淺論城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

秦瑜雯　李　斌　段　瑜

（昆明滇池水務(wù)股份有限公司云南昆明650000）

淺論城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

秦瑜雯李斌段瑜

（昆明滇池水務(wù)股份有限公司云南昆明650000）

城市污水處理直接關(guān)系到城市的環(huán)境調(diào)節(jié)和生態(tài)建設(shè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生產(chǎn)、生活具有很大的影響。文章針對(duì)城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑展開分析，并提出合理化建議。

城市污水；處理；節(jié)能降耗；途徑

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)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(yùn)行難度不斷增大，如何提升污水處理廠運(yùn)行效能，在保證出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上不斷降低運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，是所有污水處理廠都將面對(duì)的問(wèn)題。針對(duì)當(dāng)前的節(jié)能降耗工作進(jìn)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(diǎn)工作內(nèi)容。

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(jìn)行集中回收、處理，從多方面來(lái)解決污染問(wèn)題，并帶來(lái)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(shí)往往還伴隨著較高的能源消耗，因此如何實(shí)現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗是我們所追求的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)大量的討論與分析，認(rèn)為城市污水處理廠的節(jié)能降耗現(xiàn)狀，集中在以下幾個(gè)方面：（1）總耗能較高。污水處理廠在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，耗費(fèi)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(fèi)上，占有總體能耗的65%～90%之間，是重點(diǎn)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(jìn)行重點(diǎn)改善。例如，當(dāng)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(yīng)用。可在這些綜合處理運(yùn)行時(shí)，耗費(fèi)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(zhǎng)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(huì)上的高度關(guān)注。大多數(shù)城市污水處理廠，曝氣耗能會(huì)占到整個(gè)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(dá)總能耗的70%。如果不進(jìn)行有效的改善，將造成耗能成本的持續(xù)擴(kuò)大，最終演變?yōu)椤案吆哪?、高成本、低收益”的情況。

2　節(jié)能降耗途徑分析

城市污水處理廠是目前國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的單位，從以上的分析來(lái)看，污水處理廠在節(jié)能降耗的現(xiàn)狀方面并不理想，想要徹底進(jìn)行改善，就必須在每一個(gè)環(huán)節(jié)上，均采取有效的節(jié)能降耗手段，改善原有的工作模式，提高污水處理廠的工作水平、工作效率，最終完成“低成本、低耗能、高效益”的目標(biāo)。

2.1污水提升泵站節(jié)能

在城市污水處理廠當(dāng)中，污水提升泵是污水處理的關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)系到后續(xù)的處理過(guò)程能否持續(xù)進(jìn)行，其自身的耗能也比較嚴(yán)重，根據(jù)昆明市某污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，污水提升泵的耗能約占總能耗的20%。經(jīng)過(guò)大量的討論與分析，發(fā)現(xiàn)污水提升泵的耗能因素集中在以下幾個(gè)方面：（1）該機(jī)械設(shè)備的電機(jī)運(yùn)行效率較低，面對(duì)龐大的工作量，往往不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，多耗費(fèi)的時(shí)間提升了成本，導(dǎo)致電能飆升。（2）污水提升泵在設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)行能力不能滿足實(shí)際的需求，水量波動(dòng)控制、運(yùn)行控制等方面，均未達(dá)到較大的提升，最終造成了節(jié)能低下情況。

污水提升泵站的節(jié)能，可通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)完成：（1）改工頻泵為部分變頻泵，作為最終的調(diào)速泵，結(jié)合客觀實(shí)際來(lái)運(yùn)行。（2）將所有的提升泵，均轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l泵來(lái)運(yùn)行，促使污水提升泵站的整體性能有所提升。例如，我國(guó)的紹興污水處理廠，將原有的提升泵進(jìn)行有效的變頻改造處理，節(jié)能效果比原來(lái)提升了12%左右。（3）選擇多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制。城市污水處理廠的數(shù)量有所增多，每一個(gè)污水處理廠的工作量并不是完全固定的。通過(guò)應(yīng)用多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制的方法，能夠應(yīng)對(duì)較多的情況，無(wú)論是污水量龐大，還是污水量較少，均可以匹配相應(yīng)的能耗來(lái)完成。

2.2曝氣設(shè)施節(jié)能

在城市污水處理廠當(dāng)中，曝氣設(shè)施的節(jié)能降耗，將會(huì)對(duì)最終的目標(biāo)產(chǎn)生影響。根據(jù)昆明市某污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，曝氣耗能會(huì)占到整個(gè)污水處理廠能耗的50%左右。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，曝氣設(shè)施的節(jié)能要從以下幾個(gè)方面出發(fā)：（1）針對(duì)曝氣的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，通過(guò)精確控制的方法，降低曝氣設(shè)備的耗能情況。例如，可根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)能力和相關(guān)部門的幫助，應(yīng)用漸減式的曝氣布置方案。在第1段～第3段，分別按照35%、30%、25%的比例進(jìn)行曝氣布置，這樣既可以階段性的提高工作效果，又提高了節(jié)能降耗的水平。（2）可以從內(nèi)部出發(fā)，選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，將溶解氧濃度進(jìn)行有效的控制。污水處理當(dāng)中，溶解氧濃度的高低，會(huì)對(duì)污水處理效果產(chǎn)生影響，合理控制溶解氧濃度，配合智能化的系統(tǒng)，減少了人工操作的失誤，對(duì)耗能改善有較大的作用。（3）選擇變頻器有效的改善交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式，針對(duì)風(fēng)機(jī)的具體流量進(jìn)行控制，從而在風(fēng)機(jī)的節(jié)能上，獲得更大的進(jìn)步。

2.3污水處理節(jié)能

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促使居民的用水量增大，污水排放量也由此提升。即便國(guó)內(nèi)大力宣傳循環(huán)用水、節(jié)能用水，但基礎(chǔ)用水量仍然非常龐大，再加之目前很多城市雨污分流不徹底，或是仍在采用合流制污水收集系統(tǒng)，導(dǎo)致大量本不需進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理的污水，或是僅需進(jìn)行一級(jí)強(qiáng)化處理的低污染水混入原水中，不但增加了污水量，還導(dǎo)致進(jìn)水濃度降低，大大增加了污水處理的能耗及處理難度。綜上，城市污水處理廠的節(jié)能降耗，仍然具有很大的挑戰(zhàn)。

為此，建議從源頭抓起，首先要做好雨污分流工作，逐漸取締末端截污的方式，減少雨水混入對(duì)污水處理工作的影響，這是污水處理節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在。其次，進(jìn)一步加強(qiáng)污水處理廠的節(jié)能工作，污水處理環(huán)節(jié)的能耗主要產(chǎn)生于污水預(yù)處理和生化處理，其中預(yù)處理階段主要包括格柵、沉砂池，生化處理階段的主要能耗單元是曝氣系統(tǒng)。這里重點(diǎn)探討污水預(yù)處理環(huán)節(jié)的能耗。首先是做好格柵的安裝，雖然整個(gè)格柵本身在污水處理過(guò)程中的節(jié)能空間不大，但對(duì)后續(xù)其他設(shè)備的降耗起著重要作用，需要做好格柵的安裝，一般會(huì)選擇將格柵安裝在污水處理廠的前段或者污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)較大漂浮物的截留，減少堵塞，保證污水設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。曝氣沉沙池由于曝氣設(shè)備的使用而產(chǎn)生較高能耗，因此沉砂池的設(shè)計(jì)一般應(yīng)選擇平流式和旋流式。

2.4污泥處理節(jié)能

城市污水處理廠在目前的運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，污泥處理也是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。當(dāng)前的污泥比較復(fù)雜，其不僅含有較多的污染物，同時(shí)在分解過(guò)程中特別的復(fù)雜，單純的選擇一種方法，并不能獲得良好的效果，建議通過(guò)兩種方法聯(lián)合應(yīng)用，更好的解決污泥帶來(lái)的污染。另外，污泥處理節(jié)能的過(guò)程中，還必須在污泥的循環(huán)再利用方面做出足夠的努力。做好污泥的回收再利用，污泥中大部分成分是揮發(fā)性有機(jī)物，在日本，60%污泥可以經(jīng)由厭氧消化削減，每噸揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)可產(chǎn)生約680m3的沼氣，利用磷酸型燃料電池殼獲得污水廠約50%的能源。污泥的回收途徑主要有：利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱能、利用厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，以及堆肥和摻燒。

3　關(guān)于城市污水處理廠節(jié)能降耗的建議

城市污水處理廠的節(jié)能降耗，是當(dāng)前城市建設(shè)的主要工作，也是污水處理行業(yè)面臨的共同問(wèn)題，對(duì)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等很多方面都存在影響。建議今后的節(jié)能降耗工作，通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)改善：（1）必須要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)。污水處理廠面對(duì)的最困難的是污水處理、污泥處理工作，老舊技術(shù)和設(shè)備，無(wú)法達(dá)到要求；新的技術(shù)和設(shè)備，與水處理具有更高的匹配度，效果更好。（2）要做好源頭減量，真正實(shí)現(xiàn)雨污分流，從根本上確保污水處理工作的有效開展，避免能源浪費(fèi)。（3）日常工作量需得到合理的安排。城市污水處理廠的工作量，不能超出承受范疇，任何機(jī)械設(shè)備都有運(yùn)行符合的限制。同時(shí)還應(yīng)定期召開工作會(huì)議，找出節(jié)能降耗中的不足，持續(xù)優(yōu)化工作，這些都是日后需要重點(diǎn)努力的方面。

4　結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑展開討論，當(dāng)前的工作有了很大進(jìn)步，各城市污水處理水平提升，未來(lái)前景比較光明。今后應(yīng)加強(qiáng)污水處理技術(shù)、處理體系、節(jié)能降耗的深入研究，創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

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