城市污水處理廠節(jié)能降耗管理研究與評(píng)價(jià)

路彬

摘要：在注重社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注環(huán)境問(wèn)題，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，對(duì)社會(huì)和人類(lèi)的發(fā)展都有至關(guān)重要的作用。工廠數(shù)量的不斷增加，污水處理廠的數(shù)量也變得越來(lái)越多，在數(shù)量持續(xù)增加的同時(shí)，其規(guī)模也變得越來(lái)越大，所以加強(qiáng)對(duì)污水管理廠的管控對(duì)外國(guó)節(jié)能減排有著重要作用，節(jié)能減排也是近年來(lái)國(guó)家關(guān)注的重中之重。

關(guān)鍵詞：城市;污水處理廠;節(jié)能降耗;管理

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源需求量與日俱增。為從根本上緩解能源利用和環(huán)境污染之間的矛盾，現(xiàn)階段，諸多行業(yè)積極實(shí)施節(jié)能降耗。對(duì)于污水處理廠而言，其自身工作的特殊性決定了能源消耗量巨大，因此必須采取有效的節(jié)能降耗措施，提高能源利用率。本文從污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，簡(jiǎn)要論述了污水處理廠的能源消耗情況，并從多個(gè)角度分析了節(jié)能降耗措施。

1污水處理廠現(xiàn)狀以及能源消耗分析

1.1污水處理廠運(yùn)行分析

污水處理廠的有效運(yùn)行關(guān)乎城市發(fā)展的方方面面，隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，污水處理廠的工作壓力越來(lái)越大，相對(duì)于過(guò)去十幾年，現(xiàn)階段污水處理廠的工作量提高了十幾倍，由于相應(yīng)的污水處理設(shè)備較為落后且工藝流程較為欠缺，污水在處理過(guò)程中伴隨的能耗也越來(lái)越大，整個(gè)行業(yè)均出現(xiàn)污水處理效率不高等問(wèn)題。為解決污水處理效率不高、能耗大的問(wèn)題，需要引入新型的污水處理設(shè)備，信息管理控制設(shè)備以及先進(jìn)的工藝流程和管理制度。

1.2污水廠能源損耗分析

污水處理廠在對(duì)污水進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)拉升及對(duì)其中微生物進(jìn)行處理，需要消耗大量能量。其中污水廠各種污水處理設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)使用的電力占據(jù)工廠總電力的60%以上，如何解決污水的轉(zhuǎn)運(yùn)效率是污水處理廠節(jié)能減排的關(guān)鍵所在，同時(shí)為了加快污水和污泥的處理速度，也需要消耗大量能量對(duì)微生物進(jìn)行降解，因此，合理優(yōu)化污水處理工藝流程也是節(jié)能減排的環(huán)節(jié)之一。

2污水處理廠節(jié)能降耗的措施

2.1曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗

曝氣是整個(gè)污水處理過(guò)程耗能最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，考慮污水處理的基本需求，污水處理廠未來(lái)使用的曝氣設(shè)備勢(shì)必會(huì)大幅增加，因此想要從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，就必須對(duì)曝氣設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改進(jìn)，有效控制曝氣設(shè)備的實(shí)際能耗。結(jié)合以往的曝氣設(shè)備節(jié)能降耗經(jīng)驗(yàn)，污水處理廠可以從三個(gè)方面開(kāi)展優(yōu)化工作。一是合理使用變頻器。變頻器可以調(diào)整曝氣設(shè)備的交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，確保風(fēng)機(jī)流量在控制范圍之內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的效果。二是內(nèi)部?jī)?yōu)化。溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以節(jié)能降耗，同時(shí)幫助污水處理廠進(jìn)一步控制溶解氧濃度。在污水處理過(guò)程中，當(dāng)溶解氧濃度出現(xiàn)異常時(shí)，實(shí)際污水處理效果會(huì)受到直接影響，進(jìn)而造成能耗增加。溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)的選擇需要考慮污水處理廠的整體規(guī)模、曝氣設(shè)備類(lèi)型和污水處理量，并從污水處理的實(shí)際需求出發(fā)，合理控制溶解氧濃度。條件允許時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提升曝氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，減少人工操作，以免出現(xiàn)誤差。三是曝氣設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化。從某種程度來(lái)說(shuō)，曝氣設(shè)備的能源消耗取決于前期設(shè)計(jì)質(zhì)量。污水處理廠需要根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)情況，對(duì)曝氣設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)優(yōu)化，以提高其整體運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗效果。

2.2污水提升泵站的節(jié)能降耗

污水提升泵主要承擔(dān)著污水輸送工作，其自身的運(yùn)行原理決定了能源消耗長(zhǎng)期居高不下，而適當(dāng)對(duì)污水提升泵進(jìn)行優(yōu)化，可以在保證污水處理質(zhì)量的基礎(chǔ)上控制其實(shí)際能耗。從設(shè)備運(yùn)行原理來(lái)看，導(dǎo)致污水提升泵高能耗的主要原因在于電機(jī)設(shè)備效率較低，長(zhǎng)期使用后容易出現(xiàn)運(yùn)行控制不良的問(wèn)題，造成能耗進(jìn)一步增加。當(dāng)前，污水處理廠可以從三個(gè)角度對(duì)污水提升泵進(jìn)行優(yōu)化。一是使用變頻泵替代傳統(tǒng)污水提升泵。變頻泵是對(duì)傳統(tǒng)污水提升泵的優(yōu)化升級(jí)，其不僅具備基本的提升功能，還具有自動(dòng)化變頻調(diào)節(jié)的能力，能夠依據(jù)各個(gè)階段的污水實(shí)際提升量來(lái)調(diào)整頻率。實(shí)踐表明，變頻泵的能源消耗低于傳統(tǒng)的污水提升泵，應(yīng)用變頻泵可以節(jié)約12%的能源。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，污水處理廠可以考慮將所有工頻泵替換為變頻泵，以實(shí)現(xiàn)全面調(diào)速。這種方案可以顯著降低污水處理廠的整體能耗，但該方案經(jīng)濟(jì)成本過(guò)高，并不適用于所有污水處理廠。二是使用多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制技術(shù)。多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制技術(shù)指的是通過(guò)控制轉(zhuǎn)速和臺(tái)數(shù)來(lái)操控定速泵，確保定速泵在平均流量狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)污水處理過(guò)程中水流波動(dòng)大時(shí)，可以對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)增減或者調(diào)整泵的運(yùn)行速度。三是加強(qiáng)水泵的日常養(yǎng)護(hù)管理。我國(guó)很多污水處理廠具有系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度，但保養(yǎng)工作的落實(shí)情況并不樂(lè)觀，存在養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)周期過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。規(guī)范的水泵養(yǎng)護(hù)可以有效降低水泵運(yùn)行摩擦和電能消耗。因此，污水處理廠需要進(jìn)一步對(duì)水泵養(yǎng)護(hù)管理制度進(jìn)行優(yōu)化和完善，明確具體的養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目、養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、養(yǎng)護(hù)流程和養(yǎng)護(hù)周期，從根本上規(guī)范養(yǎng)護(hù)管理工作。同時(shí)，污水處理廠需要依據(jù)各個(gè)階段的污水處理狀況，定期調(diào)整水泵參數(shù)，并通過(guò)工作實(shí)踐總結(jié)參數(shù)調(diào)整經(jīng)驗(yàn)。

2.3污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中進(jìn)行污泥處理的環(huán)節(jié)也非常重要。進(jìn)行污泥處理的步驟比較多，由于污泥中的污染物比較多，目前沒(méi)有足夠理想的方法進(jìn)行處理。在進(jìn)行污泥處理的過(guò)程中，需要尋求一種方法，可以對(duì)污泥中的資源進(jìn)行回收利用，從而達(dá)到污泥處理環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的目的。在進(jìn)行污泥處理的過(guò)程中可以分為三個(gè)部分，分別為污泥的脫水、穩(wěn)定和濃縮。在污泥脫水中主要使用機(jī)械脫水以及自然脫水兩種方法。其中，使用最多的為機(jī)械脫水，機(jī)械脫水中消耗的能源為電能，使用離心脫水的方法消耗的電能較少，但是沒(méi)有辦法達(dá)到較好的預(yù)處理污泥的效果，還很容易發(fā)生機(jī)械磨損的情況。因此，需要找到更好的脫水技術(shù)，在保證污泥處理效果的情況下降低能源消耗。污泥的穩(wěn)定可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對(duì)污泥實(shí)行穩(wěn)定處理，直接對(duì)污泥進(jìn)行脫水。一般來(lái)說(shuō)，在厭氧環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沼氣可以為在穩(wěn)定過(guò)程中使用的能量提供補(bǔ)充。污泥的濃縮過(guò)程中一般使用單純氣浮技術(shù)，而使用生物氣浮技術(shù)進(jìn)行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達(dá)到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進(jìn)行回收利用，在污泥中揮發(fā)性有機(jī)物占比較大，日本一般使用厭氧的方法消化消減污泥，其中，每噸污泥可以產(chǎn)生約680m3的沼氣，通過(guò)磷酸型的電池殼能夠得到50%的污水處理廠的能源。對(duì)于污泥的回收利用主要通過(guò)厭氧消化的方法產(chǎn)生沼氣，將可焚燒的污泥作為燃料產(chǎn)生熱能回收，對(duì)燃燒后的污泥或者部分污泥進(jìn)行堆肥。

2.4污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中，污水的生化處理以及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)使用的能源較多。其中，污水的預(yù)處理中主要分為格柵以及沉砂池。污水預(yù)處理中節(jié)能降耗的措施：①在沉砂池中很容易由于曝氣設(shè)備導(dǎo)致能源消耗較大。在設(shè)計(jì)沉砂池時(shí)，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。②在進(jìn)行污水預(yù)處理過(guò)程中需要科學(xué)合理地設(shè)置格柵，在污水處理過(guò)程中使用格柵本身無(wú)法起到較大的節(jié)能作用，但是可以降低后期其他設(shè)備的能源消耗。因此，必須嚴(yán)格落實(shí)格柵的設(shè)置。一般需要將格柵設(shè)置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進(jìn)口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進(jìn)行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進(jìn)污水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3結(jié)語(yǔ)

綜合來(lái)看，污水處理關(guān)乎城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用水質(zhì)量，污水處理廠需要深刻認(rèn)識(shí)到自身的工作特征，結(jié)合污水處理需求，明確節(jié)能降耗工作要點(diǎn)，并切實(shí)加強(qiáng)日常管理，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

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