變頻控制柜在某污水處理廠的應(yīng)用

    城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來，越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。

 結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符以下幾個(gè)發(fā)展方向：
1 總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。
2 運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。
3 占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。
4 脫氮除磷效果。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問題。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
5 現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)與環(huán)保工程的有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自控系統(tǒng)設(shè)備的出現(xiàn)和完善，為環(huán)保工程的發(fā)展提供了有力的支持。目前，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理廠大都采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理和自控系統(tǒng)，保證了污水處理廠的正常運(yùn)行和穩(wěn)定的合格出水，而我國(guó)在這方面還比較落后。計(jì)算機(jī)控制和管理也必將是我國(guó)城市污水處理廠發(fā)展的方向。

二、污水處理工藝及變頻改造可行性變與頻節(jié)能原理
1 原污水處理系統(tǒng)工藝
      為了選擇出工藝上最可靠，投資上最經(jīng)濟(jì)，管理上最方便的城市污水處理系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，我們調(diào)研了國(guó)內(nèi)外污水處理廠的成熟經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢(shì)，并進(jìn)行了比較。 目前，國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠處理工藝大都采用一級(jí)處理和二級(jí)處理。
    a 一級(jí)處理是采用物理方法：主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。這一處理工藝國(guó)內(nèi)外都已成熟，差別不大。
    b 二級(jí)處理則是采用生化方法：主要通過微生物的生命運(yùn)動(dòng)等手段來去除廢水中的懸浮性，溶解性有機(jī)物以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。目前，這一處理工藝有多種方法，歸結(jié)起來，有代表性的工藝主要有傳統(tǒng)活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前，這幾種代表工藝在國(guó)內(nèi)外都有實(shí)際應(yīng)用。
      c 曝氣機(jī)和潛水泵是污水處理的核心設(shè)備，也是主要的運(yùn)行耗能設(shè)備。污水處理廠曝氣機(jī)的鼓風(fēng)機(jī)是全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的，曝氣機(jī)的主要作用就是向待處理污水中通入空氣，空氣中的氧融解在污水中，污水處理好壞在溶解氧部分,溶解氧濃度對(duì)處理結(jié)果有很大影響，溶解氧濃度太低，污水不能達(dá)標(biāo)；溶解濃度太高，不僅浪費(fèi)電能還可能使活性污泥上浮使出水也不能達(dá)標(biāo)。溶解氧濃度主要靠鼓風(fēng)機(jī)通入的風(fēng)量來調(diào)節(jié)。
    d 目前大部分鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)是靠進(jìn)風(fēng)門及出風(fēng)門來調(diào)節(jié)的，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)不做速度調(diào)節(jié)，此種調(diào)節(jié)方式節(jié)能有限，在不同的污水量及處理工藝的不同階段，隨然需要的風(fēng)量不一樣，但鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)消耗的電能基本不變，造成極大的電能浪費(fèi)。
    2 變頻改造的可行性
      隨著交流變頻調(diào)速的日益普及，變頻器補(bǔ)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中。曝氣機(jī)的鼓風(fēng)機(jī)加裝變頻器，鼓風(fēng)機(jī)變頻控制后，能隨時(shí)根據(jù)污水量、污水處理的不同工藝階段所需的風(fēng)量來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制供風(fēng)理，最終將曝氣池溶解氧的濃度控制在污水處理工藝所需值。
變頻調(diào)速能是一項(xiàng)節(jié)電環(huán)保的技術(shù)，污水廠設(shè)備一般全天候運(yùn)行，經(jīng)過變頻改造后節(jié)能效果可觀，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作方便，能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。
3 變頻節(jié)能原理
    隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式來進(jìn)行風(fēng)機(jī)流量的控制，可以大幅度減少以往機(jī)械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。

三、變頻改造方案
      根據(jù)原設(shè)備工況，考慮可靠性及配置的靈活性，采用一拖一方案，每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)加裝一套變頻節(jié)能柜，保留原軟啟動(dòng)裝置，作為變頻控制柜故障時(shí)的備用裝置，以保證生產(chǎn)的萬(wàn)無(wú)一失。變頻控制柜內(nèi)含變頻器、切換接觸器、指示表、指示燈及按鈕開關(guān)等。
    五、用戶受益
1 高效節(jié)能運(yùn)行，節(jié)能效果可觀，投資回報(bào)周期短變頻改造后，鼓風(fēng)機(jī)可根據(jù)工藝需要來調(diào)節(jié)供風(fēng)量，變頻調(diào)速后節(jié)約電能。
2 電機(jī)真正帶負(fù)載軟啟動(dòng)，減少?zèng)_擊。使用變頻調(diào)節(jié)以后，由于使用了SPWM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的軟啟動(dòng)和緩沖停機(jī)，從根本上消除了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)及其它設(shè)備的危害，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
    3 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。采用了變頻調(diào)節(jié)后，可以通過延長(zhǎng)升、降速時(shí)間來延長(zhǎng)起動(dòng)或停機(jī)的過程，即使在運(yùn)行過程中，也可以通過對(duì)工作頻率點(diǎn)的選擇，跳過容易引起設(shè)備共震的工作點(diǎn)，從而使水泵葉片、單向閥、管路系統(tǒng)承受的應(yīng)力大為減小，軸承的磨損也大大減輕，設(shè)備的工作壽命將大大延長(zhǎng)。