污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施探討

權(quán)悅

摘要：人們對能源的高需求與地球能源有限性之間的矛盾逐漸加劇，人們需要找到一條節(jié)能降耗的發(fā)展道路。因此，污水處理廠必須采取節(jié)能降耗措施，從而提高能源的利用率。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;污水處理;節(jié)能

引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及國家城鎮(zhèn)化發(fā)展的趨勢，污水處理廠在城市及城鎮(zhèn)建設(shè)中起到了舉足輕重的作用。在污水處理廠的建設(shè)中，安全、穩(wěn)定的供配電為水廠中設(shè)備的正常運(yùn)行提供了重要保障。根據(jù)國家規(guī)范要求污水處理廠負(fù)荷等級(jí)都屬于二級(jí)負(fù)荷及以上，這對電氣設(shè)計(jì)的要求比較高，必須保證供電可靠性，才能保證水廠安全、可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

1污水設(shè)備能耗影響因素

1.1泵能耗影響因素

在污水處理系統(tǒng)中，泵用來輸送液體或使液體增加壓力，即把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w能量，從而達(dá)到抽送液體目的的機(jī)械。泵在污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮的作用不可忽視，因此，分析泵能耗影響因素很有必要。根據(jù)污水提升泵電耗的計(jì)算公式，泵的實(shí)際電耗與泵的實(shí)際流量、實(shí)際工作揚(yáng)程、泵的效率、電機(jī)的效率等因素有關(guān)。在污水處理廠的設(shè)計(jì)中，污水提升泵是按污水最大流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，回流泵是根據(jù)污水平均流量與設(shè)計(jì)回流比進(jìn)行設(shè)計(jì)。污泥泵是根據(jù)污泥處理系統(tǒng)中污泥處理設(shè)備配套計(jì)算。泵能耗的一個(gè)或幾個(gè)因素不相同，則電機(jī)實(shí)際能耗則不相同。電機(jī)的實(shí)際電耗與泵的實(shí)際流量、實(shí)際工作揚(yáng)程成正比關(guān)系，與泵的運(yùn)行效率成反比。泵的實(shí)際流量增大，電機(jī)的實(shí)際電耗增加;泵的實(shí)際工作揚(yáng)程增加，電機(jī)的實(shí)際電耗將增加;每個(gè)廠家的水泵效率不相同，水泵效率高，電機(jī)實(shí)際能耗低，反之，水泵效率低，電機(jī)實(shí)際能耗高。

1.2資金投入有限

在各種工程建設(shè)和行業(yè)的發(fā)展中，有效的資金投入支撐是至關(guān)重要的，但在污水處理廠項(xiàng)目建設(shè)中，受到各種不同因素的影響，資金通常很難完全得到保障，雖然國家在污水整治領(lǐng)域的專項(xiàng)資金投入項(xiàng)目有所增加，但因污水處理廠建設(shè)和后續(xù)運(yùn)行中都需要比較大的資金投入，這也使得在資金總量方面仍存在不足的現(xiàn)象，需要在融資模式方面進(jìn)行完善，不能僅依靠國家政策性資金支持，還要拓展資金的渠道來源，做到有計(jì)劃地進(jìn)行投資。但當(dāng)前這方面在很多地方都很難實(shí)現(xiàn)，地方政府的侵吞錢款和招商引資方面的力度不足，都會(huì)導(dǎo)致污水處理廠在基礎(chǔ)建設(shè)方面很難達(dá)到高水平;另外，在設(shè)備方面，我國目前在進(jìn)口設(shè)備上的依賴性比較大，這也使得在后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)中都需要巨額的資金投入，很難有多余的資金進(jìn)行新設(shè)備研發(fā)。

2污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施

2.1曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中曝氣機(jī)消耗的電能最多，想要在污水處理廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，需要改進(jìn)曝氣機(jī)，從而落實(shí)節(jié)能降耗工作。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機(jī)消耗的。可以從三個(gè)方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。①可以使用變頻器有效優(yōu)化交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速原理，更好地把控風(fēng)機(jī)的流量，從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。②可以從內(nèi)部進(jìn)行處理，選擇以及應(yīng)用溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效控制好溶解氧的濃度。在進(jìn)行污水處理的過程中如果溶解氧的濃度出現(xiàn)異常的情況會(huì)直接影響污水處理的效果。因此，需要選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，科學(xué)、合理地控制溶解氧的濃度，最后可以使用人工操作手段，從而降低存在的誤差，進(jìn)而降低污水處理過程中消耗的能源。③改善曝氣系統(tǒng)，能夠更加精準(zhǔn)地控制曝氣設(shè)備，從而更好地降低能源消耗。例如，可以在有關(guān)部門的協(xié)助下，根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行曝氣設(shè)計(jì)的改善，采取在第一環(huán)節(jié)占比35%、第二環(huán)節(jié)占比30%、第三環(huán)節(jié)占比25%的方法設(shè)置曝氣，從而提高曝氣設(shè)備的工作效果，逐漸降低能源消耗。

2.2降低泵能耗

泵能耗影響因素是多方面的，因此，將從多方面著手，對整個(gè)項(xiàng)目概況做詳細(xì)的調(diào)查研究，做到統(tǒng)籌兼顧，找到降低泵能耗的解決措施，提高泵系統(tǒng)效率。（1）污水處理廠的高程布置：利用污水處理廠的自然坡度和地形情況，合理緊湊布置各個(gè)建、構(gòu)筑物，采用直線式連接，減少連接管的長度，減少彎管和閥門連接數(shù)量，避免多次提升污水。淹沒堰的設(shè)計(jì)，有效控制水頭本身跌落差。（2）泵的合理設(shè)計(jì)：根據(jù)不同關(guān)鍵部位，泵的不同作用，選擇合適的型號(hào)泵;選擇合理的泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，調(diào)整其運(yùn)行工況;根據(jù)實(shí)際地形精確計(jì)算水頭損失，確定污水處理系統(tǒng)的總水損，泵實(shí)際工作揚(yáng)程的選擇。選擇同型號(hào)的泵設(shè)備，以便于后期的維護(hù)管理;比較多個(gè)設(shè)備廠家特性曲線，選擇電機(jī)效率高，流量、揚(yáng)程符合設(shè)計(jì)要求，而電機(jī)功率相對較小的設(shè)備。采用變頻技術(shù)控制泵的運(yùn)行，根據(jù)水量、泥量的大小，自動(dòng)控制泵的運(yùn)行，達(dá)到提高泵的工作效率。定期對泵進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，減少機(jī)械磨損造成的工況下降;定期對泵系統(tǒng)進(jìn)行檢修，清除管道、管道附件，泵內(nèi)的結(jié)垢，保證管線及各設(shè)備連接處不滲漏。

2.3電氣設(shè)備選型的節(jié)能優(yōu)化

從節(jié)能的角度考慮，污水處理廠可進(jìn)行優(yōu)化的電氣設(shè)備，主要有兩類，變壓器和電動(dòng)機(jī)，這兩類電氣設(shè)備的選擇合理與否直接影響設(shè)備節(jié)能優(yōu)化的優(yōu)良。首先分析一下變壓器的選擇，變壓器是污水處理廠中主要電氣設(shè)備，其選擇過程中首先要進(jìn)行全廠的負(fù)荷計(jì)算，依據(jù)規(guī)范要求的負(fù)荷率并通過負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)合理選擇變壓器的容量，以避免容量選擇過大而產(chǎn)生的投資浪費(fèi)及能耗浪費(fèi)。變壓器選擇應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》規(guī)定的1級(jí)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的變壓器。其次選擇高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的損耗會(huì)隨著極數(shù)的不同，功率大小而變化。污水處理廠電動(dòng)機(jī)主要為風(fēng)機(jī)和水泵，在各個(gè)不同工藝單體內(nèi)，都有著少則幾臺(tái)，多則幾十臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，故電動(dòng)機(jī)耗電量約占污水廠總耗電量的90%，所以選擇節(jié)能高效、低損耗的電動(dòng)機(jī)對污水處理廠節(jié)能優(yōu)化尤為重要。

結(jié)語

從當(dāng)前全球所面臨的問題來看，氣候變暖、生態(tài)環(huán)境遭到破壞、能源短缺及利用率低和開采難度增大、水資源短缺和分布不均等問題產(chǎn)生的影響都在加劇，特別是能源方面和水資源方面所產(chǎn)生的問題影響，直接關(guān)系著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，同時(shí)也關(guān)系到人和各種其他生物的健康生存。污水處理是當(dāng)前這些問題解決和緩解中的一種有效手段，其不僅能夠產(chǎn)生巨大的環(huán)保效益和社會(huì)效益，在經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生方面也發(fā)揮著重要的推動(dòng)作用，為使污水處理的作用得到充分發(fā)揮，就需加強(qiáng)污水處理廠建設(shè)工作，多進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的研究和具體應(yīng)用方面的經(jīng)費(fèi)和人員投入，為相關(guān)效益的實(shí)現(xiàn)提供支持保障。

參考文獻(xiàn)

[1]任勇.污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)[J].建材與裝飾，2019（16）：143-144.

[2]彭鶴.污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)探討[J].區(qū)域治理，2019（11）：43.

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