2009年城市污水排放量统计，到2009年我国的城市污水排放量已接近600亿吨。
城市污水排放量的增长对污水处理行业带来了压力和挑战，要求污水处理量日益增加，但目前我国的城市污水处理率偏低，与世界一些发达国家相比还存在很大的差距，如图2所示。
由此可见，大力发展污水处理行业已刻不容缓。
“十一五”期间我国污水处理厂数量年均增长8%，截止2010年9月底，全国建成2630座城镇污水处理厂，日污水处理能力达到1.22亿立方米，“十二五”期间国家将加大投资扩大污水处理规模，污水处理能力将攀上新的高峰。
已经投入运营的北京高碑店污水处理厂规模100×104m3/d，类似的许多大型污水处理厂仍在建设当中。
传统的罗茨风机由于其效率低、噪音大已难以满足发展要求，大流量工况下性能优良的离心风机受到人们的青睐。
刘胜[1]分析认为离心风机在大流量工况下性价比优于罗茨风机；党彬等人[2]通过在实际应用中发现离心风机具有很好的效率而且能耗低，可以广泛应用于污水处理行业；郭庆英等人[3]对镇江征润州污水处理厂的罗茨风机及离心风机经济性进行比较，发现离心风机一次性投资大，但运行费用低，适合于大中型污水处理厂的发展；赵红星[4]建议罗茨风机由于其效率低、噪音大供气不均匀等原因，应该在污水处理行业中被淘汰；母瑞林等人[5]对国内外污水处理行业曝气系统中的风机的运行进行分析后认为离心风机的设计生产技术已能够达到工艺要求，其性能远优于罗茨风机；段立文等[6]对污水处理中的罗茨风机和离心风机进行了分析，发现大中型污水处理厂更适合采用离心风机来进行鼓风曝气。
环保设备篇(一)风机
在废水处理设备中，最常见且不可或缺当属风机。
尤其是在活性污泥法、生物接触氧化法等好氧生物处理工艺中，选择合适参数（合适风量和压力）的曝气鼓风机，向污水中持续通入空气，使池内废水、活性污泥与空气充分接触，同时防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，对污水中有机物进行氧化分解，从而达到废水处理的目的。
一、水处理风机的分类水处理风机基本上有以下两大类：1、容积式鼓风机：回转式风机，罗茨式风机回转式风机回转式风机设计转子在缸体内偏心旋转，油润滑，低转速，,风量范围：每分钟0.31立方米至每分钟5.41立方米，压力范围：9.8千帕至49千帕的变容压缩的低噪音鼓风机称之为回转式风机。
具有体积小、风量大、噪声低、耗能省;附有空气室，散气平稳安装方便、抗负荷变化，风量稳定等特点。
罗茨式风机罗茨风机属于回转式鼓风机的一种，利用两份叶形转子或三个叶形转子在气缸内做相对运动来输送气体。
罗茨风机结构简单运行平稳、可靠、机械功率高，便于维护和保养;当压力在一定范围内变化时，转速不变，则流量为一常数;运行时适应性强，在流量要求稳定而阻力变化幅度较大时，可以自动调节。
其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微，压力选择范围很宽，功率随着压力的增高而增加。
具有强制输气的特点。
输送时介质不含油。
使用寿命长、整机振动小。
但噪声大，存在润滑油向气缸渗漏的缺点。
2、离心式鼓风机：旋涡式风机，多级离心式风机，单级高速离心式风机，水环式风机、磁悬浮风机。
旋涡式风机多级离心式风机离心鼓风机又称透平鼓风机，气体在旋转的叶轮作用下，获得压力和留宿的增大，可以四线连续送风。
其工作原理为当电机转动从而带动风机叶轮旋转，气体在离心力的作用下甩出并改变流向，动能转换为静压能，从排气口排出气体，同时在叶轮间形成一定负压，使外界气体在大气压的作用下补入，达到连续鼓风的目的。
离心鼓风机根据叶轮数量分为多级离心鼓风机和单级离心鼓风机。
污水处理厂的设备原理
污水处理厂的设备原理污水处理厂的设备原理主要是通过一系列的工艺流程，将污水中的有害物质和污染物去除，使其达到国家和地方的排放标准。
以下将详细介绍污水处理厂常用的设备原理。
1. 机械格栅：机械格栅是污水处理厂的初级处理设备，主要用于去除污水中的大颗粒物质。
污水先经过机械格栅，大颗粒物质被截留在格栅上方，而污水则流过格栅进入后续的处理工艺。
2. 沉砂池：污水流经机械格栅后，会进入沉砂池。
在沉砂池中，污水的流速减慢，让沉积物（如砂子、石子等）与污水分离。
由于沉积物比水重，它们会沉入底部形成污泥层，而清水则继续向前流动。
3. 植物池：植物池是污水处理厂的一种常见处理工艺。
它主要通过植物的吸收和微生物的降解来净化污水。
在植物池中，污水会通过一系列的人工湿地或者是自然湿地，沿途通过植物根系的吸收和降解，去除有机污染物和一部分氮、磷等营养物质。
4. 曝气池：曝气池是一种利用生物降解作用去除废水中有机物和氮、磷等营养物质的设备。
在曝气池中，通过给予一定的氧气供需，使生物菌群发生好氧或厌氧代谢，并将有机物和营养物质降解为二氧化碳、水和无害的气体。
5. 活性炭吸附：在一些高级处理工艺中，污水处理厂会引入活性炭吸附设备。
活性炭具有较大的比表面积和较好的吸附能力，能够吸附污水中的有机物、重金属等物质。
通过活性炭吸附，可以进一步提高污水处理的效果和水质的净化程度。
6. 混凝过滤：在初级处理之后，污水中仍然存在大量的悬浮物和胶体物质。
通过加入混凝剂，可以将这些悬浮物和胶体物质凝结成为较大的颗粒，从而方便后续的过滤或沉淀。
经过混凝剂处理后的污水会进入过滤设备，过滤掉大部分的悬浮物，使水质得到进一步提高。
7. 水质调节设备：水质调节设备包括PH调节、加氯消毒等。
污水处理过程中，根据具体的水质情况，需要对水的酸碱度进行调节，以保证后续的处理工艺能够顺利进行。
此外，在出水口进行消毒处理，消除细菌和病原体的存在，保证出水质量符合相关标准。
八种常见的风机结构及工作原理动态图解，不能错过了！
八种常见的风机结构及工作原理动态图解，不能错过了！风机包括通风机、透平鼓风机、罗茨鼓风机和透平压缩机，详细划分为离心式压缩机、轴流式压缩机、往复式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机等八大类。
一、离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。
早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。
由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。
随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。
有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。
在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。
除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。
我国在五十年代已能制造离心式压缩机，从七十年代初开始又以石油化工厂，大型化肥厂为主，引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机，取得了丰富的使用经验，并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。
性能特点：优点：离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。
1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。
2、运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。
3、在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
罗茨鼓风机工作原理
罗茨鼓风机工作原理
罗茨鼓风机是一种常用的离心式鼓风机，它的工作原理如下：
1. 主体结构：罗茨鼓风机由一个外部壳体和内部它两个相互啮合的齿轮组成。
外部壳体内有两个旋转的齿轮，称为罗茨齿轮；内部有一个与罗茨齿轮配合啮合的齿轮，称为主齿轮。
2. 工作过程：当电机启动，传动系统带动主齿轮转动。
主齿轮的转动通过啮合于其两侧的罗茨齿轮互相推动，使罗茨齿轮进行反向旋转。
罗茨齿轮的旋转使空气被吸入并循环运动。
3. 气体吸入：在罗茨齿轮旋转过程中，两侧罗茨齿轮之间形成一对封闭的减压工作室。
当罗茨齿轮旋转到一定位置时，工作室会与进气口连接，从而使外部空气被吸入工作室。
4. 压缩过程：随着罗茨齿轮的继续旋转，空气被封闭在工作室内部，并沿着齿轮的周边壁面逐渐被压缩。
这时，空气的温度和压力均随之增加。
5. 排气过程：当罗茨齿轮旋转到另一个位置时，工作室与出气口相连，高压气体被排出。
由于罗茨齿轮的反向旋转，左右两侧的罗茨齿轮轮番进行压缩和排气过程，实现连续的鼓风。
总结：罗茨鼓风机通过罗茨齿轮的反向啮合运动，实现了连续的气体压缩和排气。
它具有结构简单、运行平稳、气流无脉动等特点，广泛应用在工业领域中，如气体输送、废气处理、污水处理等。
各种除尘器原理和优缺点
各种除尘器原理和优缺点除尘器是一种用于清除空气中污染物的设备。
根据工作原理和结构特点的不同，除尘器可以分为机械式除尘器、湿式除尘器、电除尘器和过滤式除尘器等多种类型。
下面将分别介绍各种除尘器的原理、优点和缺点。
1.机械式除尘器：机械式除尘器主要通过重力、离心力或筛孔等作用原理将颗粒物或固体颗粒分离。
优点：-原理简单，结构相对简单，易于运行和维护。
-适用于较大颗粒物质的过滤。
-处理能力较大，适用于高湿度或具有一定粘性的颗粒物。
缺点：-对于较小颗粒物或可吹散物质，效果不理想。
-不能有效净化高浓度粉尘气流。
-需要定期清理过滤介质，容易导致设备停机时间增加。
2.湿式除尘器：湿式除尘器主要通过将颗粒物质吸附于水膜或水滴表面，利用水的吸附性质将颗粒物质与气流分离。
优点：-除尘效率较高，可达到99%以上。
-能够有效处理高浓度和细小颗粒物质。
-适用于易燃、易爆、有毒气体的处理。
缺点：-能耗较高，需要消耗较多的水资源。
-除尘效果受水质和水压等因素的影响。
-需要经常维护和清洗。
3.电除尘器：电除尘器主要通过对颗粒物质施加电场、静电等作用，使颗粒物质带电并被集中在带电极板上。
优点：-除尘效率高，可达到99%以上。
-适用于处理小颗粒物质的气流。
-具有良好的可控性和自动化程度高。
缺点：-需要较高的电能消耗。
-容易受到湿度和粉尘浓度等因素的影响，效果不稳定。
-对易燃易爆颗粒物质处理效果较差。
4.过滤式除尘器：过滤式除尘器主要通过过滤介质，如滤袋、滤筒等，对颗粒物质进行截留和固定。
优点：-除尘效率较高，可达到99%以上。
-可以处理小颗粒物质和高浓度粉尘。
缺点：-费用较高，需要较多的设备和维护成本。
-对湿度和湿性颗粒物的处理效果较差。
-需要定期更换和清洗过滤介质。
总体而言，机械式除尘器适用于对较大颗粒物质的处理；湿式除尘器适用于对高浓度和细小颗粒物质的处理；电除尘器适用于对小颗粒物质的处理；过滤式除尘器适用于对高浓度和小颗粒物质的处理。
污水处理风机如何选型
污水处理风机如何选型污水处理是一个紧要的环保问题，而风机在污水处理过程中扮演侧紧要的角色。
正确选型的污水处理风机能够更高效地完成处理工作，从而提高污水处理效率。
本文将介绍如何选择适合的污水处理风机。
污水处理风机的基本学问污水处理风机可分为离心通风机、轴流通风机和混流通风机三种类型。
混流通风机是离心通风和轴流通风机的综合体，具有两者的优点。
这三种类型的风机结构、特点和适用范围不同，因此在选择时需要依据实际需求综合考虑。
离心通风机是一种被广泛运用的风机种类，常见于污水处理工业领域。
离心通风机的工作原理是通过旋转叶轮将气体、液体或固体的动量转化为压力能，以促进流体的流动。
离心通风机具有可调整的风量和压力，压力稳定，适用于空气和气体的输送。
但是，离心通风机带来的振动和噪音也需要注意。
轴流通风机适用于大量空气和气体的通风、降不冷不热增压场合。
轴流通风机的工作原理是通过叶片的旋转将气体流向产生推力，以达到输送气体的目的。
轴流通风机适用于空气通风、温度降低和增压场合，并且功率较小、旋转速度较快。
轴流通风机牢靠性高，维护简单，但叶片在运转时产生的气流噪音较大需要加以注意。
混流通风机介于离心通风机和轴流通风机之间，是二者的综合体。
混流通风机具备离心通风机压力大、功率小，和轴流通风机耗电小、流量大的优点，因此在污水处理领域中得到了广泛应用。
污水处理风机的选择方法在选择污水处理风机时，需要考虑以下几个关键因素：1. 风量和风压风量和风压是选择污水处理风机时需要考虑的两个最紧要的因素。
污水处理风机的风量和风压可以决议排气设备的流量。
通常，风量和风压的要求在一个范围可选，而实在选择应依据实际应用情况而定。
2. 适用的污水处理过程不同的污水处理工艺需要不同的风机类型。
离心通风机和轴流通风机的适用范围略小，而混流通风机具有离心通风机和轴流通风机的优点，适用于大多数的污水处理工艺。
因此，当选择污水处理风机时，必需依据实际应用情况来选择适合的风机类型。
污水处理厂常用的几种鼓风机性能特点及适用场合对比
污水处理厂常用的几种鼓风机性能特点及适用场合对比摘要对几种污水处理厂常用的不同类型的鼓风机性能特点进行分析比较，结合污水处理厂运行的实例，总结不同种类风机的适用场合。
关键词污水处理厂鼓风机性能适用国内污水处理厂大部分采用的是生物曝气工艺，鼓风机是该工艺的核心设备，而且鼓风机是整个污水厂能耗最大的设备，它的性能和运行经济性，对污水处理厂的正常运作、长期效益起着重要作用。
本文结合一些污水处理厂运行的实例，对几种不同类型的鼓风机的性能特点、适用范围进行了对比概括，可为新建、扩建污水处理项目设备选型作借鉴。
1、污水处理厂常用的风机种类污水处理厂应用的风机种类主要有：罗茨鼓风机（一般为三叶罗茨鼓风机）、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机和空气悬浮鼓风机。
2、四种风机的性能对比2.1风量调节鼓风机的的风量调节有出口节流调节、进气节流调节、进出口导叶组合调节和变频调节等方式。
出口节流调节是人为的加大管网阻力的调节方法，会使整个装置效率大大下降。
进气节流调节通过改变进气阀门的开度来改变风机性能曲线达到调节目的，此方法简便易行并可节约能耗。
进出口导叶组合调节是根据入口温度、压缩机内的差分压力、要求的流量变化通过程序调节导流系统和扩散系统，使风机运行在最佳工况。
变频调节是通过变频技术改变风机转速从而改变风量的调节方式。
罗茨鼓风机一般采用出口节流调节，还可采用变频控制，调节的范围较广。
多级离心鼓风机一般采用进气节流调节，但调节效果不大理想。
它也可采用先进的变频调速技术，功耗基本上与流量同步减小。
流量调节范围在70-100%之间，调节范围较窄。
单级离心鼓风机无法采用变频调速，流量是采用进风导叶和出风导叶的组合调节。
在恒速运转下，空气流量能连续向下调节至45%。
空气悬浮离心鼓风机采用直流电机及调速控制系统，调节叶轮转速，从而调节流量，流量可调范围20-100%，范围广。
2.2效率不管是何种风机，其效率都是相对的，在实际运行中不可能总是保持最高效率，任何外部增加的阻力（如阀门、管道弯头、曝气器阻力、水位变化等）都会使效率降低。
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浅析污水处理中几种风机的工作原理及特点
摘要：风机在污水处理中有着非常重要的作用，本文通过详细描述水环式、回旋式、多级离心风机、单级离心风机、罗茨式，几种风机的工作原理及其特点，使人们认识到几种风机的优劣，在建厂时能够选择最合适的风机。
关键字：风机水环回旋离心罗茨
污水处理风机也称污水处理鼓风机，是指环保水处理生物接触氧化法工艺中微生物所需的氧气通过污水处理风机曝气供给，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷，我们称具有这种作用的鼓风机为污水处理风机。
鼓风机的能耗有时占污水厂的总能耗的60%左右，因此污水处理厂选用何种形式的风机是一个非常重要的问题，涉及到投资是否合理、长期效益高低问题。
鼓风机曝气的主要设备有水环式、回旋式、多级离心风机、单级离心风机、罗茨式等。
一、水环式风机
水环式鼓风机由于无油、噪音低，常应用于水处理曝气，所以又称为环保风机、曝气风机。
它的原理是鼓风机风叶偏心地安装在机体内，起动时向风机内注入≥0.1Mpa压力的水，当鼓风机风叶旋转时，水由于受离心力的作用，在风机机体内壁就会形成一旋转水环，水环上部表面与轮毂相切沿箭头方向旋转，若把风叶旋转一周看成一转的话，则在前半转过程中，旋转的水环内表面逐渐与轮毂脱离，水环鼓风机风叶叶片间与水形成封闭空间。
随着风叶旋转逐渐扩大，空间气体压力降低，此时气体被吸入到空间。
水环式风机内部无任何机械磨损及机械噪音，无油污染，水为工作液、密封液、冷却液，能够提供洁净气源，缺水无风，不会损坏鼓风机，长期使用，噪音无明显变化。
是目前水处理曝气风机中噪音最低，使用寿命最长的风机。
二、回转式鼓风机
设计转子在缸体内偏心旋转，油润滑，低转速，量范围：每分钟0.31立方米至每分钟5.41立方米，压力范围：9.8千帕至49千帕的变容压缩的低噪音鼓风机称之为回转式风机。
回转式风机4只滑片嵌入在等分的转子内，回转式风机轴紧固在转子中心，轴的两端装有轴承与前后泵盖连接安装在偏心的缸体上，此时转子与4根嵌入在转子内的滑片与缸体内壁形成4个容积不等的空间，在回转式风机运行过程中，金属环或弹簧推动滑片沿缸体内壁匀速运动，使转子槽内的4根滑片产生往复运
动，将空气吸进、压缩、排出，完成曝气.
回转式风机，油耗量较大，排气口有油雾产生，产生二次污染，如果风机风机维护不当，风机将会缺油增大风机的磨损，损坏风机。
长期使用随着风机叶片磨损的增加，风机噪音会增大。
三、单级高速离心风机
单级离心风机的工作原理
基本原理与多级离心风机一样。
空气从鼓风机吸入管进入进口导叶调节器。
主驱动电机借助联轴器与增速齿轮联接，增速齿轮驱动高速转动的三元半开式叶轮对气体进行作功，气体再经扩压器、蜗室、排气消声器、扩压管排出。
它的控制系统、润滑系统非常复杂，维护保养也较复杂，大修必须请制造原厂支援，需要特别训练的操作人员。
另外单级离心风机投资大，单机流量大于300m3/min 的性能价格比高。
四、多级离心风机
多级离心鼓风机依靠旋转叶轮对气体的作用把电机的机械能传递给液体。
由于离心鼓风机的作用，气体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能(动能)和压力能都得到增加，气体在大气压的作用下被压入叶轮的进口，于是旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出气体。
多级离心风机是低转速机械，可靠性高，使用寿命长，更重要的是它的购买成本较低，备件为标准件，费用低，易于采用全风冷式设计，无冷却水相关故障和维保费用，而且操作维护简单，不需要特别训练的操作维修人员（这对于远离大都市的工厂很重要）更不需要复杂的润滑系统。
在大部分工况下，变频调速的多级离心机效率会高于单级离心机，由于部分负载是污水处理厂最典型的工况，因此多级离心风机对于中小型污水处理厂来说具有更好的性能价格比和良好的长短期效益。
五、罗茨风机
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机，利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。
这种鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压力场合的气体输送和加压，也可用作真空泵。
罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机，利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。
这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。
两转子互不接触，它们之间靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。
罗茨鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压力场合的气体输送和加压，也
可用作真空泵。
由于周期性的吸、排气和瞬时等容压缩造成气流速度和压力的脉动，因而会产生较大的气体动力噪声。
由上面的比较可见，三种风机各有优势（这正是它们同时存在的理由）。
风机选型没有最好的，只有最适合的。
不同规模的污水处理厂，不同的工艺，不同的投资目的，不同的使用条件得出的最佳选择可能不同。
①对于小型污水处理厂，选择简单可靠的罗茨风机是最好的，虽然效率差一些，但因价格低，总体价格经济效益可能是最好的；
②对于中型污水处理厂，选择经济实用的多级离心机是最好的，特别是变频调速多级离心机，具有极高的性能价格比，长期综合经济效益佳；
③对于大型污水处理厂，单级高速离心风机是最佳选择。
参考文献：
1.污水处理设备维修管理探索,《宁夏机械》,2008年第3期,胡清芳.第12-13页
2.污水处理厂罗茨风机噪声的综合治理,《中国给水排水》,2000年11期,周兆驹，孙良，姜向东.。