污泥好氧堆肥的风机优化选型

       相当多的污水处理厂在初步设计时，剩余污泥的出路就是脱水后外运。随着国内污水处理行业的飞速发展，越来越多的剩余污泥成为新的重要污染源。污泥的无害化、稳定化、减量化、资源化的处理显得迫在眉睫，污泥处置成为环保行业新的发展趋势。污泥的好氧堆肥比较适合我国国情，在国内的发展前景十分广阔、目前已建成并投运多个污泥好氧堆肥的项目，更多的在前期论证中。好氧堆肥的曝气阶段是最主要的处理阶段，曝气的风机造型是否得当，直接影响到整个污泥好氧堆肥运行的经济性，并且对堆肥的自动控制系统的开发也起到十分重要的影响。

工作原理和工况要求

      污泥堆肥处理所需要的风量根据单个发酵槽的物料量计算得出；风压则是根据曝气系统的阻力损失来计算。污泥堆肥的风压损失主要由两部分构成：1、在曝气管路不复杂的情况下，管路损失的风压并不大；2、发酵槽（仓）内的物料产生的阻力损失占风压损失的大部分，并且物料因为混料、翻堆、布料高度、疏松度等因素的影响、阻力损失变化范围较大.

    

集中曝气和分散曝气的对比选择

理论上，污泥好氧堆肥的曝气系统有集中曝气和分散曝气两种方案。

城市污水处理厂通常采用集中曝气的方案，不同的风机之间互为备用。污水处理厂风机的风压主要克服管路损失和生物池水底水压，在正常运行情况下，风压相对稳定。污水处理厂的曝气池的运行管理，是根据水中的溶解氧来调整风机的曝气量、气水比相对稳定。调节单个生物池的空气流量通过调节风机和生物池进气阀门开度、并且调节次数不频繁。在设备造型上：单极高速离心风机在水处理厂被应用的比较广泛，通过调整风机的进出口导叶来调节总的空气流量、风压变化不大。城市污水处理厂的多个生物池的正常运行参数基本相同：同样的进水水质、进水通过配水井，使每个生物池的进水量大致相同，因此不同生物池的所需要的曝气量相差不大，生物池正常运行时，水中的溶解氧数值保持在一个相对稳定的范围、通过溶解氧的数值来调整风机的运行，调整的幅度较小。在供电上、污水处理厂的供电质量能得到很好的保证。因此集中曝气的方式对于污水处理厂的优点十分明显，得到广泛的应用。

在一个污泥处置厂全部的发酵萨满教（仓）都正常运行时，所需要总的理论日落气量还是相对稳定的，从这一点看起来在污泥堆肥中采用集中曝气的似乎一定的合理性。污泥好氧发酵堆肥工艺按照理论，大致可分为：升温期、高温期、降温期几个阶段，在每个阶段所需要的曝气量都不相同；更重要的是：不同的发酵萨满教（仓）、条垛由于混料时的物料配比、开始曝气的时间等因素的影响、在同一时间内所处的状态并不相同、所需要的曝气量在同一个发酵槽（仓）不同时期、不同发酵槽（仓）之间变化很大、空气流量调整十分频繁。靠人工调整满足不了需要，必须实现根据发酵槽（仓）的温度、氧气浓度等参数实现对风机的控制单个风机供应的发酵槽（仓）数量越多，彼此之间的干扰越大。难以预见、监测气流在不同的发酵槽（仓）之间的分配、必须加装在线的气体流量计实时监测、会增加投资成本。

在集中曝气模式下，单个风机故障、检修，势必造成多个发酵槽（仓）的曝气停止、发生厌氧反应。厌氧产生的恶臭又会恶化车间的空气质量，加大堆肥车间通风量的负荷。并固体发酵的运行情况复杂、条件相对恶劣。发酵槽（仓）内发生局部堵塞的可能性很大，清理起来工作量很大、费时、费力、工作条件恶劣。如果清理不及时会影响曝气的均匀性，局部曝气不足、会产生厌氧反应、产生恶臭、好氧菌数量减少，发酵效率下降；曝气过量、会使堆体的温度下降、物料腐熟不充分。出料时，堆体内部仍有大量的细菌和待分解的物质，对无害化和稳定化都有不利的影响。

此外，在风机造型中，每小时数万立方米风量、几千帕的风压的参数对于罗茨或离心风机的造型都十分困难，且运行工况牌低效率区域，装机功率大大增加，若选择大功率离心通风机，集中供气，曝气管路系统十分复杂，管路损失风压增大，使得压力难以满足工艺要求。

             在集中曝气模式下，因为污泥好氧堆肥的曝气调整比较频繁，曝气管路的阀门动作频繁，对阀门的寿命也有不利影响。从供电上来说；污水处理厂通常建在城镇交警，供电质量较高；而污泥堆肥厂，因为发酵时产生臭味的缘故。通常建在远离市区的郊外，供电质量难以同污水处理厂那样可靠，大功率风机在供电质量不稳定、电网电压低时，启动比较困难。分散曝气采用的风机功率较小。在用电高峰期、电压较低，仍能正常启动。在供电不稳定时，可以减少投料运行的发酵槽（仓）数量，来保证运行质量。对供电要求较低。如果采用集中曝气，还需要建造专门的风机房，铺设复杂的曝气管路，采用分散曝气，可以省去阀门和在线气体流量计，则不需要建筑专门的风机房，可以降低投资。

在污泥堆肥中，分散曝气明显优于集中曝气。推荐采用分散曝气模式。对于分散曝气的一个缺点：单个风机必须满足发酵槽（仓）最大风量的要求，但是发酵槽（仓）并不是一直处于最大鼓风量的运行状态下；某种意义上造成设备能力的浪费。克服这个缺点，可以适当考虑适度集中，1个风机可以给2~3个发酵槽（仓）供气。比如在1个风机给2个发酵槽（仓）供气时，风机的风量不一定就是单个发酵槽所需的最大风量的2售。风机的风量满足1个槽（仓）的最大风量并有适当剩余，通过调整发酵槽（仓）的进料时间，使之处于不同的状态下，对鼓风量的要求不同时达到最大风量。这样风机的处于高频运行状态下，处于高效工作区间。对风机的变频运行能力要求相对较低。

分散和集中之间取得平衡，在设计曝气方案时，应充分考虑到自控开发的要求和节能降耗的需求。详细的对比表如下：

           表1污泥好氧堆肥的集中曝气与分散曝气的对比表

结论

好氧堆肥工艺中曝气控制是最重要的环节之一，直接影响了堆肥效果，风机的选型直接影响投资成本和运营成本。曝气的风机选型是否得当，直接影响到整个污泥好氧堆肥运行的经济性，并且对堆肥的自动控制系统的开发也直到十分重要的影响。根据污泥好氧堆肥工艺的特点，相比较集中曝气的形式，具有更多灵活性的分散曝气的风机选型方式更加适合。

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