現代擴散曝氣系統已經改變了廢水處理設施的設計。這些系統能夠在深水箱中運行，使操作員能夠在更小的空間內處理更多的水。它們可以在非常少維護的情況下運行多年，并且通過正確的控制系統，它們可以管理許多市政和大型工業場所所經歷的高度可變的需求。

 

         為了實現這些好處，每個系統都需要可靠、高效的空氣供應。用于供應空氣的流量計系統在工業和商業空氣處理設備的頻譜中占有一席之地。它們在比 HVAC 應用中使用的風扇更高的壓力下運行，但必須提供比典型工業壓縮機更大的空氣量。同時，為了不冒違反法規和許可要求的風險，他們需要提供高水平的可用性。他們需要高效工作，同時又要安靜且易于控制。

 

容積式流量計

         一些流量計設計使用體積原理運行。空氣被吸入一個腔室，然后縮小腔室，壓縮空氣以提高其壓力，然后將其釋放到出口管道中。旋轉葉片流量計，也稱為羅茨流量計，通過兩個互鎖的轉子以相反的方向旋轉來實現這一點。

 

         羅茨流量計技術是在 1800 年代引入的。直到今天它基本上沒有改變，并且仍然廣泛用于廢水應用，特別是在歐洲。這些流量計簡單、可靠且幾乎不需要維護。它們的效率受限于沒有內置的還原室，而是將空氣推入排放口。

 

         此外，由于所有體積設計的效率都因零件之間需要小間隙而受到阻礙，這意味著一些空氣會逃回進氣口，其中一些會通過密封件和一些已經加壓的空氣泄漏到外面可能會泄漏到壓力較小的部分。該設計還產生空氣脈沖，使這些流量計在操作中嘈雜并在排出管道和其部件中產生振動。

 

         近年來流行的另一種容積壓縮方法是旋轉螺桿流量計。這使用互鎖的公母螺旋轉子旋轉以減少它們之間的可用體積。在壓縮循環開始時，入口空氣充滿凹槽空間并被困住。然后，隨著公母組件每轉一圈，空氣被不斷壓縮，直到空氣被推過排放口。

 

         與傳統的羅茨流量計相比，旋轉螺桿流量計內部壓縮空氣的方式降低了30%的能耗。螺桿流量計的噪音水平通常低于傳統的三葉羅茨流量計。由于輸出是連續的而不是脈沖的，因此管道噪聲有所降低。

 

動能流量計

         壓縮也可以通過改變空氣的速度而不是它的體積來實現。離心流量計使用快速旋轉的葉輪來做到這一點。空氣被吸入葉輪中心附近，旋轉 90 度并在被旋轉葉片向外拋出時加速。美國污水處理廠常用的多級離心式流量計，將多個葉輪安裝在同一軸上，空氣從一個向另一個移動，從而增加其壓力。

 

         單級離心流量計的輸出取決于葉輪的尺寸及其轉速。為了避免大、重和昂貴的葉輪，這種類型的流量計通常包括一個齒輪箱來加速電機的旋轉。然而，這也有不利之處，包括摩擦損失、大量易損件以及需要額外的維護和大修。

 

         機械齒輪箱的替代方案是使用變頻驅動器和高速電機以非常高的轉速運行小葉輪。“渦輪流量計”設計，如蘇爾壽的 HST，經過機械優化和高效，其設計利用專門的軸承來應對提高的速度。

 

         蘇爾壽 HST 渦輪流量計中使用的磁力軸承確保軸和軸承之間沒有金屬與金屬的接觸。這些系統消除了機械磨損，延長了流量計的使用壽命，并且它們從零速開始支撐軸的能力使 HST 通過頻繁的開關循環保持高效和無磨損。

 

調節要求

         廢水處理過程中的空氣需求可能會因進入系統的水量而顯著變化。非常佳性能需要能夠隨著條件的變化調整流量計輸出。容積式流量計通常可以“調低”至其全部輸出的 30%；降低電機的速度會降低流量計的輸出和系統消耗的能量。多級離心式壓縮機的工作范圍更窄，在效率開始顯著下降之前，允許調節至全輸出的 60% 或 70%。在入口和/或出口處使用可調節葉片的單級離心流量計和使用變速操作的高速渦輪壓縮機可以從非常大流量達到 30-50% 的調節比，具體取決于壓力。

 

         對于需求變化超出單個壓縮機調節能力的應用，運營商通常會安裝多個單元，根據需求依次打開或關閉它們。這種方法優化了能源效率并提高了系統的整體可用性，因為如果流量計不可用，備用容量在高峰時間之外可用。

 

降低維護成本

         不同類型的流量計將需要不同類型的維護。單級離心式流量計的齒輪箱需要根據嚴格的服務和維護計劃進行定期保養。需要定期檢查螺桿流量計的設計，以避免代價高昂的故障，并且通常可以預期在某些時候更換核心元件。

 

         羅茨式流量計通常沒有得到適當的維護，因此容易卡住。如果發生這種情況，它通常是可以修復的，但它可能會失去顯著的體積密封性，因此效率會受到影響。帶有磁軸承的高速設計沒有易損件，HST 渦輪壓縮機的獨特之處在于不含任何液體。這將物理維護任務限制為檢查和更換空氣過濾器。

 

         引入更高效、更可靠的流量計可以顯著降低運營和維護預算。例如，在引入 HST 流量計的一個案例中，維護成本降低了 95%，而在另一個案例中，能源成本降低了 30%。一次安裝為每臺流量計節省了 12,000 歐元的年度維護成本。事實上，在歐洲的一個地點安裝四臺 HST 裝置后，能源和維護成本的總和每年下降了 175,000 歐元。

 

         在廢水處理應用中，蘇爾壽經常在一個地點安裝 10 到15臺HST渦輪流量計。非常近的一些大型項目涉及多達40個單位。在每種情況下，它們的效率和可靠性都超出了預期，處理廠在運營和維護成本方面節省了大量資金。