城市污水處理節(jié)能降耗途徑探析

朱清利

[摘 要]隨著社會和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，城市污水處理廠受到了廣泛重視，并引起了激烈的討論。隨著人口的不斷增多，城市污水處理廠的運行難度不斷增大，如何提升污水處理廠運行效能，在保證出水水質的基礎上不斷降低運行能耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗，是所有污水處理廠都將面對的問題。針對當前的節(jié)能降耗工作進行分析，找出符合城市發(fā)展的節(jié)能降耗路徑，是目前的重點工作內容。

[關鍵詞]城市污水處理，節(jié)能降耗，探析

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0284-01

前言

近年來，我國污水處理行業(yè)發(fā)展突飛猛進，整體發(fā)展處于快速成長期。我國城鎮(zhèn)污水處理廠的發(fā)展也進入了從點到面的階段，很多省份已經(jīng)率先實現(xiàn)了縣縣建成污水處理廠。這種大規(guī)模的污水處理項目的運營，將為節(jié)能降耗技術的發(fā)展帶來機遇和挑戰(zhàn)。

1 節(jié)能降耗現(xiàn)狀

分析城市污水處理廠所扮演的角色，是城市的凈化者，將污染的水資源進行集中回收、處理，從多方面來解決污染問題，并帶來更多的清潔水資源，充分滿足城市生產(chǎn)、生活的需求。但是，污水處理在凈化環(huán)境的同時往往還伴隨著較高的能源消耗，因此如何實現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗是我們所追求的目標。經(jīng)過大量的討論與分析，認為城市污水處理廠的節(jié)能降耗現(xiàn)狀，集中在以下幾個方面：（1）總耗能較高。污水處理廠在運營過程中，耗費的能源包括電能、藥劑等等，總體能耗偏高。尤其是在電能的耗費上，占有總體能耗的 65%～90%之間，是重點降耗的部分。（2）污水處理廠的日常污水處理、凈化工作等，有些方面需進行重點改善。例如，當前的污水處理廠是綜合型的處理工廠，污泥處理、生物處理等方面，均獲得了廣泛的應用。可在這些綜合處理運行時，耗費的能源和工作量也比較龐大，基本上保持著“高耗能、高收益”的情況，這并不是長久發(fā)展的最佳選擇。（3）曝氣耗能持續(xù)增多，已經(jīng)引起了社會上的高度關注。大多數(shù)城市污水處理廠，曝氣耗能會占到整個污水處理廠能耗的 50%左右，某些特殊工藝，如 MBR 工藝等的曝氣能耗可達總能耗的 70%。如果不進行有效的改善，將造成耗能成本的持續(xù)擴大，最終演變?yōu)椤案吆哪?、高成本、低收益”的情況。

2 城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

2.1 污水提升泵站節(jié)能途徑

提升泵在運行可通過保持集水池高水位運行，降低水泵揚程，機組均衡運轉和加裝變頻器等途徑節(jié)能減耗，如紹興污水處理廠通過提升水泵變頻技術改造，節(jié)能率達到12%；多級動態(tài)液位控制策略技術，在實際運行過程中通過轉速加臺數(shù)控制法，實現(xiàn)定速泵平均流量運行；當水流出現(xiàn)較大波動時應該適時增減運轉臺數(shù)，調速泵變速運轉來適應水流量的變化；定期對水泵進行維護，以減少摩擦降低電耗。水泵的節(jié)能降耗最關鍵的是要提升泵的運行效率，從而達到節(jié)能降耗的目的。

2.2 鼓風曝氣節(jié)能途徑

城市污水處理廠處理工藝大多是采用活性污泥法的鼓風曝氣。鼓風曝氣是將空氣通過管道送入曝氣池的擴散設備，以氣泡形式分散進入混合液，使氣泡中的氧迅速擴散轉移到混合液中，供給活性污泥中的微生物。污水處理廠鼓風機的能耗約占到整個污水廠的30%～50%。選擇高效、節(jié)能的鼓風機對污水處理廠的運行管理具有重要意義。常用的鼓風機機型主要有羅茨風機、單級離心鼓風機和懸浮鼓風機等。空氣懸浮鼓風機依靠空氣力場使軸承懸浮并保持高速運轉，運行中無需潤滑油，能量損耗低，可以通過變頻器調節(jié)電機轉速來調節(jié)風量。由于空氣懸浮鼓風機調節(jié)方便，對于北方地區(qū)在冬季可以通過降低曝氣量來節(jié)能降耗。

2.3 污泥處理節(jié)能途徑

污泥處理的目的是使污泥減量、穩(wěn)定、無害化及促其綜合利用。污泥處理主要包括污泥的濃縮、穩(wěn)定和脫水。其中，污泥濃縮常用的方法有重力濃縮法、氣浮濃縮法、和離心法。污泥的穩(wěn)定主要有厭氧、好氧和堆肥處理。污泥脫水有機械脫水和自然脫水兩種方式，目前大多選擇的機械脫水，機械脫水的主要能耗是電耗，機械脫水方法主要真空吸濾法、壓濾法、和離心法等。一般使用離心脫水的電耗較低，但對污泥的預處理效果要求高，容易磨損，還需要在實踐中探尋新的脫水工藝，提升節(jié)能降耗效果。針對采用壓濾法在脫泥前的工藝，可以在污泥均質池采用“進泥-沉淀-進泥”循環(huán)方式減小含水率，以減少后期脫泥時間和耗藥量。

2.4 藥劑消耗節(jié)能途徑

污水處理廠藥劑消耗主要是針對深度處理、消毒處理和污泥處理工藝中的中的藥劑消耗。深度處理是通過向水中投加藥劑，使水中難以沉淀的膠體顆粒能相互聚合并沉淀的目的。常用藥劑主要包括無機鹽類混凝劑（工業(yè)硫酸鋁、明礬、三氯化鐵、聚合氯化鋁等）和有機合成高分子混凝劑（聚丙烯酰胺、脫絮凝色劑、天然絮凝劑等）。針對除磷，常用的方法有生物除磷、PAM結合PAC、鐵鹽等。生物除磷技術無需投加藥劑、污泥產(chǎn)量又少，但這項技術工藝較為復雜，需要在實踐中不斷的加以完善?；瘜W除磷，可以嘗試使用高分子混凝劑除磷，能夠有效降低藥耗。消毒的目的主要是利用物理或者化學的方法殺滅廢水中的病原微生物，以防止其對人類及畜禽的健康產(chǎn)生危害和對生態(tài)環(huán)境造成污染。消毒的方法主要包括物理法（加熱、冷凍、輻照、紫外線和微波消毒等）化學法（氯、二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧和重金屬離子等）。針對涉及藥劑消耗的方法主要通過合理配比、減小加藥量來實現(xiàn)降耗。

2.5 根據(jù)溶解氧（DO）濃度調節(jié)曝氣量根據(jù)合理的溶解氧指標調節(jié)曝氣裝置是節(jié)能降耗的一個重要途徑

鼓風曝氣系統(tǒng)由鼓風機（空壓機）、空氣擴散裝置（曝氣器）和一系列聯(lián)通管道組成。許多污水處理廠的生物反應池會曝氣過度，主要原因是缺乏自動調節(jié)系統(tǒng)、過度曝氣直接導致了能耗的浪費，并會使污泥的沉降性變差，能耗隨混合液DO濃度的增大而增大，曝氣池中的DO從2mg/L升高到4mg/L，會使曝氣裝置的耗電量增加近30%?？梢酝ㄟ^優(yōu)化曝氣裝置和智能控制來實現(xiàn)曝氣機的節(jié)能降耗；通過變頻器來改變電機轉速來實現(xiàn)風機流量進行控制；通過對曝氣池中的合理分配曝氣量來節(jié)能。

2.6 污水處理節(jié)能其他途徑

污水處理是一個整體系統(tǒng)，各個環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的。如果格柵攔截不合理，對截留物不能夠很好的截留，就很容易導致提升泵堵塞，導致后續(xù)處理物能耗的被動升高。針對間歇運行的設備，可以結合電量峰平谷來運行。在污泥污水回流方面加以控制，在合理范圍內減小回流量，同樣可以節(jié)能。涉及冬季供暖的廠區(qū)，可以采取間歇運行方式減小能耗。新建廠區(qū)大多數(shù)照明設備過多，只是為了亮化廠區(qū)的路燈構筑物燈，在保證安全運行的情況，同樣可以間歇運行，減少開啟量。加強日常生產(chǎn)經(jīng)營管理，建立節(jié)能降耗目標，把節(jié)能降耗目標設置于各個環(huán)節(jié)，對于完成預期目標的給予一定的獎勵，從而激發(fā)大家開展節(jié)能降耗的積極性。污水處理后不直接排入河道，在廠內循環(huán)利用或者供給其他企業(yè)利用，也將增加企業(yè)收入，從而增加節(jié)能降耗效益。

3 結束語

本文對城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑展開討論，當前的工作有了很大進步，各城市污水處理水平提升，未來前景比較光明。今后應加強污水處理技術、處理體系、節(jié)能降耗的深入研究，創(chuàng)造出更大的價值。

參考文獻

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