我所知道的卡鲁塞尔氧化沟

9叶轮的演变趋势

卡鲁塞尔氧化沟发明以后所使用的曝气叶轮在很长一段时间内都是倒伞形状的，无论是Oxyrator®， Landy® F，还是Hubert™，SimCar™，基本如此。但这种局面在2000年以后开始发生改变，叶轮的“平板化”和“边缘化”成为新的设计特征，原来立体的倒伞形状逐渐消失，甚至变成了薄片，原来沿着倒伞面分布的叶片也被挤到了边缘，成为边缘叶片 (rim-blade)，例如Landy® 7，O2Max® 和Astrumaer®，很明显都有这种倾向。

这种变化带来的直接好处是：1- 提高曝气动力效率大概10%左右，有的甚至更高，对降低曝气能耗有利;2- 叶轮工作径向冲击力降低一个量级，从几十kN到十几kN甚至几kN，对降低土建要求和延长减速机轴承寿命有利。3- 新型叶轮通常可在水面以下适当深度工作，这对增加池深是有利的，但增加的幅度需要叶轮厂商就具体项目加以确认。

10双叶轮技术

1987年EIMCO公司开发了用于卡鲁塞尔氧化沟的双叶轮技术，在标准的曝气叶轮下面增加一个同轴低位搅拌推进叶轮，主要目的是增加氧化沟的池深和渠道的水流推力，扩大表曝机动力输入的调节范围 (Power Turndown Capacity)，同时避免污泥在渠道内的永久沉降。

这个技术专利由当时在EIMCO公司任职的Dave DiGregorio，Rick Riser和Mark G Biesinger三人所发明，他们是美国卡鲁塞尔氧化沟的第一代技术专家。Dave曾在1999年为福建福州洋里污水处理厂做了卡鲁塞尔氧化沟的方案建议书，该厂当时为亚洲最大的卡鲁塞尔氧化沟项目;Rick曾在2003年为湖南湘潭污水处理厂设计了中国第一座 (也是目前中国唯一的一座) 采用双叶轮表曝机的卡鲁塞尔氧化沟;Mark现在是WesTech公司的生物处理技术首席顾问。

美国第一座双叶轮卡鲁塞尔氧化沟于1991年设计建成，双叶轮结构是在Hubert™ 叶轮的基础上增加了低位搅拌推进叶轮，如下图所示(原EIMCO公司样本资料)：

EIMCO于2007年推出了第二代双叶轮表曝机Excell®，曝气叶轮采用了结构更新、效率更高的Astrumaer®，低位搅拌推进叶轮几乎没有变化，但低位叶轮的导流系统得到更新和优化。目前Ovivo在美国市场为卡鲁塞尔氧化沟提供的表曝机基本都是双叶轮的Excell®，而且Ovivo也是唯一一家这样做的设备制造商。

毫无疑问，双叶轮的使用可以进一步增大氧化沟的池深。一般来说，在不使用任何其他辅助搅拌机和推进器的情况下，大功率双叶轮表曝机的池深可轻易做到6米以上。例如国内湘潭污水厂一期的卡鲁塞尔氧化沟，每天10万吨分两个系列，共安装四套单机功率150kW的双叶轮表曝机，沟深6米，无其他辅助推进装置。2010年该项目建设二期，又采购了相同功率的双叶轮表曝机四套。

由于水质水量的随时变化，表曝机的动力输出也需要根据出水端的溶解氧水平加以调节 (如通过变频)。从过程控制的观点来看，这种调节范围在不发生污泥永久沉淀的条件下当然是越宽越好。对于较早时期的曝气机，调节范围最多只能做到满负荷的25%-100%;但对于双叶轮设计，可轻松做到10%-100%。

低位叶轮是为搅拌和推进所设计的，但其驱动功率来自曝气机的电机，约占曝气机电机功率的10%左右。因此若以电机总功率折算双叶轮的曝气动力效率，低位叶轮会“拖后腿”。但作为上半部分的曝气叶轮，其实际动力效率还是很好的，这一点在比较双叶轮表曝机与常规表曝机的动力效率时须加以注意。

总之，双叶轮技术是卡鲁塞尔氧化沟比较独特的设计方案，对于运行负荷变化大和占地要求比较高的场合，这种技术不失为一种合乎逻辑的选择。

作者简介：贾森，自1993年起分别在香港怡和机器有限公司、美国艾姆科工艺设备公司以及美国西方技术公司任职，负责中国市场的销售、营销、项目协调和技术支持工作，曾参与国内很多卡鲁塞尔氧化沟项目的投标和竞标活动。本文简要回顾了国内卡鲁塞尔氧化沟的技术应用和发展，同时也对美国的市场历史和现状做了介绍。

文中提到的很多技术要点很值得关注和参考。文章最后附带的卡鲁塞尔氧化沟工艺设计手机APP是送给本文读者和所有关注卡鲁塞尔氧化沟的同行的小礼物，十分令人惊喜。

结束语

实在不好意思，因为一张老照片，已经七千五百多字了。为感谢各位读者和朋友的耐心和时间，特送给大家一款卡鲁塞尔氧化沟的工艺设计手机APP - iDitch Basic，希望这个工具能对大家的工作有所帮助。iDitch Basic目前暂时只有安卓版，苹果版需要再等一段时间。使用安卓手机的朋友可以从下面的链接下载安装：http://url.cn/5rPyw8D如果需要了解iDitch Basic如何使用，请参考下面这段视频：https://v.qq.com/x/page/y0500mmzkvy.html

最后再次感谢大家。

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