污水處理廠節(jié)能降耗區(qū)域性評價管理研究

喬 瑩，栗建華

（長治市環(huán)境信息中心，山西 長治 046000）

污水處理廠節(jié)能降耗區(qū)域性評價管理研究

喬 瑩，栗建華

（長治市環(huán)境信息中心，山西 長治 046000）

污水處理廠節(jié)能降耗評價體系在污水處理廠監(jiān)管、績效評價中具有重要意義。根據(jù)已有評價體系提出了改進的、具有區(qū)域特色的評價指標及標準值體系；并應(yīng)用于長治地區(qū)污水處理廠的績效評價。結(jié)果顯示，該指標體系能夠較好地評價該地區(qū)不同水平的污水處理廠，且評價結(jié)果有助于改進其能效與物效。建議通過獎勵與補貼等措施提升區(qū)域污水處理廠績效。

節(jié)能降耗；污水處理廠；長治

隨著國家對環(huán)境保護工作的高度重視，污水處理廠數(shù)量逐步增加。截止2008年7月，全國已建成污水處理廠1，470座，標志著我國污水處理事業(yè)的逐漸成熟。然而，如何管理這些數(shù)量龐大的污水處理廠，又成為各級管理機構(gòu)亟待解決的一個難題。

目前，我國污水處理廠及其管理機構(gòu)尚處于“粗放式管理”階級，主要表現(xiàn)在兩個方面：（1）管理目標單一。大部分污水廠只專注于出水達標，對于節(jié)能降耗關(guān)注不足。（2）管理手段過時。隨著污水處理行業(yè)的日趨完善，污水處理廠及其管理機構(gòu)對“精細化管理”的需求將逐年增加，而績效評估體系的運用和完善成為一種發(fā)展趨勢。

1 評價體系調(diào)整及標準值計算方法創(chuàng)新

本研究參照楊凌波等指標體系和標準值算法[1]，在此基礎(chǔ)上，對該指標體系進行了調(diào)整。

1.1 指標調(diào)整

在實際應(yīng)用過程中，對原指標體系在指標設(shè)置方面進行如下改進。（1）考慮到大部分污水處理廠的設(shè)備能耗和單元能耗難以區(qū)分，因此，采用單元能耗代表設(shè)備運行情況，不再考慮設(shè)備能耗。（2）引入生化單元相關(guān)的新指標[2，3]。理想曝氣能耗值與實際值的差異，即為污水處理廠的節(jié)能降耗潛力。

1.2 標準值計算方法的改進

在標準值計算方面，進行了以下改進。

1.2.1 化學(xué)除磷標準值。本研究采用較為通用的過量系數(shù)B和藥劑相對分子質(zhì)量N，計算處理單位質(zhì)量的磷所需的理論藥劑使用量[4]。公式如下：

式中：dTP=TPinf-TPeff代表磷的去除量，B為最適過量系數(shù)，采用常見值2。

1.2.2 理想曝氣能耗。由于不同季節(jié)的水溫存在差異，特別是夏季和冬季，所以本研究根據(jù)不同兩季的水溫計算各個季節(jié)的理論曝氣能耗，并加和匯總[2，5]。即：

S22，Sum，S22，Win和 S22，Ann分別代表夏季、冬季和全年的生化單元單位污水能耗的標準值。本研究假設(shè)春夏與秋冬季節(jié)時間長度相等，因此采用均值計算年均值。

優(yōu)化指標體系見表1。

考慮到本研究進行的是區(qū)域性研究，因此，對長治市及周邊地區(qū)作為標準值計算區(qū)域范圍。

為保證污水廠的代表性和參考價值，嚴格按照“工業(yè)廢水比例<30%”，“出水水質(zhì)年平均值達標”的標準對區(qū)域范圍內(nèi)的污水廠進行篩選。

由于缺乏數(shù)據(jù)支持，其余指標的標準值和得分計算主要采用參考文獻[1]（表2-4）給出的處理方式。

2 結(jié)果與討論

采用上述改進后的節(jié)能降耗評價體系，對長治市所屬4座污水處理廠2008年的運行數(shù)據(jù)進行評價，其計算指標值如表2所示。表格空白部分為缺少數(shù)據(jù)或無該流程，如A、D廠不進行化學(xué)除磷，則E31值為空。

圖1 指標得分情況

2.1 績效體系的合理性

由圖1可以看出，具有區(qū)域特性的11和12指標能夠較好地將污水廠節(jié)能降耗績效水平加以區(qū)分。而21、22和23指標的區(qū)分能力較差，表現(xiàn)一般的污水廠也能夠得到滿分。改進的31指標具有一定的可操作性，標準值也較為合理，32指標存在區(qū)分性能較差的缺點。

從指標相關(guān)性來看，單位總污染物去除能耗與控制策略應(yīng)用水平相關(guān)系數(shù)R=0.759具有強相關(guān)性，說明改進控制策略對于提高污染去除效率，同時降低能耗具有重要意義。

2.2 各廠績效比較與改進

A廠在單位能耗指標上表現(xiàn)較好而各單元指標稍差（見圖2），各個處理單元的能效仍有較大的提升空間。特別是曝氣單元，可考慮根據(jù)進水負荷的變化規(guī)律，采用時序或編組控制的方式運行曝氣轉(zhuǎn)刷，以提高曝氣單元的能效。藥耗和儀表維護表現(xiàn)較好，可維持現(xiàn)狀。

圖2 總體得分情況

B廠和C廠在能耗各指標上均表現(xiàn)良好。在化學(xué)除磷上，C廠所耗藥品遠少于B廠，物耗效率較高，B廠具有較大的降耗潛力，得分也充分說明了這一點。C廠儀表設(shè)備和自控策略表現(xiàn)最優(yōu)，得分均大于等于85分，說明其儀表維護和自控水平已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。D廠能耗總體表現(xiàn)較好，但12指標得分為0，主要是由于其未能充分發(fā)揮A2/O工藝的高效特點。需要通過應(yīng)用更高級的控制策略，以提高曝氣單元的能效，發(fā)揮工藝特點。

總體來看，績效水平由高到低依次為：C廠>B廠>D廠>A廠，C廠能效、物效水平為優(yōu)，B、D廠為良，A廠為中。除A廠在能耗上急需改進外，各廠的能耗、物耗、儀表與自控均優(yōu)于全國平均水平[6]，說明該地區(qū)總體技術(shù)和管理水平較優(yōu)，但仍存在節(jié)能降耗潛力。

3 結(jié)論與建議

本著“以評促進”的原則，區(qū)域環(huán)境管理部門應(yīng)對表現(xiàn)優(yōu)良的污水處理廠給予嘉獎，以促使其他污水處理廠產(chǎn)生節(jié)能降耗的積極性和主動性。對于落后的污水廠，政府應(yīng)投入部分人力物力，給予技術(shù)支持，幫助其提高運營管理水平，改進績效，從而從整體上改善區(qū)域污水處理廠的能效、物效。

（1）通過結(jié)合地區(qū)實際情況優(yōu)化指標、計算區(qū)域標準值，可得到改進的、具有區(qū)域特色的評價指標及標準值體系，適用于不同地區(qū)污水廠、不同需求的績效評價。

（2）本研究提出的污水處理廠節(jié)能降耗績效評估體系能夠較好地區(qū)分該地區(qū)不同水平的污水處理廠，且評價結(jié)果有助于改進污水處理廠能效、物效。

（3）山西省長治地區(qū)總體技術(shù)和管理水平較優(yōu)，但大部分污水廠仍存在節(jié)能降耗潛力。應(yīng)通過獎勵與補貼制度并進機制全面提升區(qū)域污水廠績效。

（4）建議相關(guān)管理部門應(yīng)加強對污水廠單元細節(jié)能耗的收集，更新計算標準值，增加評價體系的區(qū)分性能，使評價結(jié)果更具實用性和可操作性。

［1］Lingbo Yang，Siyu Zeng，Miao He，Jining Chen，et al，（2009）An Approach to Performance Assessment SysteMfor WWTPs with Emphasis on Energy Saving and Chemicals Consumption Reduction.［C］2009 3rd International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering（iCBBE 2009），1-4.

［2］Lingbo Yang，Siyu Zeng，Jining Chen，Miao He，Wan Yang，et al，（2009） Operational Energy Performance Assessment SysteMof Municipal Wastewater Treatment Plants.［C］Water and Energy International Conference（IWA 2009），1-11.

［3］王希希.城市污水處理行業(yè)發(fā)展及其標桿管理體系研究.碩士學(xué)位論文［D］.北京：清華大學(xué)環(huán)境系，2004.

［4］念東，王佳偉，劉力超等.城市污水處理廠化學(xué)除磷效果及運行成本研究［J］.給水排水，2008，34（5）：7-10.

［5］林榮忱，李金河，林文波.污水處理廠泵站與曝氣系統(tǒng)的節(jié)能途徑［J］.中國給水排水，1999，15（1）：21.

［6］楊向平.中國城鎮(zhèn)污水處理廠匯編［M］.北京:中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會，2006.

Abstract：The energy-saving evaluation systeMofwastewater treatment plant has great value in both supervision and performance evaluation.With synthesizing the existing evaluation system，the regional feature evaluation index and standardized systeMwere put to apply and improve the performance evaluation in the wastewater treatment plant in Changzhi.The results indicated that this evaluation index can better evaluate wastewater treatment plants of different levels in the area.Besides，it can be used to improve the energy efficiency and materials efficiency of a wastewater treatment plant.Some management strategies such as rewards and subsidies are proposed to improve the wastewater treatment plants'performance.

Keywords：energy-saving；Wastewater Treatment Plant；Changzhi

（責任編輯 王建華）

The Regional Evaluation and Management on Energy-saving and ConsuMption-reduced in Wastewater Treatment Plant

QIAO Ying，LIJian-hua
（Environmental Information Center of Changzhi，Changzhi Shanxi046000）

X703

A

1673-2014（2010）05-0027-03

2010—08—23

喬 瑩（1973— ），女，山西河津人，工程師，主要從事環(huán)境工程及環(huán)境管理工作研究。