城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

陳旭東

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市的建設(shè)速度是有目共睹的。城市作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，對(duì)于國(guó)家來(lái)說(shuō)就有十分重要的作用。但與此同時(shí)，城市也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響，比較嚴(yán)重的問(wèn)題就是城市污水的問(wèn)題。城市污水的處理是每個(gè)城市都必須面對(duì)的問(wèn)題，而且城市污水的處理是十分高耗能的產(chǎn)業(yè)。污水的處理過(guò)程需要消耗很多能源和藥劑，其中比較突出的能源消耗就是電能燃料和相應(yīng)藥劑。筆者從城市污水處理廠能源的消耗和分布情況入手，對(duì)我國(guó)的城市污水廠節(jié)能消耗的途徑進(jìn)行了相應(yīng)的分析。并對(duì)藥劑的消耗也進(jìn)行了深入的研究。通過(guò)分析得知，城市污水處理廠中具有大量的節(jié)能降耗的潛力，而且通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的污水處理工藝引進(jìn)相應(yīng)的新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)水管理機(jī)制的不斷完善，這也是污水處理廠節(jié)能降耗的主要方式。

【關(guān)鍵詞】城市污水處理廠；節(jié)能降耗；藥劑消耗；管理

一、我國(guó)城市污水處理廠能耗及分布

通過(guò)對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的城市污水處理廠能耗地區(qū)情況分析得知，污水處理的過(guò)程中所消耗的電能燃料和藥劑等，電耗占到了全部能耗的90%。我國(guó)雖然城市的污染相對(duì)來(lái)說(shuō)比較嚴(yán)重，但與發(fā)到國(guó)家相比還是相對(duì)較好的，但是我國(guó)的城市污水能源消耗量確實(shí)美國(guó)的兩倍以上，從這里也能看出我國(guó)的污水處理能源消耗的劇烈程度。通過(guò)分析得知，如果我國(guó)的城市污水處理水平提高后，能夠節(jié)省五分之一的電能消耗量，就能節(jié)省30×108KWh，由此看出我國(guó)污水處理所消耗的能源是多么的巨大。

二、城市污水處理廠節(jié)能降耗的途徑

在城市污水處理的過(guò)程中，污水處理廠的能源消耗主要是在污水提升、污水處理和污泥處理中的單元。其中的設(shè)備主要是電能消耗設(shè)備和不同的污水處理以及藥劑消耗。主要的耗能設(shè)備是污水提升泵、回流泵、鼓風(fēng)機(jī)和污泥加熱設(shè)備。藥劑的使用主要是在除磷、污泥調(diào)理和污泥消毒階段。所以想要在污水處理中提升能源的使用效率，就要對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行分析。

1.污水提升

污水提升泵可以看做污水提升的主要能耗設(shè)備，而且這個(gè)設(shè)備通過(guò)分析和引進(jìn)新技術(shù)后，可以實(shí)現(xiàn)較大空間的能源節(jié)省。通過(guò)對(duì)某污水處理廠的提升泵實(shí)際工作情況分析得知，污水提升泵占到全程污水處理整體能耗的五分之一。提升泵的電能消耗主要是用于揚(yáng)程，但從實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，污水水頭的設(shè)計(jì)確實(shí)超過(guò)了要求，增大了的污水提升所消耗的能源量。所以在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該全面照顧到出流和躍水的高度，盡可能的減少出水處水頭的損失，從而實(shí)現(xiàn)減低污水提升的高度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的節(jié)約。

2.污水處理

污水處理工藝耗能單元具有好氧和厭氧處理兩個(gè)方面。污水生物處理的好氧工藝的主要系統(tǒng)就是曝氣系統(tǒng)，而且可以從曝氣系統(tǒng)中可以節(jié)省很多的能源。想要節(jié)省曝氣系統(tǒng)的能源消耗，需要做到精確的設(shè)計(jì)，并選用壓力，盡可能的減少管材和局部構(gòu)建的損失。在選用微氣泡空氣擴(kuò)散裝置的時(shí)候，產(chǎn)生的微笑氣泡需要重建考慮，提高氧氣的利用率。在安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的時(shí)候，要根據(jù)曝氣池中的溶解氧濃度，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，并減少能源的使用量。厭氧工藝的能源消耗與好氧工藝相比，具有能源較低的特點(diǎn)，而且通過(guò)分析得知，這些能源的消耗量占到活性污泥工藝的十分之一。后期通過(guò)沼氣的產(chǎn)生，進(jìn)行相應(yīng)的回收利用，可以再次利用做污水廠的能源來(lái)源。

3.污泥處理

對(duì)污泥的處理，也是需要消耗很多能源的，其中主要包括污泥濃縮、污泥穩(wěn)定、污泥脫水等。一般來(lái)說(shuō)常用的污泥濃縮的方法有重力濃縮和氣浮濃縮，這些濃縮方式可以利用生物氣浮代替重力氣浮降低污泥濃縮能耗，進(jìn)而全面降低能源的消耗量。通過(guò)對(duì)不同污泥濃縮工藝的分析得知，重力濃縮比的能耗一般在0.02-0.15KWh·m-1；氣浮濃縮的能耗比在0.3-1.1 KWh·m-1；離心濃縮的能耗比一般在0.6-1.3 KWh·m-1；氣浮濃縮中的生物氣浮比能耗我0.06-0.14 KWh·m-1。到目前為止我國(guó)的國(guó)內(nèi)常用污泥穩(wěn)定技術(shù)是厭氧消化占41.12%，好氧消化占4.21%，污泥堆肥占6.14%，57.42%的污水處理廠都對(duì)污泥沒(méi)有經(jīng)過(guò)合適的處理。厭氧消化的能耗包括熱耗和電耗，熱耗需要維持消化的溫度，電耗主要用在攪拌和泵輸送，這些都要消耗很多的能源。引進(jìn)新的技術(shù)后，可以改進(jìn)污泥脫水工藝，并開(kāi)發(fā)新的脫水工藝，節(jié)約對(duì)污泥脫水能源消耗。

從污泥脫水的角度來(lái)說(shuō)，一般的污泥脫水有兩種方法，分別是自然脫水和機(jī)械脫水。我國(guó)目前采用一般是機(jī)械脫水的方法對(duì)污泥進(jìn)行脫水，在整個(gè)脫水的過(guò)程中，需要使用帶式壓濾脫水、離心脫水、板框壓濾脫水等。在整個(gè)脫水的過(guò)程中，所消耗的就是電能。根據(jù)我國(guó)目前的已有數(shù)據(jù)分析，不同機(jī)械脫水方式的電耗情況，其中帶式壓濾DS脫水29～74 kWh·t-1，離心DS脫水14～42 kWh·t-1，板框壓濾DS脫水24～63 kWh·t-1。通過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn)，離心脫水的電能消耗比較少，但是這種工藝對(duì)污泥的預(yù)處理要求水平很高，十分容易導(dǎo)致機(jī)器的磨損。所以想要全面降低脫水對(duì)能源的消耗，就要開(kāi)發(fā)新的脫水工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥脫水的節(jié)能化。

三、節(jié)能降耗管理

想要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗管理，需要首先對(duì)節(jié)能降耗進(jìn)行分析，并控制污水處理廠能耗密切相關(guān)的控制點(diǎn)。于此同時(shí)，建立統(tǒng)一的能耗評(píng)估表，并以此反映出各部門(mén)的能耗水平，提升各工藝間的相互比較能力。最重要的就是要建立節(jié)能降耗目標(biāo)，并深入的研究能耗的特點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠運(yùn)行的精確控制，并根據(jù)城市污水處理廠節(jié)能的識(shí)別，并對(duì)能耗的管理水平進(jìn)行不斷的提升，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的節(jié)能降耗管理。

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