污水處理廠節(jié)能降耗途徑研究

申迎賓

（河南萬明環(huán)保咨詢有限公司，河南安陽 455000）

1 污水處理廠能耗現(xiàn)狀

污水處理廠在進(jìn)行污水回收和清理的時(shí)候，需要消耗大量的藥劑和電能，尤其是電能的消耗，據(jù)統(tǒng)計(jì)，污水處理廠中的電能消耗在總體耗能中比例高達(dá)65%以上。導(dǎo)致耗能如此高的原因可能是污水設(shè)備過大，最初建立污水廠時(shí)為了保障流量的需求，很多污水廠都選用了大型設(shè)備，但是這種設(shè)備受到進(jìn)水量和水質(zhì)的波動影響，導(dǎo)致了設(shè)備難以做到高效運(yùn)行，再加上大型設(shè)備本身較大，致使設(shè)備整體消耗的能量較多，而且隨著人們產(chǎn)生的污水越來越多，污水處理廠進(jìn)行污水處理時(shí)所消耗的能量也會越來越多，如果不及時(shí)改善這種情況，在國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的情況下，能源的價(jià)格一定會越來越高，污水處理廠的成本也會越來越高，這種高耗能高成本情況十分不利于污水處理廠穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。

目前，我國城鎮(zhèn)的污水處理廠在污泥和污水的處理方式上還有待改善，在消耗了大量的能量下，污泥和污水的處理才能取得一定的效果，這種污水處理方式不僅沒有做到節(jié)能減排，更不利于污水處理廠的長遠(yuǎn)發(fā)展。在污水場中直接耗能的環(huán)節(jié)一般有曝氣設(shè)備、污水提升泵、污水處理、污泥處理等。目前，我國城鎮(zhèn)污水處理量越來越多，污水處理廠的污水處理任務(wù)越發(fā)艱巨，所以將節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用到污水處理的過程中，已經(jīng)成為污水處理廠的發(fā)展趨勢和必然選擇。

2 污水處理廠節(jié)能降耗途徑

2.1 污水設(shè)備節(jié)能

在污水處理的過程中，污水提升泵是其中的重要設(shè)備，同時(shí)也是耗能較大的設(shè)備，其耗能在污水處理廠的總體耗能中約占20%。污水提升泵的電機(jī)運(yùn)行效率難以支撐其在有限的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的工作，這種過低的工作效率，導(dǎo)致其在處理一定量的污水時(shí)，需要消耗更長的時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致其需要消耗大量的電能。另外，需要處理的污水量也不是一成不變的，設(shè)備的工作能力難以滿足實(shí)際污水處理量的需求。經(jīng)過分析，想要在污水提升泵方面進(jìn)行節(jié)能降耗，可以通過以下兩個途徑：第一，根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況將提升泵更換或者改造為變頻泵，這樣設(shè)備就可以根據(jù)實(shí)際的污水量運(yùn)行，提高了污水提升泵的性能以及工作效率，有些污水處理廠就是通過將污水提升泵進(jìn)行變頻改造，從而提升了污水處理的效率。第二，通過多級動態(tài)液位控制技術(shù)，對不同污水量采取不同的處理措施，以達(dá)到減少耗能的目的。另外，還需要加強(qiáng)對提升泵的日常管理工作，定期對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通過摩擦的方式，降低耗能。

在污水處理過程中，另外一個耗能較多的設(shè)備就是曝氣設(shè)備。根據(jù)污水處理廠的反饋，曝氣設(shè)備的耗能在污水處理廠總耗能中比例達(dá)到了50%左右。所以，曝氣設(shè)備的節(jié)能對于整個污水處理廠的節(jié)能具有重要作用。要在曝氣設(shè)備方面進(jìn)行節(jié)能降耗，可以通過以下兩個途徑：第一，可以通過智能控制來實(shí)現(xiàn)對曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，例如曝氣池的精確曝氣系統(tǒng)等。第二，在污水處理的過程中要選用漸減式的曝氣方案，在第一階段按照35%、第二階段按照30%、第三階段按照25%進(jìn)行曝氣布置，來達(dá)到精準(zhǔn)曝氣，降低耗能的目的。

2.2 錯峰用電節(jié)能

由于目前我國電網(wǎng)在用電高峰期負(fù)荷過高的問題，國家采取不同時(shí)段的電價(jià)不同的政策，在用電峰、平、谷三個時(shí)期，電費(fèi)的價(jià)格依次降低。所以一些污水處理廠在保證出水量達(dá)標(biāo)的情況下，通過在用電高峰時(shí)段減少運(yùn)行設(shè)備或者降低設(shè)備頻率，在用電低谷時(shí)段增加運(yùn)行設(shè)備數(shù)量，這樣不僅能夠降低國家電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，而且還能降低污水處理的費(fèi)用，控制污水處理廠的成本[2]。

2.3 污水處理節(jié)能

污水處理廠想要做到節(jié)能降耗，首先，在源頭上就要做好雨污分流工作，改變末端截污，降低雨水混入，防止其干擾污水處理，有利于后續(xù)污水處理的節(jié)能降耗工作。

其次，在正式處理污水之前，需要通過隔柵和沉砂池先對污水進(jìn)行簡單的處理。利用隔柵隔離污水中體積較大的漂浮物，目的是防止堵塞污水處理設(shè)備，而造成設(shè)備損壞。污水處理廠可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整隔柵之間的距離，在保證流量的情況下，盡量減少進(jìn)入污水處理設(shè)備中的雜物，減少設(shè)備損耗。雖然在污水預(yù)處理環(huán)節(jié)中，隔柵在節(jié)能降耗方面的提升空間不大，但是對后續(xù)環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗具有重要的意義。污水在流動和匯集時(shí)必然會伴隨著泥砂的混入，所以需要通過沉砂池將泥砂分離出去，否則會磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，影響后續(xù)污水處理設(shè)備的正常運(yùn)行。沉砂池的工作原理是重力分離，主要類型有平流沉砂池、曝氣沉砂池等。在實(shí)際的污水處理過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的沉砂池。相比曝氣沉砂池，平流沉砂池的設(shè)備耗能更低，但是在沉砂中夾雜著15%的有機(jī)物，增加了后續(xù)處理沉砂的難度。在曝氣沉砂池中需要在風(fēng)機(jī)配置和運(yùn)行控制兩個方面對耗能進(jìn)行控制。

最后，是污水處理環(huán)節(jié)。污水處理包括好氧處理和厭氧處理兩個部分。在進(jìn)行好氧處理的過程中需要用到曝氣系統(tǒng)，對曝氣系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化，就能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的?？梢岳梦馀菘諝饪刂破鞑膲嚎s和消蝕污水處理中的氣泡，增加氣體和液體的接觸面積，來達(dá)到增強(qiáng)反應(yīng)效果的目的。另外，對潛水?dāng)嚢杵鞯暮侠砝靡部梢赃_(dá)到增強(qiáng)反應(yīng)效果的目的。

2.4 污泥處理節(jié)能

在污泥的處理過程中也會消耗大量的能量。污泥處理是指對污泥進(jìn)行濃縮、脫水、穩(wěn)定以及焚燒等無害化的處理過程。污泥有原污泥、初沉污泥、二沉污泥、回流污泥、剩余污泥等多種類型，污泥的處理類型有好氧消化、厭氧消化、污泥濃縮、污泥脫水、污泥淘洗等多種類型。污泥濃縮是指通過重力或者氣浮法將污泥進(jìn)行濃縮整合，降低污泥的含水量，減少污泥體積，使污泥稠化的過程。重力濃縮的方法雖然耗能少，但是時(shí)間較長，而離心濃縮法成本較高，氣浮濃縮法由于操作較簡單，有一定的節(jié)能效果，而且工作效率較高的優(yōu)點(diǎn)，受到各污水處理廠的青睞，是目前適用范圍最為廣泛的污泥處理法之一。

污泥脫水是指將原生或者經(jīng)過濃縮消化的污泥進(jìn)一步去除其中的水分，將污泥干燥轉(zhuǎn)化為半固態(tài)或者是固態(tài)的過程，一般使用機(jī)械脫水。對污泥的這種處理也稱為污泥干化，干化后的污泥含水量不足10%。主要采用厭氧處理的方式，在無氧的條件下，通過厭氧微生物對污泥中的有機(jī)物進(jìn)行降解和氧化，完成厭氧消化的目的。在進(jìn)行厭氧處理的過程中，需要一些能源的支持來保持溫度，在攪拌時(shí)需要消耗電能。污泥淘洗是一種污泥預(yù)處理方法，能夠改善污泥脫水的性能，使用清水或者廢水對污泥進(jìn)行淘洗，達(dá)到降低污泥的堿度，以此來節(jié)省污泥處理過程中的投藥量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

目前隨著環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，人們逐漸采取更加環(huán)保節(jié)能的污泥處理技術(shù)。例如，利用污泥發(fā)酵有機(jī)肥，將污泥用微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵處理，能夠消除污泥的臭味，防止二次污染，起到保護(hù)環(huán)境的作用，而且將污泥發(fā)酵成為有機(jī)肥，再與牛糞混合，能夠形成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，而且肥效好，使用安全[3]。

3 結(jié)語

污水處理廠在保證污水處理質(zhì)量以及出水量的情況下，應(yīng)當(dāng)采取一定的節(jié)能降耗措施，這不僅是為了響應(yīng)國家號召，也能夠在一定程度上降低污水處理的成本。相信在不斷對污水處理節(jié)能降耗技術(shù)的探索下，污水處理廠能夠更加穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展下去。