2、风机的运行控制
　　曝气系统中最为重要的是鼓风机的控制和空气分配系统的控制，鼓风机是污水处理厂中的能耗大户，其电耗占到全厂电耗的30% - 50%，如何提高鼓风机的运行效率、降低其能耗是一个重要的研究课题。鼓风机在工况点的效率并不完全取决于鼓风机本身，而是和整个曝气系统密切相关。
　　污水处理厂污水处理量日均变化范围大，亦即需氧量变化大，要求鼓风机的风量调节范围宽

，由于离心鼓风机适用于压头稳定、流量调节范围宽的场合，所以污水处理厂通常采用离心鼓风机进行鼓风曝气。离心鼓风机的调节控制方法主要有鼓风机出口节流调节、进口流量调节、鼓风机进口导叶片调节和出口扩压器调节等方式，或几种方式共同调节，如进口导叶片和出口扩压器结合调节。下面根据海泊河污水处理厂实验数据分析离心鼓风机的各种控制方法的机理：
　　1）出口节流：通过调节出口阀门开度，改变管网特性曲线，使鼓风机的工况点移动，从而达到调节气量的工艺要求。
　　污水处理厂曝气系统的管网性能曲线如图3-2中曲线1所示，鼓风机的性能曲线由曲线3所示，曲线3和曲线1的交点s是鼓风机的工作点，相应的工况参数是Qs、Ps。如果通过关小管道出口阀门改变流量，这时管道的性能曲线由曲线1移到曲线2的位置，此时工况点是s‘点，相应工况参数是Qs‘、Ps‘，这里Qs‘< Qs、Ps‘>Ps，Ps‘- Ps的压降消耗在由于关小阀门开度而增加的管道阻力上了，进入曝气池的气体压力仍然为Ps，流量减小为Qs‘，从而达到了等压调节的目的。

 

　　在海泊河现场测试中我们进行了出口阀门调节测试，从测试数据中可以看到，调节A池或B池任一池的出口阀门都会对另外一池的出气量产生相当大的影响。例如在调节A池阀门时，阀门开度从15%到100%逐渐增大的情况下，A段气量从1150Nm³/h增加到10560Nm³/h，但是B段气量大幅下降，总风量下降达31%之多，总气管的压力因之下降5%。此时，鼓风机的电流和功率变化却不大，可见调节出口阀门过程中鼓风机的效率下降较大。
　　理论分析和实验数据充分说明虽然出口调节这种控制方法简单，但是由于调整阀位增加了管道损耗，使得鼓风机能耗上升，效率下降，调节的经济性较差。因此，这种调节方法仅适用于小功率的离心鼓风机控制，在大型污水处理厂的曝气控制中也只能作为一种满足工艺要求的辅助控制手段来使用。
　　2）进口节流：通过调节鼓风机进口节流阀门的开度来改变鼓风机的性能，以适应工艺对流量的要求。

　　调节进口节流阀会改变鼓风机的性能曲线，图3-3中曲线1是节流阀全开时的性能曲线，这时进口压力等于大气压，曲线2和曲线3是节流阀开度逐渐关小时鼓风机的性能曲线，它们的进口压力都小于大气压。曲线k是在节流阀不同开度时鼓风机喘振点的连线。

　　图3-4为鼓风机等压力调节性能曲线。图中曲线1是正常工作时的管网性能曲线，曲线2是进口节流阀全开时鼓风机的性能曲线，鼓风机的初始工作点是s，相应的工况参数是Qs、Ps，当管网阻力增加，管网特性曲线移到曲线3的位置，工况点为s‘‘，工况参数为Qs‘‘、Ps‘‘，此时Ps‘‘> Ps，由于是恒压调节，所以关小进风口节流阀，鼓风机的性能曲线移到曲线4的位置，鼓风机的工况点变为s‘，工况参数为Qs‘、Ps‘，此时Ps‘=Ps，而流量变小。从而达到了等压力变流量调节的目的。这种调节方法比较简单，但效率会有所降低，较适合在投资较低的污水处理厂中使用。
　　使用进口节流调节要注意保持阀门后的气流均匀流畅，以避免影响到后面压缩机的工作，降低工作效率。
　　3）进口导叶片调节:进口导向控制组件装配在鼓风机上，导向叶在鼓风机叶轮入口处呈辐射状均匀分布，在气体进入叶轮产生一定程度的预旋，在同一流量下改变鼓风机产生的能头，从而改变鼓风机的性能曲线。
　　进口导叶片的功能就是使流经导叶片的气体产生不同程度的旋转，当产生正旋转时，鼓风机性能曲线下移，能头减少，压比降低，流量下降；当产生负旋转时，鼓风机性能曲线上移，能头增加，压比增大，流量增加。这样，在鼓风机转速不变的情况下，通过调节导叶片可以改变鼓风机的性能曲线。

　　图3-5中曲线1是离心鼓风机无预旋(α=90°)时的性能曲线，调节进口导叶片，使进口气流产生正旋转时，得到性能曲线2、3，正预旋越大，机器的性能曲线越往下移，压力和流量降低。如果进口导叶片反向转动，进口气流为负旋转，则鼓风机产生的能头增大，对应的曲线为2‘，位于无预旋曲线1的上方，压力和流量都有一定的增加。
　　正预旋调节与进口节流调节相比有明显的节能效果，经验证明，进口气流导叶片调节和进口节流调节相比，当流量减少 60%时比功率节省达16%到20%。使用正预旋调节时能在相当大的调节范围内使鼓风机的效率无明显的下降，并且能使鼓风机的喘振工况区流量变小，可以使压缩机在较小的气量下正常工作，而不会发生喘振。