城市污水處理能耗能效分析

劉海英

摘?要： 城市污水處理是構建文明城市重要內容，通過污水處理能耗、能效分析，了解城市污水處理能耗與能效現(xiàn)狀，可以為節(jié)約資源、能源奠定良好基礎，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。本文基于城市污水處理過程中的能耗能效分析，探討污水處理系統(tǒng)節(jié)能減排模式，提出提高能效、減少能耗技術手段，為構建文明城市奠定良好基礎。

關鍵詞： 城市污水;污水處理;能耗分析;能效分析

【中圖分類號】X703?????【文獻標識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）23-0271-01

引言：城市污水處理是減少城市污染物，保護城市生態(tài)環(huán)境重要內容。由于污水處理需要借助排水系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)等，需要借助能源推動作用。城市污水處理過程中能耗越大，則資源消耗越多，能效越低，則資源利用率越低。通過能耗與能效分析，指導優(yōu)化現(xiàn)有資源結構，盡可能降低能源消耗率，提高資源利用價值。

1?污水處理能耗能效問題

能耗較高、能效較低是城市污水治理存在主要問題，城市污水排放含量較高，其中包括大量微生物、污染物。污水處理廠應用污水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對污水凈化與回收利用。但由于高能耗問題，使得污水處理浪費大量資源。學者們對于污水處理能耗以及能效研究做過相關調查分析，部分學者研究污水處理邊界問題，提出地區(qū)差異性對于能耗分析造成影響，且應該預防間接能源消耗對研究邊界影響，設置標準分析體系、評價指標，規(guī)避不同地區(qū)信息不平衡問題。

能耗以及能效分析尚未有科學評價標準，通常情況下，污水處理量測定對能耗具有一定程度影響，污染物數量也是影響能耗關鍵，尚未形成統(tǒng)一界定標準能耗分析在行業(yè)中不具備適應性，且很多指標無法反饋系統(tǒng)污水處理能力。無論如何，降低能耗、提高能效都是污水處理主要目的，也是當下城市污水處理發(fā)展方向。

2?污水處理節(jié)能降耗措施

2.1?完善能源使用標準

分析能耗能效主要用于指導節(jié)能技術應用，降低能耗、提高能效是研究主要目的。但節(jié)能技術與能耗分析研究存在不同步性，污水處理能耗研究包括能源消耗量、能源消耗速率、污水量、污水污染物含量等。針對此問題，我國應進一步完善能源使用標準，根據現(xiàn)有的研究體系，推動節(jié)能技術在污水治理中的應用，推動城市污水節(jié)能發(fā)展目標落實。因此，城市必須從管理、審查角度出發(fā)，推動能源使用標準執(zhí)行。

能源使用標準完善包括制定、落實兩方面，一是有關部門應根據以往污水排放能耗量分析，制定能源使用標準。標準設計應符合城市能源消耗指標，結合城市發(fā)展情況，編制科學、合理、有效的能源消耗文件;二是通過建立審計部門、管理部門進一步推動能源消耗標準落實與實施，應用行政手段督促污水治理過程中能源消耗量，促進能源戰(zhàn)略有效落實。在上個世紀70年代，WPCF編制的污水處理管理方案中就有關于污水治理節(jié)能研究，制定污水處理節(jié)能基本方法，內容包括節(jié)能措施、能量分析等，更有研究人員綜合整體污水處理廠功能等，計算能源消耗要素，提出減少能源消耗方法。我國城市污水治理能耗分析，也可借鑒管理方法，將節(jié)約、符合管理作為污水治理降低能耗主要手段，并通過加強審計、加強管理手段促進能效方案落實，提高方案落實實際效果。

2.2?推廣應用新技術

能耗高、能效低是技術問題，通過優(yōu)化技術手段、完善節(jié)能技術，可以有效解決施工過程中存在的能耗高、能效低問題，提高污水處理效率。目前，可實施推廣的技術大致可以分為兩類，均具有降低能耗功能，一類是曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)基于設備功能實現(xiàn)對污水處理，而曝氣設備種類多樣、功能多元，且更新頻率較快，曝氣系統(tǒng)應用大致分為兩種情況。一種主要應用淹沒式多孔設備，孔洞中可以產生大量氣泡，氣泡可以將氧氣輸送至指定區(qū)域，使得污染物在溶液中發(fā)生極速氧化反應，處理污水。另一種是機械攪動式技術手段，通過不斷攪動，增加曝氣系統(tǒng)氧氣含量。曝氣系統(tǒng)對氧氣需求量較高，而第一種方法應用除了具有污水治理功效之外，還具有節(jié)能環(huán)保功能，可以減少曝氣器運行過程中的電量消耗。專家不斷對模型進行改進、完善，不斷提高曝氣器工作效率，在保障其能源消耗量的基礎上，實現(xiàn)對污水高效處理。應用此技術應重視擴散頭堵塞情況檢查，否則將會耗費更多能源。二類是污泥處理技術，污泥處理技術主要利用污泥的消化功能，但應用過程中應重視能量回收問題以及污水污泥揮發(fā)問題，通過技術處理，儲存已經消化氣體，將機械能量轉化為電能，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的循環(huán)利用。污泥處理系統(tǒng)還可將廢棄物與污泥一起進行灼燒，生產出電能，供給污水處理能量消耗。通過對不同技術手段研究、應用，對現(xiàn)有技術進行完善、創(chuàng)新，可以達到節(jié)約能源、增加能耗目標，進而為污水處理奠定良好基礎。

2.3?節(jié)能新工藝發(fā)展

我國致力于貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標，重視節(jié)能技術、綠色技術在各行業(yè)中應用，并盡可能提高節(jié)能技術應用范圍、應用程度，促進資源回收利用。在對能耗、能效進行分析基礎上，需要考慮污水處理適應性問題，推廣節(jié)能新工藝，其中包括SBR工藝、綜合曝氣系統(tǒng)、氧化溝技術等。通過加大項目資金投入，加大節(jié)能標準制定，研究低能耗、高環(huán)保的污水處理技術，并對現(xiàn)有的節(jié)能工藝進行改進，使得節(jié)能新工藝可以達到污水排放標準，符合節(jié)能環(huán)保目標。然而，很多新工藝應用受到環(huán)境因素制約，無法在短時間內快速推廣，應用節(jié)能新工藝時應高度重視技術適應性、實用性問題，在經過反復試驗之后，投入試點操作，計算新技術應用過程中的能耗、能效以及污水處理效果，達標之后將其應用到城市污水處理系統(tǒng)之中，實現(xiàn)工藝技術科學性、規(guī)范性、高效性應用，為我國資源型國家建設提供經驗指導。

結論：城市污水處理是一項長期性、系統(tǒng)性工作，污水處理系統(tǒng)需要耗費大量資源，降低能耗、提高能效是污水處理系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展目標，也是建立資源型國家需要，更是貫徹落實可持續(xù)發(fā)展觀內在需求。因此，有關部門要盡可能分析污水處理能耗、能效，提高分析結果準確性，從根本上解決污水處理過程中的資源浪費問題。

參考文獻

[1]?唐玉玲.城市污水處理流程能效建模及優(yōu)化研究[D].武漢大學，2015.

[2]?陳月.城市污水處理廠能耗評價指標體系研究[D].河北聯(lián)合大學，2013.

[3]?高旭.城市污水處理工藝能量平衡分析研究和應用[D].重慶大學，2002.

[4]?李亞峰，馬學文.淺談城市污水處理廠的節(jié)能[J].節(jié)能，1998（01）：34-36.