節(jié)能低碳技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

賴桔偉

（重慶國際投資咨詢集團(tuán)有限公司，重慶 400023）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化的持續(xù)推進(jìn)，環(huán)境污染問題越發(fā)突出，其中，水環(huán)境污染問題尤其嚴(yán)重。眾所周知，水資源是人類發(fā)展必不可少的資源，如果水資源的污染問題一直未得到有效改善，這既對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，又影響了人們正常的生產(chǎn)生活。因此，對于污染水資源的治理勢在必行，而在眾多的污水處理技術(shù)中，利用節(jié)能低碳技術(shù)處理污水具有重要意義。

1 節(jié)能低碳技術(shù)的含義

當(dāng)前，我國的環(huán)境污染問題日益凸顯，社會(huì)各界開始廣泛重視綠色環(huán)保，對于節(jié)能減排也提出了更高要求，因此，也促進(jìn)了節(jié)能低碳技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。通常，節(jié)能低碳的含義可分成兩部分即節(jié)能和低碳，且這兩者之間既存在著一些聯(lián)系，又彼此有所差別。其中，節(jié)能就是要求人們在生活中要做到節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，這主要是因?yàn)橘Y源和能源都是有限的，比如：石油、木材和礦產(chǎn)等。同理，水資源也是有限的，由于當(dāng)前的水資源污染十分嚴(yán)重，所以，在污水處理工作中更需要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。而低碳就是要求人們在生活的過程中要減少能量的消耗，也可以認(rèn)為是降低二氧化碳的排放量。如果二氧化碳過度排放，就會(huì)對大氣造成一定污染，甚至?xí)霈F(xiàn)“酸雨”現(xiàn)象，而酸雨的出現(xiàn)，也會(huì)對河流，湖泊等水資源造成一定污染。所以，在污水處理的過程中，低碳也十分重要。而所謂節(jié)能低碳技術(shù)，就是在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展中，要充分的與節(jié)能和低碳相契合。

2 污水處理現(xiàn)狀

2.1 我國污水處理起步較晚

（1）追溯我國污水處理的起步時(shí)間發(fā)現(xiàn)，是從20世紀(jì)30年代才開始關(guān)注污水的處理問題，這相比于其他國家晚了很長一段時(shí)間。例如，早在18世紀(jì)60年代，英國就開啟了影響世界格局的工業(yè)革命，但隨之帶來的問題是英國的母親河—泰晤士河受到了嚴(yán)重污染。所以，在1762年英國就針對污水問題采用了相應(yīng)的處理技術(shù)；甚至開始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。但隨著改革開放的到來，我國也在一定程度上加快了污水處理技術(shù)的發(fā)展，截至目前，已發(fā)展出了多種污水處理技術(shù)。但在污水處理技術(shù)的發(fā)展過程中，也存在著一系列的問題，如傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)已不適用于處理當(dāng)前污水中復(fù)雜的污染物。而污水處理作為城市建設(shè)工作中的關(guān)鍵性一環(huán)，若是污水排放問題未能獲得合理解決，這既會(huì)對水資源造成嚴(yán)重污染，同時(shí)還會(huì)威脅人們的身體健康[2]。

（2）曾有專家把我國污水處理的效果與美國進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)處理技術(shù)還是相對落后。當(dāng)前，我國污水每年的排放量已達(dá)到了350億m3，但城市污水處理僅占15.8%，而美國在七八十年代的時(shí)候，城市污水處理基本上就已經(jīng)達(dá)到了70%，從以上數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，我國城市污水的處理效率還是不理想，但隨著未來污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，一定會(huì)提高污水的處理效率。

2.2 所需成本較高

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，城市污水的排放量與日俱增，而對于一個(gè)城市的長遠(yuǎn)發(fā)展來說，妥善解決污水處理問題，需要的資金投入是十分巨大的。例如，位于云南省昆明市的滇池，從上世紀(jì)60年代就開始出現(xiàn)污染的問題，一直沒有得到人們的重視，直到后來滇池的污染在一定程度上對昆明的環(huán)境，經(jīng)濟(jì)發(fā)展均造成了一定的影響，才開始進(jìn)行治理，且在治理的10年時(shí)間里總共花費(fèi)了45.62億元，但只取得了一定效果。從滇池的治理中就可以發(fā)現(xiàn)，對于環(huán)境治理的投入成本非常高。近幾年，雖然國家正在逐漸增加污水治理的資金投入，但對于當(dāng)前水環(huán)境的污染現(xiàn)象，以后的投入資金會(huì)更多。

2.3 設(shè)備工藝比較落后

曾有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國當(dāng)前使用的相關(guān)污水處理設(shè)備中，只有三分之一是在正常的運(yùn)行中，而另外三分之一是處于停工狀態(tài)，最后三分之一是存在各種問題無法運(yùn)行的狀態(tài)，所以，整體來看污水處理前景十分不樂觀。而對于相關(guān)的設(shè)備，也存在著一些技術(shù)方面的問題，這主要是目前的設(shè)備工藝比較落造成的。近幾年，我國的污水處理技術(shù)已借鑒了一些發(fā)達(dá)國家的技術(shù)，然后再繼續(xù)研究和創(chuàng)新，也有了屬于自己的專利技術(shù)，但應(yīng)用在污水處理中，卻一直存在著能耗高、效率低等問題。

2.4 操作人員技術(shù)素質(zhì)較低

當(dāng)前，污水處理效率比較低的主要原因之一是操作人員的技術(shù)水平較低。這主要是因?yàn)樵谝郧?，我國一直是以?jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，忽略了對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的問題，因此，相關(guān)專業(yè)的技術(shù)水平?jīng)]有得到很好的發(fā)展，而選擇投身于環(huán)保專業(yè)的技術(shù)人員就更少。其中，對于部分操作技術(shù)人員來說，專業(yè)性較差，技術(shù)素質(zhì)較低，當(dāng)運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備與治理技術(shù)的時(shí)候，不能很好地應(yīng)對，反而還會(huì)在一定程度上由于操作不規(guī)范影響技術(shù)設(shè)備的正常運(yùn)行。所以，這就對技術(shù)人員的專業(yè)性提出了更高的要求。

3 節(jié)能低碳技術(shù)對于污水處理的重要性

3.1 投入成本較低，可有效促進(jìn)污水治理政策的順利實(shí)施

當(dāng)前，國家正在逐漸提高對環(huán)境保護(hù)的重視程度，其中，污水的治理至關(guān)重要。因此，在污水的實(shí)際治理過程中，也相應(yīng)投入了大量人力物力，但取得的效果并不是很明顯，這主要是因?yàn)楫?dāng)前的污水治理技術(shù)還不是很到位。而節(jié)能低碳技術(shù)的出現(xiàn)，對于污水治理來說具有十分重要的意義。在節(jié)能低碳技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，由于投入成本較低，可以在很大程度上緩解國家在這方面的經(jīng)濟(jì)壓力。同時(shí)，節(jié)能低碳技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還可以打破國外一些國家的壟斷。而在實(shí)際的污水治理方面，由于部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，在這方面投入較低，導(dǎo)致污水的處理技術(shù)和設(shè)備沒有及時(shí)更新和更換。但如果擁有了節(jié)能低碳技術(shù)，地方政府在污水治理方面的信心會(huì)更足，這在一定程度上也有效推進(jìn)了國家污水治理政策的順利實(shí)施?；谝陨显?，節(jié)能低碳技術(shù)具有十分重要的作用。

3.2 社區(qū)和居民的非飲用水回用

水是人們生活中離不開的物質(zhì)，在一個(gè)人的一生當(dāng)中，可能要用掉7 000 t左右的水，但水資源又是一個(gè)有限的資源，如果不加以充分利用，就會(huì)加重水資源短缺的問題。當(dāng)前，由于城市化進(jìn)程的加快，城市的污水量劇增，大量排放的污水嚴(yán)重污染了水資源，而這些污水當(dāng)中，有一部分主要是來自于生活污水。對于生活污水的處理，一般情況都是通過下水道流通到相關(guān)的污水處理廠，然后按照以下流程進(jìn)行相關(guān)的污水處理：格柵→調(diào)節(jié)池→缺氧池→好氧池→MBR→混凝沉淀池→達(dá)標(biāo)排放。通常，生活污水不僅會(huì)對環(huán)境帶來一定的危害性，還會(huì)對居民的身體健康造成一定威脅，這主要是因?yàn)樵谏钗鬯袝?huì)存在著大量的病原微生物，而這些微生物會(huì)在污水中大量繁殖，就會(huì)造成一些傳染病的蔓延。而節(jié)能低碳技術(shù)在此時(shí)就體現(xiàn)出了一定的重要性，該技術(shù)可以把社區(qū)和居民的非飲用水在經(jīng)過合格處理后進(jìn)行回用。例如，經(jīng)過科學(xué)處理以后的污水，可用來灌溉花園、城市道路清洗、洗車等，這一定程度上使水資源得到了充分利用。

3.3 工業(yè)用水的回用

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的許多地方都建立了工廠，而這些工廠都有一個(gè)特點(diǎn)，那就是都建造在靠近河流的位置，這主要是因?yàn)楣S在生產(chǎn)過程中使用的水量較大，但因此產(chǎn)生的污水就較多，且處理成本也較高。對于工業(yè)廢水，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該及時(shí)處理，工業(yè)廢水處理方式可以參考下面的流程：廢水→調(diào)節(jié)池→中和池→曝氣氧化池→混凝反應(yīng)池→沉淀池→過濾池→pH回調(diào)池→排放。但如果工廠沒有科學(xué)合理對這些污水進(jìn)行處理，而是直接把污水排放進(jìn)河流當(dāng)中，這就會(huì)對水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而節(jié)能低碳技術(shù)的運(yùn)用，就可以在一定程度上使工業(yè)用水得到很好的回用。通常，工業(yè)用水在通過合格處理加工后可以再次利用，也可以用于其他行業(yè)的發(fā)展，這對于水資源的可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

4 節(jié)能低碳技術(shù)在污水處理中的有效應(yīng)用

4.1 有機(jī)能源的回收

在污水處理的過程中，通過運(yùn)用節(jié)能低碳技術(shù)就可以在一定程度上去回收并利用有機(jī)能源，通過這樣的方式，也可以在一定程度上有效減少資源浪費(fèi)，同時(shí)，還能有效促進(jìn)節(jié)能的效率，這對于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化起到了更好的作用。通常，有機(jī)能源的來源主要來自于兩個(gè)方面，一個(gè)是化學(xué)排污，另一個(gè)是工業(yè)廢水。在這兩個(gè)來源排放的污水中，所蘊(yùn)含的有機(jī)能源是較為豐富的，但如果在加工處理的過程出現(xiàn)一定失誤，就很有可能造成部分能源的浪費(fèi)，這會(huì)在一定程度上降低了污水處理廠的工作效率，但通過節(jié)能低碳技術(shù)的使用，就能夠在一定程度上很好回收化學(xué)排污和工業(yè)廢水中的有機(jī)能源，從而進(jìn)行再利用。同時(shí)，在有機(jī)能源的處理以及相關(guān)的降解技術(shù)中，對所需使用的設(shè)備也提出了較高要求，因?yàn)橹挥型ㄟ^先進(jìn)設(shè)備的使用，才可以回收一些廢渣，而這些廢渣的價(jià)值就可以減少一定的成本投入，因此，通過這樣的方式就很好地達(dá)到了節(jié)能低碳的效果。

4.2 太陽能和熱能的應(yīng)用

眾所周知，太陽能和熱能都屬于可再生能源，所以，科學(xué)合理利用能源也可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)污水處理中節(jié)能低碳的效果。如在一些西方國家，已經(jīng)在污水處理中提出了運(yùn)用太陽能技術(shù)，首先，將吸收太陽能的集熱板鋪墊在搭建好的污水池上面，然后，再利用收集起來的太陽能的能量對污水進(jìn)行一定處理。同時(shí)，在整個(gè)污水處理的過程與其他的污水處理技術(shù)相比，所消耗的能量只是其他技術(shù)的六分之一，而且，還不需要后續(xù)維護(hù)，只要保證設(shè)備能正常運(yùn)行就可以了，這在一定程度上很好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能低碳的目標(biāo)。除了太陽能，熱能在污水處理應(yīng)用當(dāng)中也普遍受到關(guān)注，首先，可通過利用熱泵的方式對低位熱能進(jìn)行回收，即污水的溫度就會(huì)被吸收一部分，從而使其溫度降低，然后，就可以讓污水的流量達(dá)到一個(gè)很好的穩(wěn)定性，最后，將多余的熱量儲存起來，而這部分多余的熱量就可以進(jìn)行充分利用，成為一個(gè)清潔能源。

4.3 設(shè)備能效的提升

對于部分污水處理廠來說，采用的都是一些很常規(guī)的設(shè)備，主要是利用電力資源，所以，在后續(xù)的運(yùn)行過程中要對耗電設(shè)備的性能進(jìn)行一定調(diào)整，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上再去選擇一些有效的措施，這樣就可以在一定程度上節(jié)約一部分的電力，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。首先，可以對輸送泵的出水方式進(jìn)行一定改造，把堰口的方式改造成管道，這樣就可以大力提升設(shè)備的效能。同時(shí)，經(jīng)過這樣的改造方式，可有效降低跌水的高度，或有效控制流出量，這在一定程度上就可以讓輸送泵更好地運(yùn)行。其次，在曝氣裝置的選擇上，要盡量選擇一些壓力小的局部構(gòu)件，這樣就可以使曝氣裝置很好地形成一個(gè)推流，讓進(jìn)氧高轉(zhuǎn)移率和水流斷面可以得到一定的提高。最后，在出水口的的選擇上面，也要盡量選擇一些耐固性較強(qiáng)的管材，這樣就可以減少局部磨損造成的損失，也可以使污水在流動(dòng)的過程中形成一種自流。

4.4 低碳技術(shù)的應(yīng)用

在污水處理過程中，經(jīng)常會(huì)用到一種物質(zhì)，即反硝化除磷型物質(zhì)，這種物質(zhì)的除磷功能比較強(qiáng)。磷在排放的污水中是經(jīng)常存在的一種元素，由于該物質(zhì)會(huì)對人體的骨骼系統(tǒng)造成一定的損害，所以，去除這種元素是十分有必要的。而反硝化除磷型物質(zhì)的使用，能夠在一定程度上有效地去連接脫氮過程和除磷過程，然后使COD進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。通常，這種物質(zhì)的使用過程是通過在節(jié)能低碳的基礎(chǔ)上來進(jìn)行反應(yīng)，具有一個(gè)很好的有效循環(huán)的特征。

4.5 凈化槽環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

凈化槽污水處理的主要工作原理是，將全混流好氧生物反應(yīng)器和平推流厭氧反應(yīng)器進(jìn)行一定程度的結(jié)合，然后再加以有效運(yùn)用，但都需要進(jìn)行厭氧處理。在實(shí)際的污水處理中，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)比較明顯，具有投入成本低，便于運(yùn)輸，且能把污水中的多種物質(zhì)進(jìn)行一次性處理。目前，該技術(shù)采用的是更為創(chuàng)新的方法，這在一定程度上是利用了勢能所產(chǎn)生的能量，從而很好地達(dá)到了節(jié)能低碳的目的。

5 結(jié)語

綜上所述，對于我國的污水處理來說，已經(jīng)在一定程度上確定了方向，就是應(yīng)用一些節(jié)能低碳的技術(shù)，這也是全球發(fā)展的一個(gè)潮流。鑒于此，本文對節(jié)能低碳技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，首先通過節(jié)能低碳的含義和污水處理的現(xiàn)狀引出了節(jié)能低碳技術(shù)對污水處理的重要性，最后通過具體應(yīng)用進(jìn)行了一定總結(jié)。