空气悬浮风机在污水厂的应用及控制.pdf

43 工业技术 0 前言 近些年来随着社会经济的发展，城市污水对整个水体造成的污染 越来越严重，虽然很多城市都建有污水处理厂，但这些污水处理厂大 都建设较早，绝大多数都是二级排放标准，对 COD、氨氮、总 P 等 污染物减排有限。为了改变这一状况，国家和地方都要求对这些老旧 污水厂进行提标改造建设，新要求明确规定城市污水厂必需达到一级 A 排放标准。在这样的趋势下，一些新工艺、新设备被采用。而城市 污水处理厂在运行中，电费占运行费用的 50 或更高，其中曝气设备 是大功率设备，所用电量占所有电量的 5060, 所以节约电能就可 降低污水处理成本。因而在提标建设过程中各污水厂采用低能耗、高 效率曝气设备至为重要。空气悬浮风机就在这样的背景下被一些污水 处理厂选用。 1 空气悬浮式的风机原理和组成 （1）空气悬浮风机在本质上也是离心鼓风机，当电机转动带动 风机叶轮旋转时，叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转，并在离心力的 作用下甩出这些气体，气体流速增大，使气体在流动中把动能转换为 静压能，然后随着流体的增压，使静压能又转换为速度能，通过排气 口排出气体，而在叶轮中间形成了一定的负压，由于入口呈负压，使 外界气体在大气压的作用下立即补入，在叶轮连续旋转作用下不断排 出和补入气体，从而达到连续鼓风的目的。但和普通离心风机比，它 的特别之处在与它的电机是超高速永磁电机，每分钟高达十几万转， 转子和叶轮直接连接，动力传输没有损耗。叶轮由钛合金制成，耐高 温高压，5 轴机械加工制造非常精密高效。轴承是空气悬浮轴承，主 要包括径向轴承以及止推轴承等部件，启动前回转轴和轴承之间有物 理性的接触，启动时回转轴和轴承相对运动，以形成流体动力场，在 径向轴承内此流体动力形成浮扬力，这导致轴与轴承不同心。轴回转 时在径向轴承里形成流体压力场，该流体压力场使轴处于悬浮状态而 达到回转自如的目的。这种轴承与传统的滚珠轴承不同，没有物理接 触点，构造简单，无需润滑油供给等附加装置，非接触式无震动，噪 音很低，寿命长起动次数 40000 次以上。采用自身循环冷却方式，通 过散热器将吸入的空气用水冷却发动机和变频器。整个个系统组成如 图 1。 空气悬浮风机在污水厂的应用及控制 马建林 （吴忠博兴环境科技有限公司 , 宁夏 吴忠 751100） 摘 要主要介绍一种新型曝气风机的原理、系统组成和在污水处理厂的应用及基本控制方式，使用和维护进行说明。 关键词空气悬浮风机；污水处理厂；PLC；变频器；控制 DOI10.16640/ki.37-1222/t.2017.24.038 输出程序也已经在变频器里写好，一般情况下只允许用户直接调度使 用，不能随意更改。风机 6 种性能曲线如图 2。 2 空气悬浮风机使用要点 （1）启动前注意的事项。风机运行前必须确认在出风管上的阀 门打开。在阀门关闭状态下启动鼓风机因喘震可能会给鼓风机造成严 重损伤。 确认曝气池水位，曝气池里没有水等的不符合条件下，禁止 启动鼓风机。 （2）在控制器初始画面中把选择起停模式为现场（Local）或远 程 Remote。为避免 SCADA 与 PLC 系统通讯干扰就，厂家不建议由 上位机直接起动风机。但是风机自带的 PLC 可以把电流、风量、压力、 温度等数据上传至中控室监视。 （3）预测负荷压力和需要的空气流量，在性能曲线图上选择启 动时的运转点。 （4）必须选择具有比预测负荷压力高达 10 以上的压力范围的 启动运转点。 选定 SV 值 。 3 工程实例 （1）工程概况。宁夏某市第一污水厂原建于 2002 年，设计能力 为日处理城市生活污水 6 万吨，由 3 组卡鲁赛尔氧化沟组成，排放标 准为城镇污水处理厂城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918- 2002）二级。近年来根据国家和地方要求提标建设为一级 A 标准。新 工艺采用 MBBR 工艺，曝气方式由原来的倒伞型表曝机（表爆机是曝 气推流二合一功能）改为底部膜管曝气。 （2）曝气风机。曝气风机采用韩国某厂产 250 型空气悬浮风机 数量 4 台（3 用 1 备） 单机流量 155m3/min，风压 0.6bar, 单机功率 190kW。图 3 为风机运行时界面。 图 1 图 2 （2）功能模式。空气悬浮离心鼓风机采用模块化设计，本身已 集成了就地控制和变频系统于一体， 不需要单独设立变频柜及操作柜。 由风机自身的控制面板就可以实现定速运转 RPM 模式 、定流量运 转FLOW模式、 DO连接运转DO-Link、 定负荷模式POWER 模式、 定压运转 press 模式 、比例运转 PROPORTIONAL 的六种控制模式。 程序在出厂时已经内嵌在 PLC 里，每种功能下电机电压、转数、功率 在实际应用中，因为空浮风机送风效率非常高，一台风机完全可 以满足 2 组 MBBR 生化池好氧区的需要。替代了改造前 4 台 132KW 表曝机。当然每组 MBBR 池还有新增 10 台 7.5KW 推流器完成推流功 能和 1 台 5KW 硝化液回流泵。 图 3 由上表可看出改造前氧化沟设备总功率为 548kW，实际工作电流 为 700A，改造后总功率为 350kW，实际工作电流为 640A，无论设备 （下转第 222 页） 222 理论研究 学习行为分析模型的不足（未体现在线学习分析的过程描述），构建 了自底向上的分为数据层、机制层、结果层，数据层负责收集学习者 产生或发布的数据，形成行为特征库，机制层分析行为特征库中各因 素之间的关联与内涵，提供预测和及时反馈，结果层将分析结果可视 化并呈现给学习者、 教师、 家长、 管理者， 三个层不断循环更新迭代 [13]。 2017 年张家华等基于传统的 RTI（ResponsetoIntervention，简称 RTI） 模式构建了包括筛选、监控、多层次干预、决策和分析五个要素的循 环迭代在线学习干预模型，并用实验检验其有效性，将在线学习者的 学习行为数据筛选后， 预测可能存在风险的学习者加以适当的干预 [14]。 以上学习行为分析模型的构建，学生既是学习行为的产生者，也 是学习行为分析的最终受益者。出发点和落脚点均在学习者自身，体 现出以学习者为中心的思想。以“数据获取数据分析结果反 馈”这样的思路，数据不断迭代更新，分析机制也不断更新，形成良 性循环。 3 存在的问题 综合以上三方面研究现状来看，目前对于在线学习行为分析的研 究已经取得一定的成果，但已存在不足之处。第一，对于学习行为的 记录，依然停留在刚起步的水平，只能够简单地记录比如学习时长、 学习时间、谈论交流等一些外显行为，而对于能够反应学习者内隐行 为的记录还需进一步研究。第二，个性化及智能化服务系统缺乏情感 交流，对于在线学习环境下学习者行为的研究还不够深入，并非想学 习者推送学习资源学习者就会进行有效地学习。第三，由于学习行为 分析涉及到的知识领域比较广泛，研究者需要掌握大量的各学科领域 的知识，但目前对学习行为分析的研究多为与教育相关专业的人员， 在学科知识整合不够完善的情况下，研究显得不够专业。因此，学习 行为分析模型的构建大多停留在理论构建的基础上，构建好的模型没 有能够依据模型的方法构建出平台并投入使用，实证研究的规模还比 较小。 参考文献 [1]顾小清,张进良,蔡慧英.学习分析正在浮现中的数据技术[J]. 远程教育杂志 ,2012,300118-25. [2]Karin Anna Hummel,Helmut Hlavacs.Anytime,Anywhere Learning Behavior Using a Web-Based Plat for a University Lectrue. Praoceedings of the SSGRR 2003 Winter Confrence,2003. [3]Engrade IK-12 Instructional Management Plat[DB/OL]. . [4]John Daniel.Using ICT for Quality Teaching, Learning and Effective Management[A].7th Annual UNESCO-ACEID International Conference on Education[C].Bangkok,200111-21. [5] 龚志武 . 关于成人学生网上学习行为影响因素的实证研究 [J]. 中 国电化教育 ,20040832-35. [6] 徐红彩 . 在校大学生网络学习行为的调查与研究 [J]. 电化教育研 究 ,20050661-63. [7]Wan-I Lee.The application of KANOs model for improving Web-based learning perance [DB/OL].32nd ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference,2002. [8]Chih-Ming Chena,Ling-Jiun Duh.Personalized web-based tutoring system based on fuzzy item response theory.Expert Systems with Applications,2007. [9]Jia-Jiunn Lo,Pai-Chuan Shu.Identifying Learning Styles by Observing LearnersBrowsing Behavior.British Journal of Educational Technology in press. 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[14] 张家华 , 邹琴 , 祝智庭 . 学习分析视角下在线学习干预模型应用 [J]. 现代远程教育研究 ,2017,0488-96. 作者简介孙燕龙（1992-）, 男 , 云南昆明人 , 硕士研究生 , 研 究方向学习行为分析。 （上接第 224 页） 应急管理是基于对企业可能发生的突发事件的管理和防控，实践 中多数企业未发生过，与应急准备及演练相比，灾后恢复与重建是企 业应急管理中容易被忽视的环节。作为应急管理的重要一环，事故一 旦发生，灾后恢复与重建对事故善后处理及企业后续发展影响深远。 因此，制定企业灾后重建的实施方案是十分必要的。灾后恢复与重建 方案应包括以下几个方面，一是明确事故损失评估、事故理赔、灾后 人员心理疏导、应急评估调查的责任部门，制定实施流程。二是制定 灾后重建方案，明确企业灾后恢复与重建的职责和程序，包括重建计 划的编制、资金的筹措与提取、重建规划的实施、重建工程的验收和 总结等。 6 结束语 居安思危、有备无患，应急能力建设是发电企业安全管理中非常 重要的一部分，但应当认识到 , 应急管理是一项复杂性系统工程， 不 可能一蹴而就 , 需要通过科学化、规范化和制度化的措施逐步推进， 发电企业要把应急管理融入到日常各项管理中，总结经验，创新工作 思路，推动发电企业应急管理工作水平快速提升。 （上接第 43 页） 功率及电流都明显减小，电流下降了约 9，实实在在节约了电能， 经济效益明显。 其实在很多时候将功率设置在85即可满足曝气需要， 大大降低运行电耗。 （3）日常维护。1）空气悬浮风机对进入的空气质量要求比较高， 风机房要求全封闭，窗户上要安装卷帘棉防灰尘。风机吸入口的过滤 网也要定期带到户外，利用压缩空气去除附在滤网上的灰尘。2）每 天查看冷却液水位，变低时要及时补充。特别注意冷却水管接头长期 使用老化会渗出冷却液，损坏其它电气设备。 4 结束语 空气悬浮风机有三大核心技术高效永磁悬浮轴承，永磁高速同 步电机及变频系统，精密制作的高精度叶轮，与传统罗茨风机或离心 鼓风机相比能耗低、易操作、噪音低，调速范围宽，无需加油或使用 润滑剂，无环境污染，在污水处理领域中前景广泛。 参考文献 [1] 郑志国 . 浅谈多极离心鼓风机与单极空气悬浮风机在污水处理厂 的应用效果 [J]. 黑龙江科技信息 ,20162732-33. [2] 谢荣焕 , 梁文逵 , 刘爱辉等 . 空气悬浮风机在污水厂节能降耗中 的应用 [J]. 中国给水排水 ,201415108-110. [3] 张彬彬 , 郭志涛 , 杨志林等 .TURBOMMAX 空气悬浮鼓风机及其在高 原污水处理厂的应用 [J]. 石油化工设备 ,2015,440481-84.