污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)改進策略分析

肖燁

（宜春市方科污水處理有限公司，江西 宜春 336000）

在現(xiàn)代文明社會發(fā)展歷程中，污水處理廠作為與生態(tài)環(huán)保事業(yè)息息相關(guān)的單位，在減少生態(tài)污染、維持社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了積極作用。但是，在傳統(tǒng)技術(shù)條件的限制下，污水處理廠在處理污水時也會涉及大量資源和能源的消耗。因此，一直以來污水處理廠的技術(shù)升級和優(yōu)化，一般有兩大方向，其一是提升污水處理效果，其二則是降低能耗[1]。在社會經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)的背景下，更需要結(jié)合污水處理廠運行中存在的實際能耗問題，對污水處理節(jié)能技術(shù)的改進思路和方法進行進一步研究。

1 污水處理現(xiàn)狀分析

關(guān)于污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)的研究，主要是指基于污水處理廠開展污水處理工作的實際情況，在保證污水處理效果的基礎(chǔ)上，減少整個過程產(chǎn)生的資源及能源消耗[2]。在污水處理廠的實際運轉(zhuǎn)中，需要用到多種污水處理設(shè)備及設(shè)施，而這些設(shè)備設(shè)施在運行中會產(chǎn)生多種資源的消耗，同時也伴隨著大量的電能消耗。我國傳統(tǒng)污水處理廠用到的設(shè)施設(shè)備基本上沒有配備節(jié)能措施，同時在運行管理中也忽略了節(jié)能管理，導(dǎo)致污水處理廠的能耗極大，顯然這與污水處理廠本身的生態(tài)價值是相悖的。另外，在污水處理廠的日常運作中，高能耗勢必會帶來高運營成本，導(dǎo)致污水處理廠運營壓力過大[3]。例如，在污水處理廠中，A/O 工藝作為普遍應(yīng)用的污水處理方法，雖然具備污染物去除率高、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，但是相關(guān)設(shè)施運行過程中的污泥內(nèi)回流量較大，產(chǎn)生的能耗較高，導(dǎo)致污水處理費用過高，影響污水處理廠效益。

2 污水處理技術(shù)運用問題分析

現(xiàn)階段，在開展污水處理過程中，存在的問題及不足表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.傳統(tǒng)污水處理廠的污水處理系統(tǒng)中，涉及大量用電設(shè)備設(shè)施的應(yīng)用，在很多地區(qū)污水處理廠長期處于高負荷運行狀態(tài)下時，產(chǎn)生的電能消耗是十分巨大的。如今污水處理廠污水處理系統(tǒng)中的污水提升泵、鼓風(fēng)曝氣等均屬于能耗較高的設(shè)備，其中污水提升泵在從污水采集、引流到處理達標(biāo)的全流程中都需要保持運行狀態(tài)，并且在污水處理量日益增多的情況下，污水提升泵能耗問題將更為嚴峻。而鼓風(fēng)曝氣裝置在目前很多污水處理廠中都占據(jù)重要地位，該類設(shè)備主要是基于活性污泥法實現(xiàn)鼓風(fēng)曝氣功能，即將空氣輸送至曝氣池，使之以氣泡的形式進入混合液之中，為活性污泥中的微生物活動提供理想環(huán)境。但是耗電相對較多，這導(dǎo)致污水處理缺乏經(jīng)濟效益[4]。

2.在傳統(tǒng)的污水處理廠運轉(zhuǎn)過程中，為了滿足相關(guān)污水處理工藝的應(yīng)用需求，需要消耗大量的藥劑[5]。例如，在處理多種含泥污水時，沉淀是比較常見的處理方式，而為了讓污水中的污染物質(zhì)凝結(jié)、沉淀，需要消耗大量的絮凝劑。絮凝劑主要由聚合氯化鋁及其他相關(guān)原料制成，其在污水沉淀吸附處理中屬于主要消耗型材料，也是很多污水處理廠日常運營成本的主要構(gòu)成之一[6]。值得注意的是，采用傳統(tǒng)工藝制成的絮凝劑在發(fā)揮作用之后無法被回收進行再利用，處置不當(dāng)還可能造成環(huán)境污染。

3.水資源浪費問題比較突出。在現(xiàn)代污水處理理念下，傳統(tǒng)污水處理工藝僅僅將目光集中于對污水中污染物的處理，而忽略了對污水的再利用。具體來看，傳統(tǒng)的污水處理機制比較單一，并沒有針對污水污染類型進行精細分類，分辨污水處理是否達標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)也較為單一[7]。但事實上，在現(xiàn)代污水處理專業(yè)領(lǐng)域中，一些污水在經(jīng)過處理之后是可以被回收利用的。這就意味著在傳統(tǒng)工藝下的污水處理廠直接排放了很多具有再回收價值的水資源，也變相導(dǎo)致了水資源浪費的問題。

3 污水處理技術(shù)運用的必要性分析

現(xiàn)階段，一些污水處理廠對相關(guān)技術(shù)的運用，雖然基本上解決了各個地區(qū)工業(yè)污水以及生活污水的處理問題，但是因此而產(chǎn)生的能耗及相應(yīng)費用也一直處于較高水平，而這也是多數(shù)地區(qū)污水處理相關(guān)工作所面臨的同樣問題。目前最為有效的方式就是對污水處理廠的污水處理技術(shù)工藝進行改進提升，而改進的主要方向則是節(jié)能降耗[8]。當(dāng)然，污水處理廠的節(jié)能技術(shù)改進還擁有多方面意義，主要如下：

1.促進污水處理廠從粗放式向集約化、精細化處理方向發(fā)展傳統(tǒng)污水處理工藝涉及多個處理工藝，各處理工藝及環(huán)節(jié)都要配置體量龐大的設(shè)施及設(shè)備，占用空間大且運行管理難度高，同時處理效率較低。而在污水處理工藝節(jié)能改進的過程中，在保證處理效果的基礎(chǔ)上精簡處理程序也是主要方法之一，加上一些自動化處理設(shè)備及設(shè)施的應(yīng)用，可以對傳統(tǒng)污水處理設(shè)備設(shè)施體系進行精簡，實現(xiàn)集約化、精細化處理[9]。

2.規(guī)避二次污染風(fēng)險在傳統(tǒng)污水處理廠的污水處理中，會涉及一些藥劑及相關(guān)添加劑的使用，而這些材料使用過程中以及使用之后，都可能產(chǎn)生一些污染物，產(chǎn)生二次污染風(fēng)險。而在污水處理工藝節(jié)能改進中，可以有效減少使用有污染風(fēng)險的材料，避免二次污染。

3.提高污水處理廠效益顯然，在污水處理廠的日常運行中，能耗與其消耗的成本是直接掛鉤的，通過工藝改進可以有效減少能耗費用，提升污水處理廠效益，進而實現(xiàn)污水處理相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

4 污水處理技術(shù)的運用策略分析

在進行污水處理過程中，要注重對污水處理技術(shù)進行有效的運用，尤其要注重對當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展形勢、發(fā)展特點做好把握，做好污水處理技術(shù)的更新?lián)Q代，提升污水處理的效果及質(zhì)量。對此，污水處理廠對污水處理技術(shù)運用時，可以從以下幾個方面進行把握：

4.1 科學(xué)采用預(yù)處理技術(shù)，平衡處理工藝負荷

在正式對污水中的污染物進行處理之前，科學(xué)的預(yù)處理環(huán)節(jié)都是不可或缺的。因此，關(guān)于污水處理廠污水處理工藝的改進，應(yīng)當(dāng)根據(jù)待處理污水的實際特征，對其進行科學(xué)預(yù)處理。例如，如果污水的含砂量較高，應(yīng)當(dāng)配置沉砂池或砂水分離器，將污水中顆粒較大的砂截留下來，減少其對后續(xù)污水提升及分解處理環(huán)節(jié)的影響。在比較常見的曝氣工藝中，可以同精準(zhǔn)的預(yù)曝氣處理，減少核心曝氣裝置的能耗。需要注意的是，在污水處理廠配置預(yù)處理裝置時，應(yīng)當(dāng)重點分析污水的污染物類型，在污水處理工藝流程的前期階段，做好沉淀、分離處理，減輕后續(xù)處理工藝壓力，同時也可以有效平衡各處理環(huán)節(jié)的負荷，達到減少能耗的目的。

4.2 做好設(shè)備選型，科學(xué)改造污水處理工藝

在污水處理廠的污水處理工藝改進中，關(guān)于設(shè)備優(yōu)化選型和技術(shù)升級是主要方向。首先，污水處理廠需要積極淘汰傳統(tǒng)處理效率低、能耗高的工藝設(shè)備，選用更為先進的設(shè)備設(shè)施。通常情況下，關(guān)于污水處理設(shè)備的優(yōu)化選型，一方面是采用更為科學(xué)的污水處理工藝，這類工藝本身的能耗較低；另一方面是設(shè)備配置了節(jié)能降耗裝置，可以有效減少單位作業(yè)量內(nèi)的能耗。其次，應(yīng)當(dāng)針對污水處理廠的污水處理量，對污水處理流程進行優(yōu)化，減少因不科學(xué)的處理方式，而導(dǎo)致能耗過高的問題。下面，對前文提到的設(shè)備能耗問題進行分析：

1.污水提升泵站節(jié)能處理在污水處理流程的污水提升環(huán)節(jié)，揚程與水泵能耗直接相關(guān)，因此可以結(jié)合對污水處理廠地勢以及各設(shè)備設(shè)施布置情況的分析，讓集水池適當(dāng)保持高位運行，以達到降低水泵揚程的目的。然后，可以采用加裝了變頻裝置的水泵，在滿足日常污水提升輸送需求的基礎(chǔ)之上，減少能耗。另外，還需要根據(jù)污水處理廠的污水處理任務(wù)，對污水提升流程進行科學(xué)的安排，確保機組均衡運轉(zhuǎn)，可以進一步減少污水處理廠能耗。例如，針對污水提升泵的變頻處理，結(jié)合管理優(yōu)化，使其能耗降低。除此之外，采用多級動態(tài)液位控制技術(shù)，即在污水處理時，通過科學(xué)控制機組運行臺數(shù)及轉(zhuǎn)速，維持水泵流量均勻運行。當(dāng)所需污水提升量較大時，增加運轉(zhuǎn)臺數(shù)，減少單組水泵的轉(zhuǎn)速增加量，在適應(yīng)水流變化的基礎(chǔ)上，減少能耗。

2.鼓風(fēng)曝氣裝置的節(jié)能處理。目前很多污水處理廠采用的污水處理工藝都是活性污泥法，對鼓風(fēng)曝氣裝置的依賴性較強。顯然，優(yōu)選高效且節(jié)能的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備是減少污水處理能耗的關(guān)鍵舉措。目前市面上具有較好節(jié)能價值的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備有單級離心鼓風(fēng)機、羅茨風(fēng)機、空氣懸浮鼓風(fēng)機等，其在同等運行條件下的節(jié)能表現(xiàn)都比較好。例如，污水處理廠的節(jié)能改造中，引進空氣懸浮鼓風(fēng)機，該設(shè)備利用空氣力場讓軸承懸浮運轉(zhuǎn)，由于軸承受到的摩擦力大幅度減少，整個設(shè)備運行中的能耗大幅度下降。在此基礎(chǔ)上，該設(shè)備裝配的變頻器還可以在不影響污水處理效率的基礎(chǔ)上，合理調(diào)節(jié)風(fēng)量，進而減少能耗。值得一提的是，在實際的污水處理中，溫度比較低的季節(jié)或地區(qū)，污水處理廠也可以通過適當(dāng)降低曝氣量的方式來減少能耗。

4.3 對處理工藝優(yōu)化，減少資源消耗

在對污水處理廠污水處理技術(shù)進行節(jié)能改進時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合污水處理的具體流程或運行工況，制定科學(xué)的工藝優(yōu)化措施。比如，污水處理廠的藥劑消耗一般產(chǎn)生于沉淀、分離、消毒處理等環(huán)節(jié)，比較常用的藥劑材料包括無機鹽類混凝劑、有機高分子混凝劑等，不同藥劑的功能和作用方式存在差異，因此可以根據(jù)污水處理的具體場景和需求進行優(yōu)化應(yīng)用。一般情況下，為了去除污水中的污染物磷，可以使用生物除磷或化學(xué)除磷技術(shù)，前者甚至可以達到完全不使用藥劑的水平，而后者則是通過使用高分子混凝劑來減少對常規(guī)藥劑的消耗量。在污水消毒環(huán)節(jié)，比較常見的方法有加熱消毒、紫外線消毒及微波消毒等物理方法，以及通過二氧化氯、臭氧、重金屬離子等進行的化學(xué)消毒。關(guān)于與消毒工藝的節(jié)能改進，通常是要結(jié)合污水本身的污染物含量情況，優(yōu)化消毒劑的配比，組合應(yīng)用物理法和化學(xué)法的方式，來減少對藥劑及電能的消耗。

4.4 建立科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，提升節(jié)能管理質(zhì)量

在對污水處理廠污水處理工藝進行節(jié)能改造的過程中，管理方面的優(yōu)化也有助于減少能耗。首先，應(yīng)當(dāng)根據(jù)污水處理廠污水處理工藝的具體流程，建立各個環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)，作為開展節(jié)能管理工作的參考依據(jù)。其次，針對各類污水處理設(shè)備、設(shè)施的運行，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)化的操作和管理機制，確保對所有設(shè)備設(shè)施的操作方式規(guī)范合理。同時，通過結(jié)合不同時期污水處理任務(wù)變化情況，科學(xué)安排設(shè)備及人員配置，在減少能耗的基礎(chǔ)上，提高污水處理廠運轉(zhuǎn)效率。另外，做好污水處理廠各類設(shè)備設(shè)施的保養(yǎng)維護，減少故障率和非正常運行狀態(tài)，有效發(fā)揮設(shè)備設(shè)施的節(jié)能降耗功能。[10]最后，強化對污水處理廠所有人員的節(jié)能降耗意識、技能培訓(xùn)，為建立長效節(jié)能降耗工作機制提供支持。

5 結(jié)語

綜上所述，針對目前污水處理廠能耗過高的問題，應(yīng)當(dāng)積極更新理念，對污水處理廠各污水處理環(huán)節(jié)的能耗影響因素進行全面分析。在此基礎(chǔ)上，通過科學(xué)配置預(yù)處理流程、優(yōu)選污水處理設(shè)備設(shè)施、采用節(jié)能降耗工藝等方式，減少污水處理流程的能耗。同時，結(jié)合嚴謹、科學(xué)的節(jié)能管理機制，進一步減少污水處理廠運行管理期間不必要的能耗。唯有如此才能進一步發(fā)揮污水處理廠的生態(tài)價值及公共服務(wù)價值，為社會的健康穩(wěn)定發(fā)展做出關(guān)鍵貢獻。