城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行策略

王二保

【摘 要】本文根據(jù)目前城市污水處理廠中能源消耗的主要結(jié)構(gòu)，提出幾點(diǎn)關(guān)于促進(jìn)城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗的運(yùn)行策略，包括提高泵的工作效率，創(chuàng)新泵的節(jié)能設(shè)計(jì)；提升曝氣系統(tǒng)的節(jié)能效用，降低曝氣系統(tǒng)能耗；優(yōu)化污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能效用，提高污泥處理效率；實(shí)現(xiàn)總體結(jié)構(gòu)的節(jié)能優(yōu)化等方面，以上措施的提出希望能給相關(guān)機(jī)構(gòu)提供一些參考意見。

【關(guān)鍵詞】全流程；節(jié)能降耗；污泥處理

引言：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的逐漸加快，人們逐漸意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，同時(shí)對(duì)我國的環(huán)保發(fā)展也提出了更高的要求標(biāo)準(zhǔn)。目前，污水處理廠在城市中的數(shù)量越來越多，并且污水的處理效率也得到了一定的提高。但目前城市污水處理廠在運(yùn)行過程中還存在著費(fèi)用過高的問題，對(duì)污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展形成了阻礙，因此，需要采取有效的策略措施，促進(jìn)污水處理廠加快節(jié)能降耗，降低運(yùn)行成本。

一、城市污水處理廠主要能耗結(jié)構(gòu)

污水的處理系統(tǒng)主要是通過處理泵將污水引到水井口，然后使污水自行流進(jìn)井里。所以在這個(gè)處理環(huán)節(jié)中污水的流量和流升速度對(duì)能耗有著巨大的影響，因此，提高泵的工作效率和提升機(jī)的運(yùn)行高度能夠有效降低污水處理過程中的能源消耗。在這種情況下，污水處理廠在購買機(jī)泵時(shí)要考慮到泵的工作效率，高效率的機(jī)泵在一天的運(yùn)行當(dāng)中節(jié)省的能量是相當(dāng)可觀的。污水處理步驟中的微生物分解這一環(huán)節(jié)需要足夠的氧氣進(jìn)行微生物的處理工作。目前，發(fā)現(xiàn)實(shí)際處理過程中水中溶解的氧含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常最佳的氧容量，而氧氣在水中的溶量過多會(huì)導(dǎo)致污染物分解速度加快，造成水中營養(yǎng)的流失，從而使污泥老化的速度加快，最終增加能源的消耗。曝氣系統(tǒng)中耗能較大的步驟就是污泥的處理環(huán)節(jié)，在這一處理過程中，電量的消耗甚至能占到整個(gè)污水處理過程總耗電量的13%以及更多。這個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗主要在于數(shù)臺(tái)脫水機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)工作，而脫水機(jī)的實(shí)際工作效率卻低于它設(shè)計(jì)時(shí)的工作效率，使污水處理過程中的能耗量加大，進(jìn)而影響到污水處理廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行策略分析

（一）提高泵的工作效率

在整個(gè)污水處理環(huán)節(jié)中最大的能源消耗環(huán)節(jié)就在于動(dòng)力系統(tǒng)的消耗，因此，為了降低能源消耗，提高污水處理的節(jié)能優(yōu)化工作，要著重考慮如何使提升機(jī)泵在運(yùn)行過程中減少電量的消耗。首先，針對(duì)提升機(jī)泵的節(jié)能創(chuàng)新應(yīng)該從科學(xué)的設(shè)計(jì)入手，讓它可以長(zhǎng)時(shí)間地保持在工作效率最高的狀態(tài)。降低機(jī)泵的能源消耗主要有以下幾種方法，首先，選擇合理的提升機(jī)泵的使用功率。其次，根據(jù)污水流量的變化特點(diǎn)，制訂相應(yīng)的轉(zhuǎn)速排水流量。污水廠的流量是隨著不同的季節(jié)、不同的時(shí)段而不斷變化的，因此要隨著水量的變化來制訂相應(yīng)的機(jī)泵使用功率以達(dá)到降低能源消耗的目的?？茖W(xué)的選擇機(jī)泵，利用相關(guān)地形來降低機(jī)泵的運(yùn)行功率、減少提升高度等方法都有利于提高機(jī)泵的工作效率。提升泵的種類有很多，其中潛污泵和液下泵與其他普通形式的機(jī)泵相比，除去了多余的啟動(dòng)輔助和吸水管等相關(guān)設(shè)備，使其在運(yùn)行過程中降低了間接的能量消耗。對(duì)于已經(jīng)開始運(yùn)行的污水處理廠來說，要定期的對(duì)提升機(jī)泵進(jìn)行修理和維護(hù)，同時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要注意減少對(duì)機(jī)泵的摩擦。最后，要根據(jù)水量的波動(dòng)狀況適時(shí)的選擇是否安裝相關(guān)的變頻器，如果水流波動(dòng)較大，影響到后續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)行，則應(yīng)該及時(shí)設(shè)置變頻器；如果水流變化相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)后續(xù)單元的運(yùn)行沒有影響，則不需要設(shè)置變頻器，因?yàn)樽冾l器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也會(huì)消耗一定的電力能源，增加污水處理系統(tǒng)的能耗[1]。

（二）提升曝氣系統(tǒng)的節(jié)能效用

曝氣系統(tǒng)在向曝氣池進(jìn)行供養(yǎng)的工作過程中存在著變量不定、波動(dòng)幅度較大、滯后性較強(qiáng)、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)。而國內(nèi)目前在曝氣系統(tǒng)供養(yǎng)方面的工作是通過人工在分析運(yùn)行狀況中的測(cè)定值和溶解氧設(shè)定值之間的偏差后，在根據(jù)自身的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)掌控曝氣系統(tǒng)的開關(guān)來控制污水池內(nèi)的氧氣溶解濃度，使之達(dá)到微生物分解的需求狀態(tài)。這種通過人工調(diào)整水中氧溶解量的方法會(huì)使實(shí)際中供養(yǎng)的工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于系統(tǒng)實(shí)際需求的變化，影響了污水的處理效果。為了提高污水的處理質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)往往會(huì)在正常氧氣需求量的基礎(chǔ)上再添加上足夠的安全系數(shù)，這樣就會(huì)使供養(yǎng)量超過最大負(fù)荷的限制，從而增加曝氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中的能源消耗。針對(duì)上述幾種問題，我們可以借鑒學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的工作經(jīng)驗(yàn)，利用相關(guān)技術(shù)設(shè)備對(duì)水中溶解的氧氣進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)地傳達(dá)給供養(yǎng)設(shè)備，將二者結(jié)合，使之同步運(yùn)行。同時(shí)將曝氣系統(tǒng)的組合方式設(shè)計(jì)為加速勻速相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，用設(shè)備的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)來滿足微生物溶解的基本需求，用設(shè)備的調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)來配合供氧量的變化，通過調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)來作為相關(guān)的補(bǔ)充[2]。

（三）優(yōu)化污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能效用

污泥處理系統(tǒng)的主要能耗在脫水機(jī)的運(yùn)行環(huán)節(jié)，主要是脫水機(jī)的選擇不符合排污的工作效率，使其工作中的大部分時(shí)間都不屬于高效階段。此外，大量投入的絮凝劑也是降低污泥處理系統(tǒng)工作效率的主要原因。我國在污泥處理方面還不能很好地將污泥進(jìn)行資源化回收利用，有部分污水處理廠擁有相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)備，卻還未投入正常的使用中。因此，污泥處理系統(tǒng)的主要工作還是以節(jié)能減耗為主，資源的回收利用為輔。目前，污泥處理系統(tǒng)節(jié)能減耗的主要方式有以下幾種，一是為了減少藥劑的使用量和縮短脫水機(jī)的運(yùn)行時(shí)間而提高進(jìn)泥量的含固率。目前，大部分污水處理廠中普遍使用的是離心脫水機(jī)，雖然帶式壓濾機(jī)比離心脫水機(jī)的運(yùn)行功率要低，但帶式壓濾機(jī)在運(yùn)行過程中也存在著維護(hù)工作量大等問題。目前，發(fā)展中的污水處理廠在排污系統(tǒng)中都配置了自動(dòng)變頻投藥設(shè)備，可以根據(jù)泥量的變動(dòng)實(shí)時(shí)控制藥劑的投入量。

（四）實(shí)現(xiàn)總體的節(jié)能優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)全流程的總體節(jié)能優(yōu)化，在處理污水內(nèi)能時(shí)進(jìn)行合理的調(diào)整裝配。根據(jù)污水處理的能量平衡分析來看，污水的內(nèi)能在隨著污水單元處理的過程而不斷減少，因此在污水的處理過程中，要考慮到各種物質(zhì)的成分在不同處理方式下不同的變化特點(diǎn)，在根據(jù)物質(zhì)的變化特征合理地調(diào)整分配污水中能量物質(zhì)的流向，減少污染物在利用氧氣產(chǎn)生的電子受體的含量。城市污水處理廠的全流程節(jié)能減耗優(yōu)化運(yùn)行的方案應(yīng)該樹立正確的指導(dǎo)思想，以污水處理實(shí)現(xiàn)全流程節(jié)能減耗為前進(jìn)目標(biāo)；以水質(zhì)的質(zhì)量保證為前提；以全局為重，局部調(diào)整為運(yùn)行原則；以實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)控制部件的聯(lián)合調(diào)控為手段；同時(shí)加入多參數(shù)的智能化運(yùn)行控制系統(tǒng)，建設(shè)完成城市污水處理廠全流程節(jié)能減耗優(yōu)化運(yùn)行的全套技術(shù)設(shè)備。

三、結(jié)語

污水處理廠的節(jié)能降耗工作是綜合性、全方位的，需要經(jīng)過設(shè)備、技術(shù)、工藝等多種過程。因此，污水處理廠的節(jié)能降耗工作要在保證污水處理質(zhì)量的前提下，根據(jù)自身的發(fā)展特點(diǎn)通過合理的管理方式、科學(xué)的計(jì)劃等手段使污水處理廠在運(yùn)行過程中降低能源的消耗，同時(shí)不斷加強(qiáng)對(duì)節(jié)能工作的研究創(chuàng)新，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]夏麗彬.城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗分析及優(yōu)化運(yùn)行方法[J].低碳世界，2017（09）：67-68.

[2]呂美英.試析當(dāng)前城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行[J].中國管理信息化，2016，19（07）：223-224.