变频器在污水处理设备上的应用.docx

变频器在污水处理设备上的应用ronggang导语：水是经济开展和社会可持续开展的一个重要因素一、总述水是经济开展和社会可持续开展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约很多城市可持续开展的主要原因之一。“环境保护是我国的根本国策，中国可持续开展的战略与对策制定的2000年治理目的，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大开展时期，尤其随着国家西部大开发战略的施行，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。二、建立城市污水处理厂的开展方向城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理开展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺开展到A/O、A2/O、AB、SBR包括CCAS工艺等多种工艺，以到达不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外兴旺国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经历的同时，必须结合我国开展，尤其是当地实际情况，探究合适我国实际的城市污水处理系统。结合我国实际情况，参考国外先进技术和经历，建立城市污水处理厂应符合以下几个开展方向：1总投资省。我国是一个开展中国家，经济开展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有好处。2运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。3占地省。我国人口诸多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国很多城市开展和规划的一个重要因素。4脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新施行的国家（污水综合排放标准）GB8978-1996也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。5当代先进技术与环保工程的有机结合。当代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的开展提供了有力的支持。目前，国外兴旺国家的污水处理厂大都采用先进的计算机治理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比拟落后。计算机控制和治理也必将是我国城市污水处理厂开展的方向。三、几种处理系统的工艺比拟为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，治理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们调研了国内外污水处理厂的成熟经历和开展趋势，并进展了比拟。目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差异不大。二级处理那么是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或者A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。污水处理厂最好的节电场合是曝气机的鼓风机有些是采用搅拌机来曝气，节电率更高。污水处理厂的设备是全天候运转的，而且曝气机和潜水泵是污水处理的核心设备，需要用变频器对曝气机的鼓风机罗茨风机和潜水泵进展调速。鼓风机变频控制：污水处理好氧局部溶解氧浓度对处理结果有很大影响，溶解氧浓度太低，污水不能达标；溶解浓度太高，不仅浪费电能还可能使活性污泥上浮使出水也不能达标。鼓风机加变频器就是为了控制CASS池溶解氧的浓度稳定在恒定值.考虑到实际应用中只可能一台是变频运转，另一台停顿或者工频运转，同时为了减少固定资产投资，设计了2台风机只用一台变频器控制，刚曝气时，一台风机变频运转，假如该风机运行到50HZ后，溶解氧浓度仍没到达设定值，该变风机自动投到工频50HZ继续运转，第二台风机自动投到变频运转，在PID自动控制下直到溶解氧浓度稳定在设定值。当溶解氧浓度大于设定值,且变频风机频率低于一定频率,工频风机自动切断,只有变频风机运转。3.1变频调控原理与特性随着科技的不断开展，沟通电机调速技术被广泛采用。通过新一代全控型电子元件，用变频器改变沟通电机的转速方式来进展风机流量的控制，可以大幅度减少以往机械方式调控流量造成的能量损耗。3.2变频调节的节能原理图2中曲线1和2表示调速时的压力-流量曲线，曲线3和4表示节流调节时管路阻力特性曲线，曲线5表示恒速时功率-流量曲线，设A点为风机最大工况点。当风量需从Q1减少到Q2时，假如采用节流调节法，工况点由A到B，风压增加到H2，由图中可看出轴功率P2下降，但减少的不过多。假如采用变频调节方式，风机工况点由A到C，可见在知足同样风量Q2情况下，风压H3将大幅度下降，功率P3随着显著减少。节省的功率损耗PHQ2与图中面积BH2H3C成正比。由以上分析可知，变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节，不会产生附加压力损失，节能效果显著，调节风量范围0100，合适调节范围宽，且经常处于低负荷下运行的场合。但是，当风机转速下降，风量减小时，风压将发生很大变化，由风机比例定律：Q1/Q2n1/n2，H1/H2n1/n22，P1/P2n1/n23可知，当其转速降低到原额定转速的一半时，对应工况点的流量、压力、轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8，这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。假设将水泵转速降低10%输出频率45Hz时那么功率P2=0.9×P1=0.73P1,节电27%。假设将水泵转速降低20%输出频率40Hz时那么功率P2=0.8×P1=0.51P1,节电49%。由于功率与转速成三次方的关系，因此，转速变化越大，功率的消耗将呈几何级数减少。3.3启动电流对电动机及设备的损害电动机在启动阶段，往往采用自藕变压器降压启动或者星三角启动方式，这两种方式固然能降低启动电流对电动机的损害，但仍有高达额定电流56倍的启动电流，严重危害着电动机、水泵、单向阀、管路系统的使用寿命。使用变频调节以后，由于使用了SPWM技术，实现了真正意义上的软启动和缓冲停机，从根本上消除了启动电流对电动机及其它设备的危害，大大延长了设备的使用寿命。3.4设备运行中的噪音、震动、水锤等问题设备在全电压启动、运行、停顿的经过中，由于无法进展及时有效的调节，会产生严重的水锤、机械噪音增加、震动加剧等现象，这些现象都具有极大的破坏性，会引起管道破裂或者瘪塌、损坏阀门和固定件，并会增加进线变压器的负荷状况。采用了变频调节后，可以通过延长升、降速时间来延长起动或者停机的经过，即使在运行经过中，也可以通过对工作频率点的选择，跳过轻易引起设备共震的工作点，进而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小，轴承的磨损也大大减轻，设备的工作寿命将大大延长。0