郭城
【摘 要】基于提高污水處理廠節(jié)能水平的目的,圍繞電氣節(jié)能問題,做了簡單的論述,提出了電氣節(jié)能措施。從污水處理廠的運(yùn)行角度來說,積極探索有效的電氣節(jié)能措施和方法,對推動(dòng)污水處理廠持續(xù)發(fā)展,有著重要的意義。
【關(guān)鍵詞】污水處理廠;電氣節(jié)能;光伏技術(shù)
中圖分類號(hào): TM727.3;X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 2095-2457(2019)36-0311-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.149
Discussion on Electric Energy Saving Measures of Sewage Treatment Plant
GUO Cheng
(Nanjing water group co., LTD., Nanjing Jiangsu 210000, China)
【Abstract】Based on the purpose of improving the energy-saving level of sewage treatment plant, this paper makes a simple discussion on the electrical energy-saving problem, and puts forward the electrical energy-saving measures. From the perspective of sewage treatment plant operation, it is of great significance to actively explore effective measures and methods of electrical energy saving for promoting the sustainable development of sewage treatment plant.
【Key words】Sewage treatment plant; Electrical energy saving; Photovoltaic technology
截至2018年6月底,全國設(shè)市城市、縣(以下簡稱城鎮(zhèn),不含其它建制鎮(zhèn))累計(jì)建成污水處理廠3802座,污水處理能力達(dá)1.61億立方米/日。全國設(shè)市城市建成運(yùn)行污水處理廠共計(jì)2149座,形成污水處理能力1.32億立方米/日?;诖吮尘?,積極探索此課題,提出污水處理廠運(yùn)行電氣節(jié)能的方法,有著重要的意義。
1 污水處理廠節(jié)能新模式分析
從污水處理廠的產(chǎn)業(yè)特征來說,其為能源密集高耗能產(chǎn)業(yè),能源消耗費(fèi)用占據(jù)運(yùn)營維護(hù)成本的30-80%,具有能源消耗大和運(yùn)行成本高等特點(diǎn),影響著污水處理廠的持續(xù)發(fā)展。其中,電耗費(fèi)用占比比較大,解決電能消耗已經(jīng)成為了企業(yè)研究的重點(diǎn)。若能夠減少電能消耗,對企業(yè)來說能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),推動(dòng)企業(yè)持續(xù)化發(fā)展。從最新的研究和實(shí)踐來說,探索應(yīng)用的光伏+污水處理廠模式,通過推廣應(yīng)用清潔電能,為污水處理廠解決電耗問題,提供了有力的支持。模式的應(yīng)用優(yōu)勢,主要是通過建設(shè)光伏電站,利用其發(fā)電,為污水處理廠提供所需的電量,如果多余則可以利用余電上網(wǎng)。目前來說,該模式的應(yīng)用獲得了初步成效,驗(yàn)證了其推廣應(yīng)用的價(jià)值。
2 污水處理廠電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析
2.1 案例概述
以某污水處理廠為例,運(yùn)用的是A2/O工藝,污水處理能力水平為4萬t·d-1,處理后出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。從其運(yùn)行的成本方面來說,以電費(fèi)為主。基于污水處理廠的處理流程能源消耗分析得知,能源消耗單元主要包括提升泵房和鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)以及高效濾池等。污水處理廠的總設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)約為1387kW,提升泵房的設(shè)備容量占比最大,達(dá)到27%。根據(jù)過往的能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,提升泵房和高效濾池、回流系統(tǒng)等運(yùn)行,能源消耗占據(jù)整個(gè)污水處理廠運(yùn)行能源消耗總量的90%以上,因此從上述部分采取節(jié)能措施,實(shí)現(xiàn)對電氣能源的節(jié)約,達(dá)到降本增效的目的。
2.2 進(jìn)水提升泵房
從污水處理廠運(yùn)行的角度來說,提升泵房的能源消耗較大。引入變頻控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行的能源節(jié)約,使得水泵可以保持高效率運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。若可以實(shí)現(xiàn)對提升泵房前端集水井以及調(diào)節(jié)池等所擁有的蓄水能力發(fā)揮,通過提高水泵前的水位,達(dá)到減少水泵裝置吸水揚(yáng)程減小的目的,并且能夠減小水泵啟停的次數(shù)以及同步運(yùn)行的數(shù)量,實(shí)現(xiàn)減少能源消耗目標(biāo)。除此之外,可以達(dá)到調(diào)整水流量和水質(zhì)的目的,保證處理工藝的運(yùn)行效果。經(jīng)過調(diào)查此污水處理廠前端運(yùn)行的集水井以及調(diào)節(jié)池,有著很強(qiáng)的蓄水能力。經(jīng)過計(jì)算分析得知,集水井和調(diào)節(jié)池運(yùn)行調(diào)節(jié)能力大約為300m3,管網(wǎng)蓄水能力大約為4500m3,可以運(yùn)用提高集水井水位的方法,通過減少水泵裝置吸水揚(yáng)程的方法,減少水泵運(yùn)行的能源消耗。通過對比改造前后的平均電耗得知,運(yùn)行3臺(tái)水泵提升污水方案和減少水泵運(yùn)行時(shí)間的方案相比,以提升水量相同為對比條件,能夠節(jié)約4.9%的電量,獲得了不錯(cuò)的節(jié)能效果,驗(yàn)證了提高水泵前的水位方法具有可行性。
2.3 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)
一般來說,對于鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行管理,很多污水處理廠都采取粗放的管理方式,未能科學(xué)管理鼓風(fēng)機(jī),依靠以往的工作經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié),未能結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)的變化情況,開展曝氣調(diào)節(jié),使得曝氣過量情況頻發(fā),能源消耗較大。在進(jìn)行改造時(shí),通過對曝氣系統(tǒng)運(yùn)行的分析,進(jìn)行曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。具體做法為,對不同月份水溫條件下運(yùn)行的生物池,進(jìn)行曝氣所需氧量的核定。同時(shí)對曝氣系統(tǒng)進(jìn)行劃分,分為第一區(qū)間和第二區(qū)間。其中,第一區(qū)間為11月到次年4月,溫度低于20℃;第二區(qū)間為5-10月,溫度高于20℃,從需氧量數(shù)據(jù)可以得知,第一區(qū)間的11月份以及第二區(qū)間的10月份,生物池需氧量下的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電能消耗最小,兩個(gè)區(qū)間其他月份的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行能源消耗較大,存在曝氣過量的可能性比較大。通過對鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,調(diào)控曝氣系統(tǒng),對其進(jìn)行優(yōu)化,能夠使得此單元達(dá)到節(jié)電運(yùn)行的效果,能夠節(jié)約5.38%。
2.4 選擇性運(yùn)行濾池
從此污水處理廠配置的濾池情況來說,配置了3臺(tái)規(guī)格為30kW額反沖洗風(fēng)機(jī);3臺(tái)規(guī)格為11kW反沖洗水泵。節(jié)能措施如下:(1)依據(jù)出水在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測值,以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為前提,停止運(yùn)行高效濾池,使得設(shè)備停止運(yùn)行,達(dá)到降低能源消耗的目的[1]。(2)依據(jù)出水在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測值,以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為前提,保持高效濾池運(yùn)行,當(dāng)出水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求并且處于穩(wěn)定水平后,停止其運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)降低能源消耗的目的。(3)選擇重點(diǎn)投放時(shí)間段。結(jié)合重點(diǎn)時(shí)間段,比如國家環(huán)保核查的前期以及節(jié)假日等,結(jié)合實(shí)際情況,運(yùn)行高效濾池[2]。此污水處理廠運(yùn)行的高效濾池,共計(jì)設(shè)置了10個(gè)單體池,按照輪流反沖洗原則運(yùn)行,每次運(yùn)行的時(shí)間為15min,單個(gè)單體池每日進(jìn)行2次反沖洗?;谶^去的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),每年大約運(yùn)行天數(shù)為230天,經(jīng)過改造后運(yùn)行125天,通過數(shù)據(jù)計(jì)算得出,此單元節(jié)能空間大約為45.7%。
2.5 污泥回流系統(tǒng)
從控制回流系統(tǒng)的做法來說,常用以下方法:(1)維持污泥回流量不變;(2)維持污泥回流比不變;(3)定期調(diào)節(jié)或者隨時(shí)調(diào)節(jié)污泥回流量指標(biāo)以及回流比數(shù)據(jù)[3]?;谀辔挥?jì)以及流量計(jì)的數(shù)據(jù),結(jié)合污水處理廠污泥回流系統(tǒng)的具體情況,決定運(yùn)用定期調(diào)節(jié)或者隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法,通過調(diào)整回流量以及回流比,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能。在實(shí)際調(diào)節(jié)操作時(shí),每次調(diào)節(jié)的幅度都不大,污泥回流比變化沒有大于15%,回流量變化沒有大于10%。運(yùn)用此方法,同時(shí)合理調(diào)整回流泵的運(yùn)行參數(shù),雖然操作的復(fù)雜程度比較高,不過系統(tǒng)可以保持良好狀態(tài),節(jié)能空間大約為25%。
2.6 改造總效益
通過采取上述節(jié)能措施,當(dāng)年1-10月份的累計(jì)污水處理量大約為1022.58m3,電量大約為374.63kWh,經(jīng)過計(jì)算平均電能消耗大約為0.37kWh·m-3,預(yù)計(jì)全年處理量為1200萬m3,按照此計(jì)算,全年耗電量大約為444萬kWh,相比上一年度減少了29.8萬kWh,換算為標(biāo)準(zhǔn)煤,大約為36.65t。節(jié)能措施的應(yīng)用效益如下:(1)經(jīng)濟(jì)效益。按照0.716元·(kWh)-1進(jìn)行計(jì)算,能夠節(jié)約21.37萬余元。(2)節(jié)能措施的環(huán)保效益。按照1t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生2.66-2.72t二氧化碳進(jìn)行計(jì)算,每年大約可以減少97.5-99.7t,環(huán)保效益較好。
3 污水處理廠電氣節(jié)能策略的總結(jié)
3.1 做好問題的調(diào)查
若想解決問題,必須要對問題有著全面的了解。這需要進(jìn)行問題調(diào)查,明確污水處理廠系統(tǒng)運(yùn)行能源消耗大的部分,做好能源消耗的分析,制定相應(yīng)的解決方法[4]。這需要發(fā)揮廠子的基層員工力量,對各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查,深度分析電氣能源消耗問題產(chǎn)生的原因,提出相應(yīng)的措施,提高電氣節(jié)能水平,實(shí)現(xiàn)降本增效的目的,推動(dòng)污水處理廠持續(xù)化發(fā)展[5]。
3.2 加大技術(shù)研究力度
解決污水處理廠電能消耗的問題,除了從各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能源消耗入手,采取相應(yīng)的措施,還需要積極引入新技術(shù)和新方法,創(chuàng)新問題解決的措施,提高污水處理廠運(yùn)行的節(jié)能水平。從當(dāng)前的發(fā)展實(shí)際來說,光伏技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,為電氣節(jié)能提供了技術(shù)保障,獲得了不錯(cuò)的成效。加大技術(shù)的研究,破解污水處理廠能源消耗問題,提出有效的解決方法,減少電能的消耗,提高清潔能源的利用率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)和環(huán)保效益目標(biāo)[6]。
4 結(jié)束語
綜上所述,污水處理廠電氣節(jié)能問題的處理,需要做好全面的分析和把控,提出行之有效的解決方法。文中結(jié)合具體實(shí)踐,分析了污水處理廠電氣節(jié)能方法的運(yùn)用,總結(jié)了提高電氣節(jié)能水平的策略,具體如下:加大技術(shù)研究;做好問題調(diào)查和分析等。
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