大家都知道，污水处理行业要想节能环保，一般都要从两个层面进行，一个是生产工艺选择，另一个就是机器设备的选择了。

第一个没啥说的，我国现在投用的大部分污水厂，都选用的是活性污泥法好氧工艺。关于第二点，小编想聊聊风机。

在污水处理过程中，用于提供生物池曝气作用的鼓风机，占50%～70%的单位电耗，被称为污水处理系统中的电老虎，占污水处理总成本70%以上。故而选择性能更加优越的鼓风机对于污水厂的节能降耗和运营管理来说具有重大的意义。

曝气风机的前世——传统罗茨风机和多级离心风机，这两项技术都源自上个世纪，共同缺点是：耗电大、结构复杂、需要润滑、故障率高、体积大、噪音高、养护成本高。

随着时代的发展和科技的进步，不断迭代——空气悬浮离心风机和磁悬浮离心风机成为了新型风机代表。

今天小编就带水友们去详细了解一下空气悬浮风机。文章分为五个部分，大家可以按需阅读。

· 什么是空气悬浮风机

· 空气悬浮风机的组成与原理

· 空气悬浮风机的技术优势

· 在污水处理厂中的应用案例

· 空气悬浮风机视频详解

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什么是空气悬浮风机？

空气悬浮鼓风机是空气在鼓风机转子高速旋转下，会在转子与箔片轴承表面之间产生动压效应，形成一个高压气膜而将转子托浮起来的一种鼓风机。

在污水处理主要作用是往水中曝气来提高水中氧气的含量，从而除铁、除锰或促进需氧微生物降解有机物，达到除去可氧化沉淀的物质的目的。

另外曝气可使水和空气充分接触以交换气态物质去除水中挥发性物质，如去除水的臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体；还可以通过底部风道进气鼓风起到曝气将底部沉积物泛起，通过废水泵排出的作用。

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空气悬浮风机的组成与原理

空气悬浮风机主要包括叶轮、空气悬浮轴承、变频器、高速永磁电机及其结构控制系统。

电机主轴与风机叶轮同轴，高速转子系统由空气悬浮轴承直接支撑。其主要核心技术是空气悬浮轴承技术、高速永磁同步电动机及其控制技术。空气悬架轴承以空气为工作介质，以弹性平坦箔片为支撑面，以弹性波浪箔片为支撑构件。

最初，叶轮转子与轴承接触，但当转子进入高速旋转状态时，由于空气的粘性和楔块的作用，平面间会产生动压效应。在箔片和转子表面，使扁平箔和波纹箔发生弹性变形，将扁平箔推开，然后使转子处于悬浮状态。

不均匀的圆周气压使箔片轴承具有承受载荷的能力。或者更简单地说，在转子高速旋转期间，在转子和箔片之间形成高压气膜，从而提升转子。

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空气悬浮风机的技术优势

1）节能高效

采用悬浮轴承，无接触损失和机械损失，实现了高转速无极变转速调节，使得风机运行效率可高达95%左右。

2）噪音低，体积小，安装方便

所有部件集成安装在普通底座上，无需特殊固定基础，设备体积小、重量轻、安装操作方便，运行时低噪声和无振动，噪声等级＜80dB。

3）系统集成性高

鼓风机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。通过风机自身的控制面板就可以实现各种功能的设定和对流体温度、电机转数、出风压力、风量、消耗功率等进行参数的查询。

4）使用简单、维护简便、费用低，寿命长

鼓风机电机与叶轮直联，无齿轮增速装置，无任何机械接触，无需润滑油系统，没有磨损及能量损耗，维护费用低，动力传递效率达到95%以上。

叶轮选用高强度航空铝材、Ti材质，具有优秀的耐磨、抗变形能力，使用寿命达30年以上。采用变频器调速调节风量，比节流阀节能，且风量调节范围广泛，一般为50%～100%。

5）冷却效率高

冷却系统采用风冷和水冷结合的方式，能够有效保护电机，可实现风机的随时启停。

6）远程控制

采用了PLC+GPRS。不但可由中心控制室控制，若风机出现故障，还可以实施远程维修调试。

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在污水处理厂中的应用案例

某污水处理厂经过提标扩建工程后，由于采用A/A/O-MBR高污泥浓度工艺，导致原先的罗茨风机无法满足曝气要求，故将罗茨风机改造为空气悬浮鼓风机。

该污水厂原有罗茨鼓风机3台，2用1备，使用年限已近9年，性能逐步下降，生物池曝气需要开启2台风机，正常运行时鼓风机电机温度偏高，可达到100℃左右，长时间的高温导致电机轴承润滑油脂变坏失去润滑的作用，导致风机电机高故障率，经常性的返修，无法满足正常的工艺需求。

另外，鼓风机房内罗茨鼓风机运行噪音过大，大概为110dB左右。为了满足正常生产需要， 确保出水水质达标排放，同时改善鼓风机房的工作环境，决定采用空气悬浮鼓风机来替代老风机，按照1用1备配置，根据实际水量及水质每天进行调整风量，由于空气悬浮鼓风机自带隔音罩且正常运行时无摩擦，使得机房内的噪音大幅度降低，约为70dB以下。

工程改造后,由原先必须开启2～3台罗茨风机运行调整为只需开启1台空气悬浮鼓风机满足曝气要求；鼓风机房内的噪声大幅度降低；在处理量和水质稳定的情况下，出水水质基本无变化，空气悬浮风机比罗茨风机节能约20%。

本工程共投入159万元, 在当前的处理量及水质情况下，以空气悬浮风机比罗茨风机节能0.061kwh/m3计，则每年可以节约耗电量402773kwh，按照本单位的电单价约1.1元/kw·h 计,可以为污水厂节约电费约40万元/ 年,预计4年内可以收回投资成本。若加上原来每年用于罗茨鼓风机大修4.2万元，则预计3年内就可以收回投资成本。

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结 语

现在污水处理的二级生物处理阶段大多是采用鼓风机底部曝气工艺，所以鼓风机的选择直接会影响投资及长期效益。空气悬浮鼓风机作为未来污水处理的常用设备之一，具有高效率、高性能、低噪音、低能耗、维护工作量少等优点，在污水处理行业具有巨大的应用前景！

资料来源：

1.宋文清.空气悬浮离心鼓风机在污水处理厂中的应用[J].城市道桥与防洪,2010.

2.刘富爽等.污水处理用鼓风机的应用[J].净水技术，2016.

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