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序言
為更好地普及TSW型沉水式鼓風(fēng)機(jī)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(jì)和施工單位提供較規(guī)范的河道曝氣沉水式風(fēng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)工藝，我們總結(jié)了二十多年的沉水式鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，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(fēng)機(jī)？
河道生態(tài)修復(fù)工藝中，為解決河道水體DO(溶解氧)指標(biāo)，往往會對河道水體進(jìn)行人工復(fù)氧處理。在眾多的人工復(fù)氧工藝中，鼓風(fēng)曝氣是效率最高的一種曝氣技術(shù)。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)+曝氣器+連接管道組成。
采用鼓風(fēng)曝氣的設(shè)備有很多種選擇，其中容積式羅茨鼓風(fēng)機(jī)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(diǎn)，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(fēng)機(jī)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(diǎn))，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(yùn)行，同時(shí)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(qiáng)，如果選用噪音高的曝氣風(fēng)機(jī)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(dāng)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(dāng)及時(shí)勸阻、調(diào)解；勸阻、調(diào)解無效的，可以向負(fù)有社會生活噪聲污染防治監(jiān)督管理職責(zé)的部門或者地方人民政府指定的部門報(bào)告或者投訴，接到報(bào)告或者投訴的部門應(yīng)當(dāng)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(xué)習(xí)，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(jī)關(guān)依法給予治安管理處罰。
(圖1： TSW型沉水式鼓風(fēng)機(jī)和河道應(yīng)用)
沉水式鼓風(fēng)機(jī)是經(jīng)過技術(shù)改良的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，具有普通羅茨鼓風(fēng)機(jī)一樣的應(yīng)用特點(diǎn)，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(jìn)行產(chǎn)品技改，從而解決了普通羅茨鼓風(fēng)機(jī)在河道鼓風(fēng)曝氣應(yīng)用中因噪聲擾民問題而引起的法律風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)曝氣風(fēng)機(jī)設(shè)備。
1、 優(yōu)勢比較
我們可以比較一下沉水式鼓風(fēng)機(jī)與普通陸上型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，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(fēng)機(jī)的理由了。
陸上型：
A、優(yōu)點(diǎn)：具有容積式鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣輸送壓縮效率較高的共同特點(diǎn)，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(diǎn)，在河道溶氧曝氣時(shí)避免水體二次污染。
B、缺點(diǎn)：
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(hù)成本高
沉水式：
A、 優(yōu)點(diǎn)：具有陸上型羅茨鼓風(fēng)機(jī)共同的優(yōu)點(diǎn)；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(fēng)機(jī)，產(chǎn)品性能更好、故障率更低、維護(hù)成本更經(jīng)濟(jì)。
B、 缺點(diǎn)：單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q<15m³|min、曝氣水深<6米、與同型號陸上型羅茨鼓風(fēng)機(jī)相比價(jià)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(fēng)機(jī)進(jìn)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(fēng)機(jī)進(jìn)行復(fù)氧曝氣，可免除因安裝鼓風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī)的風(fēng)量要求也不是很高，沉水式鼓風(fēng)機(jī)可完全滿足河道曝氣需求；沉水式鼓風(fēng)機(jī)的采購價(jià)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(fēng)機(jī)的產(chǎn)品性能更好、使用壽命更長、維護(hù)更簡單，可節(jié)省后期日常維護(hù)費(fèi)用，對于具有運(yùn)維需求的工程項(xiàng)目更具經(jīng)濟(jì)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(fēng)機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)，TSW是春鼎的一款低噪音風(fēng)機(jī)(注：TS為低噪音羅茨風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)最早、應(yīng)用實(shí)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(fēng)機(jī)被中國貿(mào)促會授予“技術(shù)進(jìn)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(fēng)機(jī)的品牌魅力)
二、 沉水風(fēng)機(jī)河道工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工
1、 河道曝氣沉水式風(fēng)機(jī)的選型
風(fēng)量：在河道治理中，使用沉水式鼓風(fēng)機(jī)作為曝氣的氣源時(shí)，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(jì)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(jì)算)，從而換算出單位時(shí)間的風(fēng)機(jī)流量參數(shù)(風(fēng)量)。
風(fēng)壓：河道曝氣的水深與沉水式風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力相對應(yīng)，對于不同的曝氣水深應(yīng)選擇不同的風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力參數(shù)，沉水式風(fēng)機(jī)河道曝氣的水深一般不能超過6米，故沉水風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓參數(shù)都小于等于6000mmaq。
在計(jì)算出沉水風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓需求后，可根據(jù)下表來進(jìn)行沉水風(fēng)機(jī)的選型。
沉水式風(fēng)機(jī)的風(fēng)量在電機(jī)不同的運(yùn)行頻率時(shí)是不同的，春鼎品牌沉水式風(fēng)機(jī)的電機(jī)可支持變頻使用，我們在選型時(shí)應(yīng)考慮變頻使用的風(fēng)量區(qū)間，這樣以提高風(fēng)機(jī)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)。下表(2)是春鼎TSW型沉水式風(fēng)機(jī)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(jìn)行沉水式風(fēng)機(jī)的選型與布置。在工程設(shè)計(jì)中，可根據(jù)具體情況來配置沉水式風(fēng)機(jī)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(xiàng)目的投資。
2、 管路與曝氣器
在使用沉水式鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行河道曝氣時(shí)，沉水式風(fēng)機(jī)與管路、曝氣器聯(lián)合組成一個(gè)曝氣系統(tǒng)，通過氣源風(fēng)機(jī)、輸送管路、終端曝氣器實(shí)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)位置兩側(cè)進(jìn)行分布。
沉水式風(fēng)機(jī)安裝時(shí)因河道實(shí)際水深的原因，可能會需要加配風(fēng)機(jī)進(jìn)出口延長管，根據(jù)工程現(xiàn)場實(shí)際水深狀況，計(jì)算出沉水式風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的進(jìn)出口消聲器進(jìn)行連接(詳見廠家提供的安裝視頻)。
沉水式風(fēng)機(jī)河道曝氣與其它風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的安裝
沉水式風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場安裝主要分兩個(gè)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(fēng)機(jī)設(shè)備部件包括：主機(jī)、電機(jī)、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(fēng)機(jī)的標(biāo)配消音器有三個(gè)，在出廠時(shí)一組消音器是已經(jīng)安裝完畢的，另外的一個(gè)人口消音器需要在現(xiàn)場進(jìn)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)置于平臺上，沉水風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)電機(jī)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(fēng)機(jī)的散熱，導(dǎo)致設(shè)備溫度過高而故障。
(圖2：沉水式風(fēng)機(jī)安裝組合參考圖)
通常情況下，沉水風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的機(jī)械振動值極低，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)，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(jìn)行局部固定，但不能固定底部，以免發(fā)生維修困難。
沉水風(fēng)機(jī)安裝時(shí)，須仔細(xì)閱讀《使用指南》，杜絕混淆進(jìn)出口，使用前須嚴(yán)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(yán)禁垂直安裝，以免發(fā)生設(shè)備進(jìn)水事故。
沉水風(fēng)機(jī)下水前，須進(jìn)行通電試運(yùn)行，在確定運(yùn)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(fēng)機(jī)的電機(jī)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(fēng)機(jī)的進(jìn)出口部分和是否存在水位偏低而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)散熱困難的現(xiàn)象。一般情況下，風(fēng)機(jī)的水位應(yīng)距離進(jìn)出口處30公分以上，也不能低于風(fēng)機(jī)電機(jī)高度的三分之二處。如有上述現(xiàn)象的，可現(xiàn)場制作進(jìn)出口延長管或沉水風(fēng)機(jī)專用水箱(可保持恒定水位)。
(沉水風(fēng)機(jī)的使用現(xiàn)場)
沉水風(fēng)機(jī)在河道中的安裝，可采用專門的吊裝工具或設(shè)備進(jìn)行，在吊裝時(shí)應(yīng)保持平衡，不能讓風(fēng)機(jī)掉入水中，也要合理安排吊裝時(shí)間，盡量一次性吊裝完畢。
在安裝完畢后應(yīng)及時(shí)啟動設(shè)備，觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。如遇運(yùn)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(jìn)行排空。
沉水式風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)可根據(jù)工程項(xiàng)目的要求配置，有簡單的啟停控制，也可配置PLC控制系統(tǒng)?？刂乒癖M量安裝于沉水風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的常見故障與排除
a、 電源故障
沉水風(fēng)機(jī)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(xì)檢查電纜是否破損、接頭是否牢固、空開及過載保護(hù)裝置等是否不匹配或不合格、是否缺相等來進(jìn)行故障排除。
b、 電機(jī)故障
沉水風(fēng)機(jī)的電機(jī)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(jī)的故障主要有：過載、進(jìn)水、缺水燒毀等，可通過電機(jī)維修或更換解決電機(jī)故障。
c、 風(fēng)機(jī)本體故障
沉水風(fēng)機(jī)的本體內(nèi)部是三葉羅茨風(fēng)機(jī)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(jī)聯(lián)結(jié)，沉水風(fēng)機(jī)內(nèi)部是嚴(yán)禁進(jìn)水的，由于異物或河水的進(jìn)入會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)卡死，也可能會進(jìn)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(jìn)行故障排除。
d、 附件故障
沉水風(fēng)機(jī)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(dāng)而產(chǎn)生故障，可通過更壞附件設(shè)備進(jìn)行故障排除。
5、 沉水式風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)
a、 運(yùn)行期間的維護(hù)
由于沉水風(fēng)機(jī)的內(nèi)部是不允許進(jìn)入水或者水汽的，河道安裝使用的沉水風(fēng)機(jī)可能會出現(xiàn)進(jìn)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(fēng)機(jī)不能長時(shí)間停止工作，至少保持每周運(yùn)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(fēng)機(jī)的傳動是采用齒輪和軸承進(jìn)行的，TSW型沉水風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī)在使用過程中，須日常觀察其運(yùn)行狀況，如遇異常須及時(shí)反饋并排除。
三、 TSW型沉水風(fēng)機(jī)的外形尺寸圖的提供
春鼎TSW型沉水風(fēng)機(jī)均可提供河道生態(tài)修復(fù)工程項(xiàng)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(fēng)機(jī)對河道進(jìn)行復(fù)氧曝氣的工程項(xiàng)目中，不僅僅是設(shè)計(jì)施工人員需要了解掌握沉水風(fēng)機(jī)的相關(guān)產(chǎn)品知識和應(yīng)用技術(shù)，參與工程項(xiàng)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(xiàng)目的科學(xué)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(fēng)機(jī)進(jìn)行溶氧曝氣，其設(shè)計(jì)施工工藝可參閱本指南。
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