污水处理中的曝气风机：最大的一笔电费
生物工艺靠溶解氧活着，而在曝气装置上，供氧的就是曝气风机。曝气通常是这类装置上最大的单项耗电，常见引用为总量的约一半，尽管这个比例随工艺、水深和曝气器而变。这个数字应当作为起步方法而不是规格来读：有用的数字是在你自己的装置上、在长到足以显示趋势的一段时期内测出来的那个。
同一台机器也是微生物系统的单点故障。曝气中断是以小时计就会让混合液变黑、出水指标上升的。因此风机的维护不是可以等到某个方便的那一周再做的杂务。
风机要做什么，为什么它不只是一台风扇
风机必须把一定体积的空气压过一定压力送出去。这个压力由曝气器上方的水深、管路的损失以及曝气器本身的状态决定，而不是由风机决定。这就是决定曝气段用多少电的是整个系统的运行点、而不是单看那台机器的原因。
这也解释了曝气装置上最常见的误判。随着曝气器堵塞，通过同样空气量所需的压力上升，于是风机用更多的电送出更少的空气。风机的效率看起来像是下降了，而真正变化发生在它下游。凭这个证据换机器，是把钱花在了错误的地方。
哪种机器适合某项任务、某个水深和某种控制方式，按你的池深和曝气器与工厂确认，因为两类机器在离开设计点之后的表现不同。容积式机器几乎不论压力都能维持流量；离心式机器沿一条曲线运行，只在一个区间内高效，超出这个区间效率迅速下降，并可能喘振。
污水处理曝气风机维护：防止故障的例行工作
- 进气过滤器——按状态清洗或更换。堵塞的过滤器是一份机器持续为之付出代价的压降，而破损的过滤器会让粉尘进入间隙。
- 润滑——油位与油品状态，按制造商针对该机器和该任务设定的周期，而不是从另一套装置沿用的周期。
- 安全阀与止回阀——检查是否活动自如。卡死的安全阀，就是下游阀门被关闭时风机被毁掉的方式。
- 振动与轴承温度——按趋势记录。单次读数只有合格与不合格两种结论；趋势能提前几周给出预警。
- 空气总管、垫片与柔性连接——带压总管上的泄漏会持续损失空气，而它们是这份清单上修理成本最低的故障。
- 备用机——按计划运行它。停着不动一年的风机不是备用机，而是一个假定。
污水处理中的曝气风机效率：电去了哪里
- 堵塞的曝气器。污水处理中的曝气风机效率更常是在这里决定的，而不是在机器上；这也是最常被记到错误项目上的故障。
- 过度曝气。为了安心而把溶解氧设定值定得很高，会直接多耗电；而且在带进缺氧区的氧会抑制反硝化时，还会再付出一次代价。
- 该用调速的地方用节流。关小阀门来减流量，会让机器仍然消耗接近满功率的电；而变频调速则让功率随流量一起降下来。
- 把离心式机器维持在它的区间之外，在那里它效率下降并有喘振风险。
- 控制方式不跟随负荷。小型装置夜间的负荷可能只有白天的一小部分，而固定的供气量就是留在账单上的那个差额。
污水处理中的曝气能耗：把它变成一个数字
这份测量清单短到在任何装置上都能做完。风量，用热式质量流量计或总管上的皮托管测点。排气压力，在风机出口和总管处。电机功率，用千瓦表或由电流与功率因数得出。曝气池中的溶解氧。以及装置正在承担的负荷，使能耗可以按完成的单位工作量来表示。
由此得出两个比值。污水处理中的曝气能耗最好读作每千克真正送入水中的氧所耗的能量，以及每去除一千克有机负荷所耗的能量。前者说明风机、总管和曝气器是否在称职工作；后者是用于跨季节、跨年份比较的数字。
用来比较的参照是你自己的基线，而不是公布的基准值，因为公布的数值假定了另一种曝气器类型、池深和负荷曲线，那些属于另一套装置。自己测量的装置能在一个月内看到漂移，并找出造成漂移的那只曝气器。
污水曝气中的溶解氧控制
污水曝气中的溶解氧控制从设定值开始，它是账单上最便宜的杠杆；也从喂给它的那只探头开始，它是维护清单上最便宜的一项。控制回路读到偏高的探头，就会削减微生物需要的空气；读到偏低，就会给不需要的水曝气。清洗和校准探头、并用第二个读数核对它，是一件以分钟计的工作，却能撬动装置上最大的一笔电费。
对一座预期要硝化的装置，曝气区设定值常见引用为约 1.5 至 2 mg/L；和本文中每一个区间一样，它应当作为起步方法而不是规格来读，因为正确的数值取决于工艺、混合情况和负荷。要紧的是这个设定值是一个有主的决定，而不是一个留在调试工程师放下它的地方的数字。
控制方式随装置一起成长。小型设备用定时器或溶解氧信号来开关风机。更大的设备用溶解氧测量值去修正一台变频调速装置，并且常常再叠加一个与流量成比例的信号，使供气跟随负荷，而不是去追探头。要留意的失效模式是一条被留在手动状态的回路，在低负荷的周末按固定风量曝气。
污水处理厂的曝气风机更换：什么时候这笔钱花得值
- 备件已经用尽。一台买不到叶轮、密封或轴承的机器无法维护，无论它今天状态如何。
- 任务已与装置不匹配。新增池体、加深的曝气器或更重的负荷都会移动运行点，而处在区间边缘的机器在那里效率低、也不可靠。
- 在变化的负荷上用节流的恒速机器。在流量沿日曲线变化的地方，变频机器通常能靠电费把自己赚回来。
- 一台噪声或振动已经对场地、而不只是对机器本身成为问题的机器。
- 电气匹配性，即某台设备当初是按与其所在系统不同的频率或电压供货的。
这个决定应当建立在实测能耗和备件状况上，而不是建立在机器的年龄上。一台维护良好、运行点在好位置的老风机，可能比一台被维持在区间之外的新机器更省钱；而说明你手上是哪一种的测量，就是上面描述的那个。
备件，以及那次没有发生的停机
风机的备件清单很短、也可预测：滤芯、油与密封件、皮带或联轴器、一只安全阀、一套轴承，以及出口处的柔性连接。在一座微生物依赖空气的装置上，持有这些不是库存管理，而是工艺保护；它也是「一个下午就能修好」与「停机直到一批货清关」之间的差别。
同样的清单也适用于控制风机的那些仪表。溶解氧探头、它的电解液和校准标准液都是消耗品，而一样都不备的装置，是在靠一只没人能校正的探头运行曝气。与你的机型和任务匹配的备件与替换风机，按你的设备与工厂确认，而不是照一份笼统的描述去订。
常见错误
- 因为曝气压力上升就换风机，而真正有故障的是曝气器。
- 把溶解氧探头排除在维护计划之外，然后用一只已经漂移的探头去管理曝气电费。
- 因为控制方式从未改成调速，就让机器对着关小的阀门跑了好几年。
- 等到压降肉眼可见才去管进气过滤器，而这段时间一直在用电费为此付账。
- 把备用风机当作备件而不是一台机器。它必须被运行过，才算得上是备机。
- 比较两年的装置电耗时，不校正负荷、天气或曝气器的变化。
接受曝气电费之前的自查
- 曝气风机的风量、排气压力和电机功率都记录了吗，还是只记溶解氧？
- 曝气器上次检查是什么时候，压力趋势与风机状态区分开了吗？
- 溶解氧探头按计划清洗和校准了吗，架子上有备件吗？
- 曝气量在一天和一周中跟随负荷吗，还是恒定的？
- 空气总管与柔性连接有没有做泄漏检查，有没有记录？
- 备用机按计划运行吗，它的备件备着吗？
从风机到装置
曝气是生物装置花掉大部分电的地方，也是它的微生物最暴露的地方，这使风机同时是一个维护题目和一个设计题目。一体化 MBR 设备页说明曝气系统、膜和微生物如何集成在一起；集装箱式污水处理设备页描述了由一台风机服务整套装置的布置。某台具体设备的曝气量、曝气器与控制方式如何选定，按你的池深和负荷与工厂确认，而不是从一张通用数字上取。