城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

蔣慧敏 張 倩 龔玉明

中原環(huán)保股份有限公司南三環(huán)水務(wù)分公司

城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

蔣慧敏 張 倩 龔玉明

中原環(huán)保股份有限公司南三環(huán)水務(wù)分公司

現(xiàn)階段社會經(jīng)濟(jì)在大幅度增長，在經(jīng)濟(jì)增長過程中，污水也成為一項(xiàng)重要污染。隨之而來的就是城市污水的處理，它對于城市凈化非常重要，同時也是一項(xiàng)技術(shù)強(qiáng)度超高的工作。在處理過程中主要通過電能、燃料和藥劑等。這篇文章首先介紹我國城市污水處理廠的基本情況，然后再對污水處理廠節(jié)能降耗的途徑進(jìn)行研究，最后介紹節(jié)能降耗管理，從而提升我國城市污水廠節(jié)能降耗的能力，為污水處理做出貢獻(xiàn)，給城市提供清潔的水資源。

城市污水處理廠；節(jié)能降耗途徑；研究

1 當(dāng)下我國城市污水處理廠的能源損耗及其分布狀況

城市污水處理屬于一個能源損耗較高的產(chǎn)業(yè)，其能源損耗主要體現(xiàn)在燃料、藥耗以及電能等多個方面，其中電能損耗大概占據(jù)了總體能源損耗的90%，因此，電能損耗是城市污水處理廠能源損耗較大的一個部分。2014年，我國城市污水處理廠的用電量大概達(dá)到了100×108KW·h，大概是我國社會用電量總和的0.2%。城市污水處理廠的電能損耗主要體現(xiàn)在供給生物處理的氧氣、提升污泥污水、處理處置污泥、廠區(qū)照明、混合的推動以及附屬建筑的用電等方面。其中電能損耗最大的一個環(huán)節(jié)就是曝氣，其電能損耗大概是污水處理廠總體電能損耗的50%，其次，污泥污水的處理處置也是污水處理廠中電能損耗較大的一個環(huán)節(jié)，其電能損耗大概占據(jù)了總體電能損耗的3%~5%，由此可見，我國的處理污泥污水的設(shè)備及技術(shù)還待進(jìn)一步的優(yōu)化。到目前為止，我國城市污水處理廠的平均電能損耗水平是0.29kwh·m-3，其中有84%的城市污水處理廠的平均電能損耗水平保持在0.440kwh·m-3，較之西方發(fā)達(dá)國家，我國污水處理廠的平均電能損耗水平還相對比較落后。

2 城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

2.1 曝氣設(shè)施節(jié)能降耗途徑

第一，可通過應(yīng)用變頻器來使交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式實(shí)現(xiàn)有效的優(yōu)化，從而有效的把控風(fēng)機(jī)的具體流量，進(jìn)而使風(fēng)機(jī)達(dá)到節(jié)能降耗的目的；第二，可從內(nèi)部著手，對溶解氧自動控制系統(tǒng)加以選取與應(yīng)用，以便有效的把控好溶解氧的濃度。在處理污水的過程中，污水的處理效果會因溶解氧濃度的大小而受到直接的影響，通過選用溶解氧自動控制系統(tǒng)來對溶解氧濃度實(shí)施科學(xué)、恰當(dāng)?shù)目刂?，可以使人工操作的誤差實(shí)現(xiàn)有效的降低，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的；第三，可通過改善曝氣系統(tǒng)，再借助精準(zhǔn)的把控辦法來使曝氣設(shè)施實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。譬如，可以依據(jù)有關(guān)部門的幫助，再結(jié)合污水處理廠的實(shí)際經(jīng)濟(jì)狀況，制定漸減式的曝氣設(shè)計(jì)預(yù)案。如此一來，不僅可以使曝氣設(shè)備的工作效果實(shí)現(xiàn)逐步提升，同時還能使曝氣設(shè)備達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗途徑

第一，選用變頻泵來代替所有的提升泵，以便全面提高城市污水處理廠的總體性能。例如，我國某市的污水處理廠通過改造提升水泵的變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大約12%的能源節(jié)省；第二，將工頻泵轉(zhuǎn)變成部分變頻泵，并將其當(dāng)作最終的調(diào)速泵，再根據(jù)實(shí)際情況來對其進(jìn)行運(yùn)作；第三，采取多級動態(tài)液位控制對策技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)作過程中，可采取轉(zhuǎn)速加臺數(shù)控制法來使定速泵實(shí)現(xiàn)平均流量運(yùn)作，如果水流的波動比較大時，應(yīng)當(dāng)對轉(zhuǎn)臺數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p，再通過改變調(diào)速泵的運(yùn)作速度來迎合水流量的改變；第四，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常對水泵實(shí)施養(yǎng)護(hù)，以使水泵的電能損耗及摩擦實(shí)現(xiàn)有效的減少。若想使水泵達(dá)到節(jié)能降耗的目的，則必須對提升泵的運(yùn)作效率進(jìn)行全面的提高，除了應(yīng)當(dāng)采取如上辦法之外，還必須從泵設(shè)備著手，加大對泵的高程設(shè)置及日常管理力度，再根據(jù)污水處理廠的具體運(yùn)作狀況，不斷的對運(yùn)作條件進(jìn)行歸納與總結(jié)，以便選取出最好的運(yùn)作條件，從而最大限度的提升泵設(shè)備的動作效率。

2.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污泥處理在城市污水處理廠中也是一個非常重要的部分。目前的污泥比較繁雜，其除了包含的污染物非常多之外，而且其分解過程也極其繁雜，如果只是簡單的采取處理污泥的辦法，根本無法取得較為理想的處理效果，所以，在處理污泥的過程中，還應(yīng)當(dāng)對污泥資源的回收利用加以探求，以實(shí)現(xiàn)污泥處理的節(jié)能降耗。污泥的處理環(huán)節(jié)主要可分為污泥的脫水、穩(wěn)定以及濃縮等三個部分。其中，主要可利用自然脫水及機(jī)械脫水兩種辦法來對污泥進(jìn)行脫水處理，當(dāng)下使用較為廣泛的就是機(jī)械脫水方式，機(jī)械脫水損耗的能源主要是電能，通常來說，采取離心脫水方式所損耗的電能相對比較少，可是無法達(dá)到較好的污泥的預(yù)處理效果，而且還極易出現(xiàn)機(jī)械磨損情況，因此，應(yīng)當(dāng)通過實(shí)踐來對更好的脫水技術(shù)加以尋求，以使污泥處理的節(jié)能降耗效果實(shí)現(xiàn)有效的增強(qiáng)；污泥的穩(wěn)定主要包括好氧、厭氧以及堆肥處理等三個環(huán)節(jié)，不過也有很多污水處理廠不對污泥進(jìn)行穩(wěn)定處理就直接實(shí)施污泥的脫水處理的。

2.4 污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污水處理過程的能源損耗主要體現(xiàn)在污水的生化處理及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)，其中，污水生化處理環(huán)節(jié)的能源損耗主要產(chǎn)生于曝氣系統(tǒng)，而污水的預(yù)處理環(huán)節(jié)主要可分為沉砂池及格柵。因?yàn)榍懊嬗杏懻撨^曝氣系統(tǒng)，故此處著重討論污水預(yù)處理過程的能源損耗。首先，曝氣沉砂池極易因曝氣設(shè)施的應(yīng)用而出現(xiàn)較大的能源損耗，所以，通常應(yīng)當(dāng)采取旋流式及平流式的方式來設(shè)計(jì)沉砂池，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的；其次，必須將設(shè)置格柵落實(shí)到位，盡管整個格柵在處理污水的過程中沒有較大的節(jié)能作用。

結(jié)束語

污水處理廠的節(jié)能降耗涉及方方面面，真正做到節(jié)能降耗需要從設(shè)計(jì)初期工藝選擇、設(shè)備選型、污泥處理及處置方式等多方面考慮，為節(jié)能降耗源頭奠定硬件基礎(chǔ)，運(yùn)行過程中根據(jù)本廠水量、水質(zhì)等實(shí)際情況，制定可行的節(jié)能降耗措施及相應(yīng)的獎懲制度，做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)及大修計(jì)劃，減少故障率，將節(jié)能環(huán)保理念貫穿生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，積極采用新技術(shù)、新工藝和新標(biāo)準(zhǔn)，推動企業(yè)清潔生產(chǎn)，促進(jìn)源頭減排和能效提升，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)約成本，才能為企業(yè)節(jié)能降耗創(chuàng)造更多途徑。

[1]智研咨詢集團(tuán).2016~2022年中國污水處理行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)查及未來發(fā)展趨勢報(bào)告[R].北京：智研咨詢集團(tuán)，2016.

[2]王崇.污水處理廠能耗分布與節(jié)能機(jī)會分析[J].市政技術(shù)，2015