目前，国内二级生物处理污水处理厂大多采用鼓风曝气工艺，鼓风机是该工艺的关键设备。鼓风机的能耗有时约占污水处理厂总能耗的60%。因此，污水处理厂选择哪种形式的风机是一个非常重要的问题。风机的正确选择与投资规模和运行管理成本密切相关，涉及投资是否合理和长期效益。
风机主要有罗茨风机、多级离心风机和单级离心风机。近年来，出现了磁悬浮和气悬浮风机。以下仅对目前污水处理厂应用广泛的罗茨风机、多级离心风机和单级离心风机进行比较。
1.各风机的原理和基本特点。
1.罗茨风机。
1.1罗茨风机的工作原理。
由于转子的不断旋转，抽出的气体从进气口吸入转子与泵壳之间的空间V0，然后通过排气口排出。由于吸入后V0空间完全关闭，泵腔内的气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘，V0空间与排气侧相连时，由于排气侧气体压力高，部分气体返回空间V0，突然增加气体压力。当转子继续旋转时，气体排出泵。
1.2罗茨风机的特点。
①价格低廉，回转机械简单，易于控制和维护;
②压力随背压变化;小流量高速风机效率高;
③效率一般低于多级。单级离心风机;
④当流量大于120m3/min时，占地面积大。
2.多级离心风机。
2.1多级离心风机的工作原理。
离心鼓风机依靠旋转叶轮对气体的作用，将电机的机械能传递给液体。由于离心鼓风机的作用，当气体从叶轮进口流向出口时，速度能(动能)和压力能增加。叶轮排出的气体通过压力室，大部分速度可以转化为压力能，然后沿排出管道输送。此时，叶轮进口由于气体排出而形成真空或低压，气体在大气压的作用下被压入叶轮进口，因此旋转叶轮不断吸入和排出气体。
2.2多级离心风机的特点。
①低速机械，可靠性高，使用寿命长;
②购买成本低;备件为标准件，成本低;不需要复杂的润滑系统;
③易于采用全风冷设计，无冷却水相关故障及维护费用;
④操作维护简单，操作维护人员不需要特殊培训(这对远离大都市的工厂非常重要);
⑤满载效率高于罗茨风机，略低于单级离心风机;
⑥电机功率小于400kW的型号可采用变频调速和直连驱动，可大大提高部分负载的工作效率。在大多数工况下，变频调速多级离心机的效率将高于单级离心机。由于部分负载是污水处理厂的典型工况，多级离心风机对中小型污水处理厂具有更好的性能、价格比和良好的长短期效益;
⑦噪音低于罗茨风机和单级离心风机;
⑧单机流量在100~400m3/min时具有良好的性能价格比。
3.单级高速离心风机。
3.1单级离心风机的工作原理。
基本原理与多级离心风机相同。空气从鼓风机吸入管进入进口导叶调节器。主驱动电机通过联轴器与增速齿轮连接，增速齿轮驱动高速旋转的三元半开式叶轮作用于气体，然后通过扩压器、蜗室、排气消声器和扩压管排出。
3.2单级离心风机的特点。
①高速(一般超过2000r/min)，噪音高;
②满载效率高，不能采用变频调速，部分负载能耗高;
③大流量相对占地面积小;
④控制系统非常复杂;润滑系统非常复杂;维护复杂，大修必须由原厂支持;
⑤需要特殊训练的操作人员;
⑥设备投资大;单机流量大于300m3/min的性能价格比高。
二、三种风机综合对比。
目前国内市政污水厂的风机大多是进口产品，以下比较是基于进口风机的参数:
图1三种风机流量-功率曲线图。
三种风机的能耗对比如下：三种风机流量-功率曲线图(见图1)。当流量较小时，三种风机的效率差异不是很明显;对于大流量风机，由于罗茨转速无法提高，效率较低;另外两种离心风机差距较小。
图2三种风机流量-单位流量成本曲线图。
三种风机的投资成本对比如:三种风机流量-单位流量成本曲线图(见图2)。从上面的曲线图可以看出:
①小流量范围：三种风机的能耗差异很小，但罗茨鼓风机成本低，性价比好。
②流量范围：虽然多级离心风机的成本略高于罗茨鼓风机，但能耗低、效率高、性价比好。
③流量范围大：单级离心成本低，能耗低，性价比好。
图3离心风机流量调节-部分负载能耗。
离心风机流量调节-部分负载功耗(见图3)。从上面的曲线图可以看出:
①部分负载:选择风扇时，流量和压力会有一定的设计余量，尤其是流量，一般会有20%~30%的余量;同时，由于污水量和水质的波动，所需的风量随时都在变化。所以严格来说，风扇总是部分负载，总是满载，所以风扇的流量必须调整。
②单离心风机流量调节：必须采用进出口叶片调节，但当流量减少时，功耗不同比例降低(如图3所示)，部分负载效率低，能耗高。
③多级离心风机流量调节:一般采用入口蝶阀手动或自动调节，但节能效果和单级一样不理想。HIBON公司采用先进的中小功率(≤400KW)多级离心风机变频调速技术，与流量同步降低功耗，部分负载效率高。
3.风机选型。
从以上比较可以看出，三种风扇各有优势(这就是它们同时存在的原因)。不同规模的污水处理厂、不同的工艺、不同的投资目的、不同的使用条件可能会有不同的选择。
①对于小型污水处理厂，最好选择简单可靠的罗茨风机。虽然效率较差，但由于价格较低，整体价格经济效益可能较好;
②对于中型污水处理厂，最好选择经济实用的多级离心机，尤其是变频调速多级离心机，性价比高，长期综合经济效益好;
③单级高速离心风机是大型污水处理厂的好选择。
