城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗分析及節(jié)能降耗措施

相華旭

摘 要：水資源短缺已成為全球性的重要問題。在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中，伴隨著水資源的大量耗損，我國(guó)越來越多的城市都存在著水資源污染及匱乏的問題，因此需要重視水資源的循環(huán)利用，加強(qiáng)對(duì)污水進(jìn)行處理。但當(dāng)前我國(guó)各城鎮(zhèn)污水處理廠由于自身技術(shù)不完善，在污水處理過程中存在著能耗過大的問題。文章從污水處理廠的能耗分析入手，進(jìn)一步對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能措施進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；能耗；污水提升系統(tǒng)；曝氣系統(tǒng)；污泥處理系統(tǒng)

近年來我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程速度較快，城市每天有大量的污水需要進(jìn)行處理，這也導(dǎo)致城市水資源匱乏現(xiàn)象十分突出。目前城鎮(zhèn)污水處理廠在對(duì)污水處理過程中存在能源消耗量大的問題，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要對(duì)污水處理廠能耗情況進(jìn)行分析，從而采取有效措施實(shí)現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能。

1 污水處理廠的能耗分析

城鎮(zhèn)污水處理廠每天都需要對(duì)城市生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的大量污水進(jìn)行處理，采取各種方法將污水中的污染物進(jìn)行分離，從而使排放的水質(zhì)能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅能夠有效的保護(hù)水資源環(huán)境，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展也具有非常重要的意義。

一直以來我國(guó)污水處理廠發(fā)展都較為緩慢，污水處理廠能源消耗量大的問題得不到有效重視。近年來人們生活水平提升速度較快，對(duì)水質(zhì)處理有了更高的要求，加之大量污水處理廠的興建，這也使污水排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，進(jìn)一步加劇了污水處理過程中能源的消耗量，這使污水處理廠能源消耗問題越來越受到重視。當(dāng)前我國(guó)污水處理廠在污水處理過程中，在提升污水和污泥、生物處理供氧及污泥處理等工藝過程中存在大量的能源消耗問題，特別是污水生物處理和污泥處理過程中能耗比重更大，在曝氣、污水提升及污泥處理等生化處理階段也存在著較大的能耗。由于污水處理廠存在著能源消耗大及運(yùn)行成本高的問題，這對(duì)城市污水處理廠的建設(shè)和發(fā)展起到了較大的阻礙作用，因此需要加大對(duì)污水處理工藝和設(shè)備能耗能效等問題進(jìn)行研究，注重新工藝的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)污水處理的高效性和低能耗，加快城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)，確保水資源環(huán)境的安全。

2 城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能措施

2.1 污水提升系統(tǒng)的節(jié)能措施

水泵作為污水處理廠中非常重要的設(shè)備，其在運(yùn)行過程中存在著大量的電能消耗，因此需要有效的提高水泵的運(yùn)行效能，實(shí)現(xiàn)泵房的節(jié)能，從而達(dá)到污水處理廠節(jié)能降耗的目標(biāo)。

首先，科學(xué)對(duì)水泵揚(yáng)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能。

在對(duì)污水廠高程設(shè)計(jì)過程中，普遍采用估算方法來對(duì)水頭損失進(jìn)行計(jì)算，而且估算值往往都要高于正確值，這就導(dǎo)致實(shí)際設(shè)計(jì)過程中水泵揚(yáng)程存在偏高的現(xiàn)象。因此在對(duì)污水處理廠設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于污水處理系統(tǒng)總水位差的計(jì)算需要與地形有效結(jié)合，并利用詳細(xì)的水力學(xué)進(jìn)行計(jì)算，這樣所確定的水泵揚(yáng)程也更為合理。同時(shí)為了能夠進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能的效果，還需要盡可能的降低水泵揚(yáng)程，即在高程設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的做到一次提升，選用合理的設(shè)備型式來對(duì)構(gòu)筑物的進(jìn)水口、出水口和管道之間進(jìn)行連接，有效的降低水頭損失。同時(shí)還可以利用可調(diào)堰代替固定堰，利用淹沒堰代替非淹沒堰，合理對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行布置。

其次，重視設(shè)備的管理和更換，以此來達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)前部分污水處理廠泵房效率較低，設(shè)備能耗一直居高不下，無法實(shí)現(xiàn)水量的連續(xù)調(diào)節(jié)，這就導(dǎo)致污水處理廠能耗量很難降下來，因此需要對(duì)水泵進(jìn)行改造，以此來達(dá)到水泵節(jié)能的效果。在對(duì)水泵改造過程中，可以利用就頻調(diào)速度技術(shù)，將其在污水提升系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)泵站設(shè)備的合理搭配，提高水泵運(yùn)行效率，并進(jìn)一步減少水泵運(yùn)行過程中對(duì)電網(wǎng)帶來的沖擊。在設(shè)計(jì)污水廠水泵機(jī)組過程中，盡可能選擇同一泵型及同一型號(hào)的水泵，這樣可以為后續(xù)的維修和管理工作帶來更多便利。在實(shí)際水泵運(yùn)行過程中，需要針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的操作，盡可能減少水泵啟動(dòng)的頻率。

2.2 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能措施

當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠在對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行降解時(shí)主要采用好氧處理工藝，通過利用曝氣方法向污水混合液中供氧，使污水中有機(jī)物與微生物之間能夠有效接觸，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解。這個(gè)過程中曝氣系統(tǒng)需要較大的耗電量，因此需要做好曝氣系統(tǒng)的節(jié)能工作。

首先，合理對(duì)曝氣系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)行確定。

在污水處理廠設(shè)計(jì)客串，需要以時(shí)高峰或是日高峰需氧量來確定曝氣系統(tǒng)的規(guī)模。而且在曝氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中，采取合理的控制措施，這樣即使在氧氣不足的情況下，活性污泥濁也能夠正常運(yùn)行一段時(shí)間，不會(huì)對(duì)水質(zhì)帶來太大的影響。

其次，在選擇曝氣設(shè)備時(shí)要綜合考慮供氧能力與調(diào)節(jié)能力。

污水處理廠曝氣系統(tǒng)曝氣效率的好壞與曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)模和可調(diào)節(jié)性有了直接的關(guān)系，因此在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮供氧能力和調(diào)節(jié)能力，并以此作為依據(jù)來選擇曝氣設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能。

再次，有效對(duì)風(fēng)量進(jìn)行控制。

污水處理廠風(fēng)量需要借助于氣閥調(diào)節(jié)來進(jìn)行控制，因此可以采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，自動(dòng)控制風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

最后，在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要與氧傳遞規(guī)律有效結(jié)合。

2.3 污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能措施

現(xiàn)階段我國(guó)的污泥處理要想減少污泥脫水系統(tǒng)的能耗，不僅要選擇高效絮凝劑，還要科學(xué)的調(diào)整各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系，降低電耗和用水量，提高壓濾機(jī)的效率。在污泥處理過程中，可以采取以下兩種措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

其一，選擇高效低能耗設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，目前開發(fā)了帶式濃縮脫水一體機(jī)和臥螺沉降離心脫水機(jī)，這兩種設(shè)備占地面積少，自來水耗量小，能耗較低，運(yùn)行條件好，設(shè)備磨損率低，運(yùn)行費(fèi)用低，得到了廣泛的應(yīng)用。

其二，厭氧沼氣的利用。污水的厭氧處理可產(chǎn)生甲烷沼氣，將沼氣送至鍋爐房或者居民住宅燃燒，可用于消化池加溫、污水廠取暖等。另一方面，沼氣還可以用于發(fā)電，一般大中型城市污水二級(jí)處理廠的沼氣發(fā)電量可大大補(bǔ)償全廠用電量，降低了污水廠電能消耗及運(yùn)行費(fèi)用。

2.4 藥劑消耗節(jié)能措施

在污泥消毒、調(diào)理及除磷過程中都需要消耗一定量的藥劑，雖然消耗比例并不大，但也存在著一定的節(jié)能空間。即在除磷環(huán)節(jié)，可以采用生物除磷技術(shù)，不僅不需要投加藥劑，而且污泥產(chǎn)量也少。選擇化學(xué)除磷時(shí)，可以使用高分子混凝劑來進(jìn)行除磷，降低藥劑的消耗。為了有效的提升污泥的脫水性能，需要進(jìn)行污泥調(diào)理，通常會(huì)以化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理兩種工藝為主。選使用輻射技術(shù)進(jìn)行污泥消毒，不需要高溫高壓，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)城市污水處理廠的節(jié)能能耗，可以更好的促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。因此在實(shí)際工作中，需要有效的提高對(duì)污水處理廠能耗的認(rèn)識(shí)，合理選擇工藝系統(tǒng)，進(jìn)一步減少能源的消耗及降低運(yùn)行成本，確保處理完成的污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源環(huán)境的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]常江，楊岸明，甘一萍，等.城市污水處理廠能耗分析及節(jié)能途徑[J].中國(guó)給水排水，2011（4）.

[2]許光濘，等.污水處理廠的優(yōu)化節(jié)能控制措施與應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2010.

[3]吳建平，等.河南省城鎮(zhèn)污水處理廠能耗分析及節(jié)能建議[J].節(jié)能， 2011.