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品牌
序言
為更好地普及TSW型沉水式鼓風機在河道生態(tài)修復(fù)人工復(fù)氧曝氣中的應(yīng)用常識、以及為相關(guān)設(shè)計和施工單位提供較規(guī)范的河道曝氣沉水式風機應(yīng)用技術(shù)工藝，我們總結(jié)了二十多年的沉水式鼓風機應(yīng)用經(jīng)驗，結(jié)合相關(guān)部門制定的河湖治理技術(shù)指南和導(dǎo)則，分析了一些較典型的河湖生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)和案例，特編寫本指南，供業(yè)內(nèi)人士參考，如有不妥之處，共同商榷，敬請指正！
一、 為何選擇沉水風機？
河道生態(tài)修復(fù)工藝中，為解決河道水體DO(溶解氧)指標，往往會對河道水體進行人工復(fù)氧處理。在眾多的人工復(fù)氧工藝中，鼓風曝氣是效率最高的一種曝氣技術(shù)。鼓風曝氣系統(tǒng)由鼓風機+曝氣器+連接管道組成。
采用鼓風曝氣的設(shè)備有很多種選擇，其中容積式羅茨鼓風機因具備對空氣的輸送和壓縮作用，且具有輸送壓縮的空氣無二次污染的特點，是目前污水處理和河道治理曝氣常用的設(shè)備選擇。
普通陸上型羅茨鼓風機通常被應(yīng)用于生活污水、工業(yè)污水等各種較固定的污水處理工廠(站點)，但因噪音高、需要建設(shè)專門的設(shè)備房、故障頻繁等因素，不太適合于具有野外施工環(huán)境復(fù)雜的河道治理曝氣設(shè)備選擇。
河道生態(tài)修復(fù)的工程施工與設(shè)備運行，同時涉及到《噪聲法》關(guān)于“建筑施工噪聲污染防治和社會生活噪聲污染防治”的規(guī)定，尤其是城市河道及景區(qū)河流的生態(tài)修復(fù)工程對噪音的敏感性強，如果選用噪音高的曝氣風機會產(chǎn)生噪聲污染行為；新版《噪聲法》第四十一條規(guī)定：在噪聲敏感建筑物集中區(qū)域施工作業(yè)，應(yīng)當優(yōu)先使用低噪聲施工工藝和設(shè)備。第七十條規(guī)定：對噪聲敏感建筑物集中區(qū)域的社會生活噪聲擾民行為，基層群眾性自治組織、業(yè)主委員會、物業(yè)服務(wù)人應(yīng)當及時勸阻、調(diào)解；勸阻、調(diào)解無效的，可以向負有社會生活噪聲污染防治監(jiān)督管理職責的部門或者地方人民政府指定的部門報告或者投訴，接到報告或者投訴的部門應(yīng)當依法處理。第八十七條規(guī)定：違反本法規(guī)定，產(chǎn)生社會生活噪聲，經(jīng)勸阻、調(diào)解和處理未能制止，持續(xù)干擾他人正常生活、工作和學習，或者有其他擾亂公共秩序、妨害社會管理等違反治安管理行為的，由公安機關(guān)依法給予治安管理處罰。
(圖1： TSW型沉水式鼓風機和河道應(yīng)用)
沉水式鼓風機是經(jīng)過技術(shù)改良的羅茨鼓風機，具有普通羅茨鼓風機一樣的應(yīng)用特點，主要圍繞噪聲性能、密封性能、維保周期和使用壽命等方面進行產(chǎn)品技改，從而解決了普通羅茨鼓風機在河道鼓風曝氣應(yīng)用中因噪聲擾民問題而引起的法律風險和工程設(shè)備安裝場所受限、故障率高等的使用缺陷問題，是目前比較適合選擇的河道鼓風曝氣風機設(shè)備。
1、 優(yōu)勢比較
我們可以比較一下沉水式鼓風機與普通陸上型羅茨鼓風機的優(yōu)缺點，這樣就能夠非常直觀地發(fā)現(xiàn)在河道曝氣中選擇沉水式鼓風機的理由了。
陸上型：
A、優(yōu)點：具有容積式鼓風機進行空氣輸送壓縮效率較高的共同特點，不同的曝氣水深(壓力)空氣輸送流量基本恒定；具有清潔型氣體輸送的特點，在河道溶氧曝氣時避免水體二次污染。
B、缺點：
a、噪聲較大
b、需安置于設(shè)備間
c、河岸景觀形象差
d、維護成本高
沉水式：
A、 優(yōu)點：具有陸上型羅茨鼓風機共同的優(yōu)點；噪音小(<60dB)，無需專門的設(shè)備間，安置與河道中不影響河岸景觀形象；經(jīng)過技改后的沉水式風機，產(chǎn)品性能更好、故障率更低、維護成本更經(jīng)濟。
B、 缺點：單臺風機風量Q<15m³|min、曝氣水深<6米、與同型號陸上型羅茨鼓風機相比價格稍高。
2、 優(yōu)勢分析
從上述比較中可以看出，在河道治理中使用沉水式鼓風機進行復(fù)氧曝氣，可完全解決噪聲擾民的困擾，規(guī)避噪聲污染，滿足新版《噪聲法》要求；在河道治理中使用沉水式鼓風機進行復(fù)氧曝氣，可免除因安裝鼓風機造成河岸景觀不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象河岸更生態(tài)美觀；河道治理中，進行人工復(fù)氧曝氣的河道水深一般都不會很深(<6米)，且對單臺風機的風量要求也不是很高，沉水式鼓風機可完全滿足河道曝氣需求；沉水式鼓風機的采購價格雖稍高，但因無設(shè)備房等建設(shè)投入，總體設(shè)備采購成本不會增加；沉水式鼓風機的產(chǎn)品性能更好、使用壽命更長、維護更簡單，可節(jié)省后期日常維護費用，對于具有運維需求的工程項目更具經(jīng)濟性。
3、 品牌優(yōu)勢
春鼎品牌來自于中國臺灣，采用日本工藝技術(shù)，具有四十年的羅茨鼓風機制造經(jīng)驗，TSW是春鼎的一款低噪音風機(注：TS為低噪音羅茨風機的通用代號，W表示水下使用)，春鼎是目前生產(chǎn)沉水式鼓風機最早、應(yīng)用實踐最多、設(shè)備穩(wěn)定性最好的制造型企業(yè)，TSW型沉水式鼓風機被中國貿(mào)促會授予“技術(shù)進步獎”，也被中華環(huán)保聯(lián)合會列入“2021村鎮(zhèn)水環(huán)境治理推薦技術(shù)目錄”。
(TSW型沉水風機的品牌魅力)
二、 沉水風機河道工程項目的設(shè)計與施工
1、 河道曝氣沉水式風機的選型
風量：在河道治理中，使用沉水式鼓風機作為曝氣的氣源時，應(yīng)根據(jù)治理河道的水體總量及微生物治理工藝對溶解氧(DO)的需求計算出總的空氣轉(zhuǎn)移需求量(可參照污水處理工藝的汽水比計算)，從而換算出單位時間的風機流量參數(shù)(風量)。
風壓：河道曝氣的水深與沉水式風機運行壓力相對應(yīng)，對于不同的曝氣水深應(yīng)選擇不同的風機運行壓力參數(shù)，沉水式風機河道曝氣的水深一般不能超過6米，故沉水風機的風壓參數(shù)都小于等于6000mmaq。
在計算出沉水風機風量與風壓需求后，可根據(jù)下表來進行沉水風機的選型。
沉水式風機的風量在電機不同的運行頻率時是不同的，春鼎品牌沉水式風機的電機可支持變頻使用，我們在選型時應(yīng)考慮變頻使用的風量區(qū)間，這樣以提高風機的節(jié)能性，也可滿足河道在不同季節(jié)、水量等狀況下的溶解氧需求變化。
根據(jù)河道所處的地理位置，在選型時應(yīng)充分考慮地理位置對社會環(huán)境噪聲排放的要求，下表(1)為社會生活噪聲排放標準。下表(2)是春鼎TSW型沉水式風機的噪音值。可根據(jù)河道生態(tài)修復(fù)工程不同的環(huán)境要求和地理位置進行沉水式風機的選型與布置。在工程設(shè)計中，可根據(jù)具體情況來配置沉水式風機的型號和數(shù)量，這樣可最大程度優(yōu)化設(shè)備對環(huán)境的影響和工程項目的投資。
2、 管路與曝氣器
在使用沉水式鼓風機進行河道曝氣時，沉水式風機與管路、曝氣器聯(lián)合組成一個曝氣系統(tǒng)，通過氣源風機、輸送管路、終端曝氣器實現(xiàn)曝氣。
系統(tǒng)連接管路最好選用相應(yīng)規(guī)格的PE材質(zhì)管道，也可選用鍍鋅鋼管等其它材質(zhì)的管道，一般不建議使用PVC材質(zhì)的管道，PVC材質(zhì)的管道易老化、凍裂。管路口徑要與沉水式風機的出口口徑匹配，如不匹配的須采用異徑接頭連接。管路分主管路和分支管路，分支管路的口徑一般小于主管路。管路分布最好采用等分布置，按照風機位置兩側(cè)進行分布。
沉水式風機安裝時因河道實際水深的原因，可能會需要加配風機進出口延長管，根據(jù)工程現(xiàn)場實際水深狀況，計算出沉水式風機是否需要加配延長管長度，延長管可現(xiàn)場制作，延長管分別和沉水式風機的進出口消聲器進行連接(詳見廠家提供的安裝視頻)。
沉水式風機河道曝氣與其它風機曝氣采用同樣的曝氣器，有管道穿孔、盤式曝氣器、螺旋式曝氣器、納米曝氣器等。曝氣器產(chǎn)生的氣泡越小越密溶氧效果越好。
3、 河道曝氣沉水式風機的安裝
沉水式風機的現(xiàn)場安裝主要分兩個部分，一是設(shè)備的現(xiàn)場組裝，二是設(shè)備的現(xiàn)場安裝。風機設(shè)備部件包括：主機、電機、消音器、彎頭、壓力表、逆止閥、安全閥、軟接頭、吊鏈等(詳見圖2)。
沉水式風機的標配消音器有三個，在出廠時一組消音器是已經(jīng)安裝完畢的，另外的一個人口消音器需要在現(xiàn)場進行安裝的，并根據(jù)現(xiàn)場河道的水深加裝延長管，出口出也要根據(jù)河道的水深另外加裝延長管。
沉水式風機在河道中的放置須充分考慮河道底部的形狀及淤泥的深度。河道一般呈倒梯形，沉水式風機須放置于底部平坦的位置，如遇不太平整的最好事先放置一塊混凝土預(yù)制板或者其它材質(zhì)的平臺，讓沉水風機置于平臺上，沉水風機的底部配有帶防震功能的底座，可直接安置于河道底部或平臺，不需要做底部固定。如河道有淤泥的，河道底部淤泥的深度應(yīng)不超過沉水風機電機的中部位置(一般情況下淤泥的深度不能超過0.5米)，不然淤泥會影響風機的散熱，導(dǎo)致設(shè)備溫度過高而故障。
(圖2：沉水式風機安裝組合參考圖)
通常情況下，沉水風機安裝不需要做專門的底部固定，設(shè)備底座配有專門的防震墊，風機的出口與管道系統(tǒng)的連接可以起到一定的固定作用。沉水風機的機械振動值極低，設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性強，不會產(chǎn)生因設(shè)備振動而位移的現(xiàn)象。在特殊情況下，可進行局部固定，但不能固定底部，以免發(fā)生維修困難。
沉水風機安裝時，須仔細閱讀《使用指南》，杜絕混淆進出口，使用前須嚴格清理現(xiàn)場制作留下的焊渣等異物，逆止閥、壓力表、安全閥、出口短管、防震接頭等水平安裝部分應(yīng)嚴禁垂直安裝，以免發(fā)生設(shè)備進水事故。
沉水風機下水前，須進行通電試運行，在確定運轉(zhuǎn)正常無故障后方可下水安裝。
如遇河道有淤泥的，河道的淤泥不能淹沒沉水式風機的電機部分，以免影響設(shè)備散熱。
如遇河道有潮汐現(xiàn)象或河道水位有異常的，應(yīng)充分考慮水位是否會淹過風機的進出口部分和是否存在水位偏低而導(dǎo)致風機散熱困難的現(xiàn)象。一般情況下，風機的水位應(yīng)距離進出口處30公分以上，也不能低于風機電機高度的三分之二處。如有上述現(xiàn)象的，可現(xiàn)場制作進出口延長管或沉水風機專用水箱(可保持恒定水位)。
(沉水風機的使用現(xiàn)場)
沉水風機在河道中的安裝，可采用專門的吊裝工具或設(shè)備進行，在吊裝時應(yīng)保持平衡，不能讓風機掉入水中，也要合理安排吊裝時間，盡量一次性吊裝完畢。
在安裝完畢后應(yīng)及時啟動設(shè)備，觀察設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常。如遇運轉(zhuǎn)后不曝氣的，可能是電源接線錯位，應(yīng)調(diào)整電源接線；如遇設(shè)備安全閥發(fā)生泄壓的(有滋滋的氣流噪音聲)，要檢查曝氣管路系統(tǒng)是否存在“憋氣”現(xiàn)象，可手動調(diào)節(jié)安全閥或者對曝氣管道安裝氣體放空閥進行排空。
沉水式風機的控制系統(tǒng)可根據(jù)工程項目的要求配置，有簡單的啟停控制，也可配置PLC控制系統(tǒng)。控制柜盡量安裝于沉水風機附近，電源線的敷設(shè)應(yīng)充分考慮安全性，如需加接電源電纜的應(yīng)使用防水接頭。
4、 沉水風機的常見故障與排除
a、 電源故障
沉水風機的電源故障有線纜損壞和控制系統(tǒng)元器件故障等，可仔細檢查電纜是否破損、接頭是否牢固、空開及過載保護裝置等是否不匹配或不合格、是否缺相等來進行故障排除。
b、 電機故障
沉水風機的電機配使用的是380V、50Hz電力配置，也可支持220V電源啟動和30-70Hz變頻使用。電機的故障主要有：過載、進水、缺水燒毀等，可通過電機維修或更換解決電機故障。
c、 風機本體故障
沉水風機的本體內(nèi)部是三葉羅茨風機的葉輪構(gòu)造，其傳動部分的潤滑位于底部，上部通過聯(lián)軸器與電機聯(lián)結(jié)，沉水風機內(nèi)部是嚴禁進水的，由于異物或河水的進入會導(dǎo)致風機卡死，也可能會進一步導(dǎo)致聯(lián)軸器損壞，可以通過內(nèi)部清理、更換相應(yīng)零部件等方法進行故障排除。
d、 附件故障
沉水風機配有安全閥、逆止閥、壓力表等附件，這些附件在使用過程中可能會因質(zhì)量問題或使用不當而產(chǎn)生故障，可通過更壞附件設(shè)備進行故障排除。
5、 沉水式風機的日常維護
a、 運行期間的維護
由于沉水風機的內(nèi)部是不允許進入水或者水汽的，河道安裝使用的沉水風機可能會出現(xiàn)進水或水汽凝結(jié)導(dǎo)致內(nèi)部生銹等問題，所以在河道中使用應(yīng)保持風機不能長時間停止工作，至少保持每周運行1次，每次20分鐘以上，以免內(nèi)部生銹而卡死。
b、 周期性保養(yǎng)
沉水風機的傳動是采用齒輪和軸承進行的，TSW型沉水風機采用的日本“KOYO”品牌軸承使用壽命一般在30000h以上，其潤滑采用的是220#潤滑油，所以我們一般需要每3年進行一次潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng)，保養(yǎng)內(nèi)容包括潤滑油、密封件等的更換。
c、 日常觀察
沉水風機在使用過程中，須日常觀察其運行狀況，如遇異常須及時反饋并排除。
三、 TSW型沉水風機的外形尺寸圖的提供
春鼎TSW型沉水風機均可提供河道生態(tài)修復(fù)工程項目所需的產(chǎn)品外形尺寸圖CAD版，如有需要可撥打4000 581 669咨詢索取。
四、 結(jié)語
在使用沉水風機對河道進行復(fù)氧曝氣的工程項目中，不僅僅是設(shè)計施工人員需要了解掌握沉水風機的相關(guān)產(chǎn)品知識和應(yīng)用技術(shù)，參與工程項目人員都應(yīng)了解相關(guān)內(nèi)容，這樣可以充分保證工程項目的科學性、積極性、安全性，讓河道復(fù)氧曝氣來得更完美
另外其它小型污水處理和一體化污水處理設(shè)備均可配套TSW型沉水風機進行溶氧曝氣，其設(shè)計施工工藝可參閱本指南。
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