污水處理廠經(jīng)濟運行優(yōu)化

張宇龍　霍利　徐志成

摘 要：在保證污水處理廠安全運行、出水水質(zhì)達標的情況下，提高其經(jīng)濟性是十分必要的，因此污水處理廠的經(jīng)濟運行優(yōu)化具有十分重要的意義。本文以華北地區(qū)某城市污水處理廠為例，介紹了其經(jīng)濟運行優(yōu)化的一些方法，包括智能精確曝氣、優(yōu)化提升水泵控制模式、避峰就谷運行、多種能源互為補充、開展精細化管理、建設(shè)智能水務(wù)管理系統(tǒng)等。通過這些措施，降低了污水處理廠的運行成本，提高了經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：污水處理廠 經(jīng)濟運行 優(yōu)化

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0048-02

為了治理污染，保護水環(huán)境，我國建設(shè)了大量的污水處理廠。特別是“水十條”頒布以來，更是掀起了水環(huán)境治理、保護的新高潮。污水處理廠是水污染防治工作的重要力量。在充分發(fā)揮環(huán)境保護效益的前提下，污水處理廠的運行成本也是非常重要的方面。這既關(guān)系到污水處理廠自身的生存與發(fā)展，也關(guān)系到環(huán)境保護投入的產(chǎn)出效率。當(dāng)前，很多污水處理廠不同程度地存在著能耗大、運行成本高的問題。因此，開展污水處理廠節(jié)能降耗、經(jīng)濟效益提高工作非常必要。下面以某城市污水處理廠為例，介紹其經(jīng)濟運行優(yōu)化情況。

1 污水處理廠概況

該城市污水處理廠位于華北地區(qū)，目前的日處理規(guī)模約為5萬t。處理工藝為多點進水、多點回流的A2/O底曝氧化溝+三級處理+輔助化學(xué)除磷，包括格柵、進水泵房、沉砂池、氧化溝、二沉池、中水提升泵、澄清池、濾池、鼓風(fēng)機房、污泥脫水機房、加藥間等處理單元。污水處理廠出水指標良好，達到了國家一級A排放標準。

2 智能精確曝氣

一般情況下，對于活性污泥處理工藝，曝氣所消耗的能耗在全廠總能耗中所占的比例是非常大的。為了保證出水水質(zhì)達標，往往會設(shè)定較高的溶解氧濃度值，更加造成了曝氣能耗的浪費。因此，開展污水處理廠節(jié)能工作，首先就是要盡可能降低曝氣能耗。國內(nèi)外在這方面做了很多工作，如精確曝氣[1]、智能控制曝氣[2]等。該污水處理廠采用多級離心變頻調(diào)速鼓風(fēng)機。實際運行中，有時溶解氧濃度甚至超過了5mg/L，造成了很大的能源浪費。對污水處理廠進行智能精確曝氣改造，充分發(fā)揮鼓風(fēng)機的變頻調(diào)速能力，在曝氣支管上增設(shè)調(diào)節(jié)閥，使氧化溝各區(qū)段曝氣量可以單獨調(diào)節(jié)，根據(jù)實測溶解氧濃度值，智能控制各區(qū)段溶解氧濃度水平，既不過高，又保證出水水質(zhì)。節(jié)能降耗效果顯著。

3 優(yōu)化提升泵控制模式

該污水處理工藝分兩段進行提升，設(shè)有進水泵和中水提升泵。水泵根據(jù)集水池水位進行開?？刂啤τ谶M水泵，在保證上游排水通暢的前提下，盡可能保持集水池高水位運行，這樣可以降低泵的揚程，在抽升量相同的情況下降低了能耗。對于中水提升泵，在滿足后續(xù)處理所需水頭損失、出水順利排出的前提下，也盡可能降低其揚程，以達到節(jié)能的效果。同時，優(yōu)化水泵的開停組合，使各水泵盡可能處于高效區(qū)間。

4 避峰就谷運行

該污水處理廠所在城市工業(yè)用電采用分時計價，峰、谷、平不同時段電價差異顯著，高峰電價與低谷電價最高相差0.5元/kWh以上。根據(jù)當(dāng)?shù)氐倪@一特點，并結(jié)合自身的實際運行經(jīng)驗，該污水處理廠采用了避峰就谷的運行方式，使高能耗設(shè)備盡可能多地在低谷電價時段運行。例如污泥脫水機盡可能選擇在低谷電價時段運行。再如，在低谷電價時段，適當(dāng)加大鼓風(fēng)曝氣量，在高峰電價時段適當(dāng)減少鼓風(fēng)曝氣量，充分發(fā)揮氧化溝生化反應(yīng)池的溶解氧“涵養(yǎng)”作用，保證出水水質(zhì)的同時，減少了曝氣電費。通過避峰就谷運行，該污水處理廠每年可以節(jié)約成本數(shù)十萬元。

5 多種能源互補

該污水處理廠所處地區(qū)太陽能資源豐富，廠區(qū)內(nèi)構(gòu)筑物高度不高，遮擋率低。另外，遠期發(fā)展用地尚處于空置狀態(tài)。根據(jù)這些特點，并結(jié)合國家和地方對光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠、鼓勵政策，污水處理廠充分利用太陽能資源，在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)了光伏分布式能源站，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的方式運行。這樣大大節(jié)省了公共電網(wǎng)用電量，陽光充足發(fā)電量高、設(shè)備運行率低時，一部分富余電量可以輸送給公共電網(wǎng)，使污水處理廠節(jié)約了成本，提高了效益。此外，該污水處理廠還充分利用水源熱泵技術(shù)。如廠區(qū)的中央空調(diào)系統(tǒng)，以污水作為冷熱源；冬季，把存儲在污水中的低位熱能提取出來，為廠區(qū)供熱；夏季，把建筑物內(nèi)的熱量提取出來，釋放到污水中，給室內(nèi)降溫。系統(tǒng)投入運行以來，制熱、制冷效果良好。通過引入多種能源互為補充，節(jié)能減排的同時，污水處理廠也取得了很好的經(jīng)濟效益。

6 開展精細化管理

該污水處理廠開展精細化管理工作，對各種藥品、能源消耗等精益求精、詳細記錄的同時，盡可能通過優(yōu)化達到用量最少。建章立制，規(guī)范各類運營行為，從日常運行，到例行巡檢、定期維護、故障處理，甚至到環(huán)境清掃等，使每項工作都有章可依，避免跑冒滴漏。此外，對于缺水地區(qū)而言，污水經(jīng)過處理以后仍是寶貴的水資源，再生回用水可以用于工業(yè)循環(huán)冷卻水等很多領(lǐng)域。因此，該污水處理廠積極與潛在的用戶聯(lián)系，賣出再生水，既得到了可觀的收益，又充分發(fā)揮了水資源的作用。日常處理運行中，污水廠也注意盡可能降低廠用水率，減少不必要的損失，多產(chǎn)水。

7 建設(shè)智能水務(wù)管理系統(tǒng)

自動化水平的不斷提升，能在很大程度上提升企業(yè)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益[3]。為此，該污水處理廠進行了智能水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)。從設(shè)備到處理單元再到全廠整個工藝系統(tǒng)，進行全面的檢查、優(yōu)化。智能水務(wù)管理系統(tǒng)根據(jù)外部條件的變化，智能預(yù)報、自動控制、調(diào)整、優(yōu)化污水廠的運行狀態(tài)，達到安全運行、出水達標、經(jīng)濟高效的目的。顯著提高污水廠運行的自動化、信息化、智能化水平，減少污水廠的能耗、藥耗，降低運維人工成本，提升污水廠的經(jīng)濟效益。

上面以某城市污水處理廠為例，介紹了其經(jīng)濟運行優(yōu)化的一些做法。污水處理廠經(jīng)濟運行可以優(yōu)化的方面很多，有些是通用的，另一些則因每個廠的情況不同而有所差別。每個污水處理廠根據(jù)自身特點，制定針對性的優(yōu)化方案，才會取得良好的效果。此外，經(jīng)濟運行優(yōu)化也是一個持續(xù)改進的過程，各污水處理廠在日常運行中根據(jù)實際情況不斷改進、持續(xù)完善，才能不斷降低能耗和運行成本，以盡可能少的投入更好地發(fā)揮出污水處理廠的環(huán)境效益、社會效益。

參考文獻

[1] 李建飛，靖文，程劉.精確曝氣系統(tǒng)在污水廠中應(yīng)用[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2013（4）：52-54.

[2] 余仁輝，羅飛，趙小翠.污水廠曝氣節(jié)能智能優(yōu)化控制系統(tǒng)[J].環(huán)境工程，2010（2）：39-41.

[3] 錢蔣科，何艷.污水處理廠的環(huán)保節(jié)能問題及措施[J].給水排水，2016（19）：168.endprint