曝氣系統(tǒng)——污水廠的“電老虎”，能耗占比高達(dá)50-75%！然而，許多企業(yè)在曝氣器選型和設(shè)計(jì)時(shí)往往不夠重視，導(dǎo)致看似微小的差異，帶來巨大的能耗鴻溝，動(dòng)輒20%以上。

能耗高低，不僅看氧利用率，曝氣器阻力同樣關(guān)鍵卻常被忽視。本文將結(jié)合這兩大核心要素，對(duì)比分析旋流曝氣器與微孔曝氣器的綜合能耗。

拋磚引玉，為您的選型提供有價(jià)值的參考。思路亦適用于同類型產(chǎn)品的比較。

一、能耗核心要素PK

1.氧利用率PK：

* 微孔曝氣器：清水氧利用率雖高（管式18-28%，盤式22-40%），但在污水中水體黏稠度高、氣泡擴(kuò)散阻力大、小氣泡易聚并成大氣泡，顯著下降至16-18%。

* 旋流曝氣器：采用大氣泡+泥水氣劇烈混合+筒內(nèi)外循環(huán)流，強(qiáng)制消耗氧氣，黏稠度對(duì)其影響較弱。清水氧利用率17-21%，污水中14-16%，降幅遠(yuǎn)小于微孔。

* 本輪，參照設(shè)計(jì)院對(duì)兩種曝氣器在6米污水中氧利用率的高取值，微孔取18% vs 旋流取16%。氧利用率PK，微孔勝。

2.阻力PK：

* 微孔曝氣器：本輪對(duì)比，以悉尼WEST HORNSBY污水處理廠EPDM膜片曝氣器五年阻損為例。數(shù)據(jù)源自中國(guó)給水排水公眾號(hào)2022年5月12日文章。

* 旋流曝氣器：本輪對(duì)比以青島玖源XL100在常用風(fēng)量30m3/h運(yùn)行時(shí)的阻力為例。數(shù)據(jù)源自建設(shè)部給排水設(shè)備質(zhì)檢中心報(bào)告。

* 微孔阻力高，且逐年顯著上升。旋流阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微孔，且長(zhǎng)期不變。本輪阻力PK，旋流勝。

3、對(duì)決：綜合能耗PK （將1、2輪的表現(xiàn)錄入下述公式）

*阻力導(dǎo)致的能耗差異（風(fēng)機(jī)風(fēng)壓差異） = (微孔阻力 + 管路阻力 + 水深阻力) / (旋流阻力 + 管路阻力 + 水深阻力) - 100.%         (假設(shè)管路阻力=2kPa, 水深6米阻力=60kPa)

*氧利用率導(dǎo)致的能耗差異（需風(fēng)量差異） = 微孔氧利用率 / 旋流氧利用率- 100.%

精彩發(fā)現(xiàn)：

*初始運(yùn)行時(shí)，微孔因氧利用率高，新品阻力低，綜合能耗略低于旋流約3.4%。

*但從第2年開始，微孔的氧利用率優(yōu)勢(shì)，被逐年攀升的阻力，抵消殆盡。需風(fēng)量差異，開始低于阻力差異，雙方的能耗水平也開始扭轉(zhuǎn)。

*旋流憑借阻力低且穩(wěn)定，綜合能耗第2年開始反敗為勝，低于微孔且優(yōu)勢(shì)逐年擴(kuò)大：第2年低1.5%，第3年低5.5%，第4年低9.5%，第5年低14.3%，第6年低19.1%！

理論動(dòng)力效率對(duì)決：最直觀的能耗指標(biāo)的PK

曝氣器檢測(cè)報(bào)告中，理論動(dòng)力效率 kgO?/(kW·h) 才是最該關(guān)注的指標(biāo)，即1度電能給水體充入多少公斤氧，這直接代表設(shè)備能耗。

*微孔曝氣器（6米清水）：通常 4.0 - 5.19

*旋流曝氣器（6米清水）：可達(dá) 5.3 - 5.54

* 綜合能耗PK：即使在清水中，旋流能耗也已略優(yōu)。在污水（尤其高濃易結(jié)垢廢水）中，微孔阻力急劇上升，旋流的節(jié)能優(yōu)勢(shì)更加顯著！

二、投資成本PK

*初期投資：若采用相同安裝方式（均為池頂?shù)跹b或池底安裝），兩者初期投資基本相同，打平。不過，

*旋流曝氣器：使用壽命10年以上。

*微孔曝氣器：通常僅3-5年。 期間膜片會(huì)有老化、破損、堵塞。

* 如果加上設(shè)備折舊、更換費(fèi)用、停產(chǎn)損失、檢修費(fèi)用、安全風(fēng)險(xiǎn)、能耗差異，旋流曝氣器的綜合投資遠(yuǎn)低于微孔！

憑借不停產(chǎn)安裝、超長(zhǎng)壽命、不易堵塞、能耗適中、兼具攪拌功能等優(yōu)勢(shì)，旋流曝氣器在工業(yè)污水處理領(lǐng)域已成為主流選擇。隨著應(yīng)用普及和標(biāo)準(zhǔn)件化，其價(jià)格還有望進(jìn)一步下降。

三、旋流曝氣器布置數(shù)量考量因素：

1.輻射面積：

S = [ (H - L - h')× tan15° + r ]2 × π

(H:有效水深； L: 曝氣器長(zhǎng)度； h': 筒底距池底高度； r: 頂部出口半徑)

* 核心因素：水深H。水深6米時(shí)，輻射面積約7㎡。

2.攪拌面積：

* 旋流曝氣器，僅能卷吸周圍大約50cm的污泥。建議點(diǎn)位間距1.5-2.4米，單臺(tái)面積≤4㎡，避免造成嚴(yán)重的污泥沉積。

3.通氣量區(qū)間：

* 確保  (總風(fēng)量 / 布置數(shù)量= 單臺(tái)風(fēng)量)  落在區(qū)間內(nèi)。

* 區(qū)間上限：阻力升高到3000Pa時(shí)的風(fēng)量。

* 區(qū)間下限：氧利用率降至17%時(shí)的風(fēng)量，或動(dòng)力效率降至4時(shí)的風(fēng)量。

四、旋流曝氣器安裝施工要點(diǎn)：

1.安全：旋流曝氣器，安裝極其簡(jiǎn)單。但作業(yè)涉及溺水、觸電、高空、池底硫化氫逸出、有限空間等，建議由具備安裝資質(zhì)的公司施工。違法發(fā)包面臨50萬-100萬罰款甚至刑事責(zé)任。

2.優(yōu)選池頂懸空吊裝： 無須停產(chǎn)清淤。且施工效率高，避免觸底安裝的效率低下。

3. 豎管： 為降低氣流阻力和晃動(dòng)，豎管至少采用DN25以上，豎管和水平管交接處用角鋼加固。很具備性價(jià)比的是內(nèi)外涂塑鋼管，又便宜又耐污水腐蝕。

4. 配件細(xì)節(jié)： 建議使用帶螺栓孔的大橡膠墊片，避免偏移增加氣流阻力；螺栓務(wù)必加彈簧墊片防松。

五、旋流曝氣器選購(gòu)核心考量因素

1.使用壽命：

* 主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：法蘭、噴嘴與筒體，若是用膠水/螺絲/榫槽拼接，長(zhǎng)期高頻振動(dòng)和浸水環(huán)境下易散架。

*   建議招標(biāo)時(shí)明確要求：法蘭、噴嘴與筒體一體注塑，且加強(qiáng)加固。

其它風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：法蘭太薄易破、再生料易裂（黑色帶刺鼻氣味）、壁厚太薄易穿。

2.抗堵塞能力：

* 污泥濃度高、易結(jié)垢或含纖維的水質(zhì)，應(yīng)選擇筒體中心通透型產(chǎn)品，避免間隙過小導(dǎo)致堵塞。

* 含鈣較多、易結(jié)垢廢水，應(yīng)選用耐酸材質(zhì)（如改性PP或PE），結(jié)垢后可通過酸洗去垢。

3.能耗差異（動(dòng)力效率）

* 一臺(tái)旋流曝氣器運(yùn)行風(fēng)量0.5m3/min，一小時(shí)耗電約0.7度，年電費(fèi)約4292元。能耗（動(dòng)力效率）相差20%，一臺(tái)電費(fèi)一年就相差858元！

* 選型依據(jù)：索要省級(jí)以上第三方機(jī)構(gòu)（建設(shè)部給水排水設(shè)備質(zhì)檢中心）出具的檢測(cè)報(bào)告。優(yōu)選動(dòng)力效率高、阻力低、氧利用率高的產(chǎn)品。

* 重要提示：不同廠家檢測(cè)條件（水溫、風(fēng)量）不同，報(bào)告數(shù)據(jù)不可直接橫向?qū)Ρ龋⌒杞Y(jié)合項(xiàng)目實(shí)際單臺(tái)風(fēng)量、水溫分析。

4.安裝便捷：

* 優(yōu)選可懸空吊裝的產(chǎn)品。 優(yōu)選結(jié)構(gòu)優(yōu)化無需拉桿抱箍的產(chǎn)品，避免拉桿與豎管間距不匹配，須割斷重焊。優(yōu)選帶法蘭的產(chǎn)品，將來檢修拆裝時(shí)無須割焊。

六、結(jié)語：環(huán)境工程預(yù)算有限，頻繁檢修更換更是企業(yè)不可承受之重。曝氣器的選擇，應(yīng)回歸本質(zhì)：結(jié)實(shí)耐用、高效簡(jiǎn)潔、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。

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