工業(yè)污水處理過程節(jié)能優(yōu)化控制方法的研究

董丙田

（陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司旬陽卷煙廠，陜西 安康 725700）

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水排放量不斷增加，其主要來源為城市生活用水排放和工業(yè)廢水排放，合理的污水處理方式是我國水資源可持續(xù)發(fā)展的環(huán)節(jié)之一。能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物資，而工業(yè)污水處理工程是高能工程，對污水處理工藝進行節(jié)能優(yōu)化控制能夠提高能源的使用效率，從而達到水質(zhì)和能量的相對統(tǒng)一。為了提高污水處理的工作效率，本文對工業(yè)污水處理過程節(jié)能優(yōu)化控制方法進行研究。

1 工業(yè)污水處理節(jié)能優(yōu)化控制的意義

1.1 控制能源消耗

在工業(yè)污水處理過程中，使用節(jié)能優(yōu)化控制技術(shù)能夠減少在污水處理工程中消耗的能量。傳統(tǒng)的污水處理工藝在工作應(yīng)用中造成能量大量消耗浪費，這種工藝已經(jīng)不能滿足當(dāng)今城市可持續(xù)發(fā)展的需求，因此需要對相關(guān)的污水處理工藝進行節(jié)能優(yōu)化控制，對污水處理的每個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化完善，減少部分環(huán)節(jié)造成能量的大量浪費，并且在原有的基礎(chǔ)上提高污水處理效率和能量利用效率[1]。

1.2 優(yōu)化處理工藝

在工業(yè)污水處理工程中，其工藝條件和節(jié)能措施消耗的能量是整個工程耗能的主要部分，對污水處理工藝進行良好的優(yōu)化，能夠減少不必要的能源浪費，改善傳統(tǒng)污水處理工藝的相關(guān)反應(yīng)條件，達到簡化污水處理工藝流程的效果。在對污水進行處理時，對其工藝相關(guān)的反應(yīng)條件進行優(yōu)化管理，從而使污水處理工藝的適用條件范圍擴大，為污水處理帶來便捷，達到污水處理過程中節(jié)能優(yōu)化控制的目的。

1.3 獲取更高的效益

在工業(yè)污水處理工藝的研究過程中，根據(jù)已有的有效數(shù)據(jù)尋找能進行優(yōu)化的節(jié)能控制條件，利用專業(yè)知識進行科學(xué)設(shè)計規(guī)劃，獲得高效可行的污水處理工藝，從而在節(jié)能的基礎(chǔ)上提高污水處理效率和環(huán)境效益。此外還為后期的科研提供參考資料，促進污水工藝進一步發(fā)展，達到不斷提高經(jīng)濟效益的目的。

2 工業(yè)污水處理過程中的缺陷

2.1 工業(yè)污水處理消耗大成本高

在使用傳統(tǒng)的污水處理工藝方法對污水進行處理時，部分環(huán)節(jié)操作困難。在高難度的操作時會產(chǎn)生能量消耗浪費，若將操作難度合理化降低，又會導(dǎo)致污水處理投資成本增大，加長了工程成本回收的周期。因此，污水處理工程企業(yè)或相關(guān)部門面臨的主要任務(wù)就是使能耗和成本達到統(tǒng)一平衡。

2.2 水質(zhì)和能耗未能得到控制

工業(yè)污水處理過程是機其復(fù)雜的，需要考慮到各個方面的影響因素，而不是僅僅對排水量的控制。在操作過程中應(yīng)把握水質(zhì)和能耗的相對統(tǒng)一，在傳統(tǒng)的污水處理工藝方法的實施過程中，能夠?qū)⑦@兩種問題分別解決，而對于這兩種問題的相對矛盾無法做出合理的處理?？刂莆鬯欧帕康耐瑫r加以控制能量消耗，這是當(dāng)前污水處理的任務(wù)之一。

2.3 適應(yīng)能力差

工業(yè)污水處理往往會有多個處理步驟，其操作環(huán)節(jié)較多，在進行污水處理時易產(chǎn)生不可控因素，及時對不可控因素進行合理控制處理，才能夠緩解操作過程中不必要的能源消耗。目前，在污水處理過程控制方面已采用PID等技術(shù)，盡管這些控制技術(shù)具有良好的控制性，也不能保證在污水處理過程中不出現(xiàn)不可控因素，一旦在操作過程中出現(xiàn)問題，污水處理將很難達到預(yù)期效果。

3 工業(yè)污水處理過程中節(jié)能優(yōu)化控制技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國的工業(yè)污水處理技術(shù)正在快速增長和發(fā)展。在當(dāng)前工業(yè)污水處理技術(shù)中，考慮其工藝基礎(chǔ)是對污水的水質(zhì)進行改善，實現(xiàn)污水處理工程的有效自動化控制。部分發(fā)達國家早期就對污水處理技術(shù)進行深度研究，且在處理工藝上得到了一些突破。我國污水處理設(shè)備比較完善，能夠最大程度上對污水處理有一定的保障。但國內(nèi)部分污水處理企業(yè)內(nèi)部并不具備完善的污水處理設(shè)備、處理技術(shù)以及先進設(shè)備使用水平。此外在污水處理過程中自動化控制技術(shù)方面仍有很大空白，有待進一步研發(fā)[2]。

通過上述分析，得出我國工業(yè)污水處理的綜合技術(shù)仍有所欠缺，并且區(qū)域節(jié)能技術(shù)差距大，不能將已有的污水處理技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的效果，因此國內(nèi)污水處理過程中仍存在高消耗、高成本現(xiàn)象，對其節(jié)能優(yōu)化控制是必須面對的任務(wù)。

4 工業(yè)污水處理節(jié)能優(yōu)化控制方法策略探析

4.1 分析節(jié)能優(yōu)化控制方法應(yīng)用途徑

在對工業(yè)污水處理工藝進行節(jié)能控制優(yōu)化時，要明確其重要的組成部分是污水控制策略的優(yōu)化。對其方法進行研究時，要對污水處理工藝參數(shù)進行分析，同時要探究污水處理的處理條件和工藝方法等因素對處理效果的影響，并且對污水處理的工藝及其條件不斷進行優(yōu)化，進而提高污水處理的效率，保證污水處理的能量利用率和環(huán)境效益。

4.2 優(yōu)化污水水處理工藝參數(shù)

在對工業(yè)污水處理工程的節(jié)能和控制方法進行優(yōu)化時，往往需要對已有的污水處理工藝的參數(shù)進行分析研究。目前，我國普遍使用的污水處理工藝參數(shù)較多：格柵系數(shù)、調(diào)節(jié)池參數(shù)、生物反應(yīng)器的傳熱系數(shù)以及污水處理參數(shù)。要不斷地對污水處理參數(shù)進行優(yōu)化，從而完善污水處理的流程。在研究過程中，還需要對以往污水處理工藝進行總結(jié)，根據(jù)專業(yè)知識對污水處理原理進行分析探究。通過對工藝參數(shù)的優(yōu)化，可以提高污水處理工程的能源控制效率，提高污水處理效益，達到污水處理能量消耗的優(yōu)化控制[3]。

5 工業(yè)污水處理節(jié)能優(yōu)化技術(shù)

5.1 工業(yè)污水處理電氣節(jié)能優(yōu)化控制技術(shù)

在工業(yè)污水處理工程中，電氣消耗巨大，電氣節(jié)能是工藝中的重要一環(huán)。對污水進行優(yōu)質(zhì)處理的基本要求是降低能量消耗和成本投資，因此在電氣使用過程中，要遵循低能低耗原則，以此設(shè)計線路以減少電路能耗。在考慮減少線路損耗時，應(yīng)該在一定程度上采用低電阻率材料，裝置線纜的材料選擇應(yīng)選取銅材，因為銅材質(zhì)線纜的電阻率遠遠比鋁材質(zhì)要小。此外，要保證污水處理區(qū)與變壓器的距離不要太遠，縮短電纜長度，從而減少電氣傳輸消耗。

5.2 工業(yè)污水生物脫氮技術(shù)

在以往的工業(yè)污水處理過程中發(fā)現(xiàn)，我國的水資源污染的主要組成之一是水體富營養(yǎng)化，對于這種現(xiàn)象，我國已有的污水處理技術(shù)仍然不能完全解決。目前解決水體富營養(yǎng)化的主要方法是生物脫氮技術(shù)，這種技術(shù)在污水處理過程中發(fā)揮著極其重要的作用。在使用脫氮技術(shù)時，也要對其進行節(jié)能控制策略進行優(yōu)化，采取科學(xué)的方法對脫氮技術(shù)工藝進行優(yōu)化，從而對污水中的以硝態(tài)氮化合物和氨氮等多種形式存在的氮進行處理。

6 結(jié)語

工業(yè)污水排放對水資源的可持續(xù)發(fā)展帶來極大的不便，但在污水處理過程中能量消耗過大，因此要不斷地對其工藝進行節(jié)能優(yōu)化控制。在水資源缺乏、水污染嚴重的形勢下，對節(jié)能高效的工業(yè)污水處理工藝進一步研究，提高工業(yè)污水處理的經(jīng)濟效益，為水資源可持續(xù)發(fā)展和能源可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。