小型城鎮(zhèn)污水廠節(jié)能降耗分析

南寧市地下管網(wǎng)和水務(wù)中心 段磊

城市污水處理可以對(duì)城市用水環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)續(xù)發(fā)展具有積極影響，但是同時(shí)也存在能源浪費(fèi)問題。結(jié)合以上內(nèi)容，城市污水廠需要進(jìn)行節(jié)能降耗工作，結(jié)合具體情況來(lái)進(jìn)行分析和探索。

一、城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗現(xiàn)狀

污水處理廠的污水處理原理就是通過一定的技術(shù)手段將污水中的污染物和雜質(zhì)分離出來(lái)，獲得能夠達(dá)到一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水源。以往的污水處理廠建設(shè)只是為了減少污水對(duì)于環(huán)境的污染，對(duì)于處理后的水源質(zhì)量要求相對(duì)較低，但隨著我國(guó)水資源短缺現(xiàn)狀愈發(fā)嚴(yán)重，污水處理廠處理后的水源用途逐漸增加，要實(shí)現(xiàn)水資源利用效率的提升，進(jìn)行循環(huán)再利用，污水處理技術(shù)要不斷進(jìn)步，這在一定程度上加大了污水處理廠的難度，污水處理廠需要消耗更大的能源資源，成本更高。而高能耗的污水處理也是對(duì)城鎮(zhèn)資源的一種消耗，也會(huì)造成一定的污染，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠只有不斷進(jìn)行技術(shù)提升，才能做到節(jié)能降耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污水處理的目標(biāo)。當(dāng)前常武地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝主要采用 A2 /O+轉(zhuǎn) 盤過濾器+消毒（主體工藝），工藝流程：進(jìn)水→粗格柵→污水提 升泵→細(xì)格柵→沉砂池→ A2 /O生化池→二沉池→轉(zhuǎn)盤濾池→ 消毒→排入河道。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)上述流程中，二級(jí)處理單元耗能最大，大約占整個(gè)污水廠總能耗的69%；其次是預(yù)處理單元，約占總能耗的21%，污泥處理單元等其他約占總能耗的10%。由此可見，節(jié)能潛力最大是預(yù)處理與二級(jí)處理單元，其次是污泥處理單元。因此節(jié)能應(yīng)從這三個(gè)處理單元著手，對(duì)其主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行方法進(jìn)行挖掘，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)污水處理系統(tǒng)的節(jié)能。

二、城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗分析

（一）電耗

對(duì)于城市污水處理廠每年的用電數(shù)據(jù)需要進(jìn)行深入分析，可以認(rèn)識(shí)到消耗電量占據(jù)了總電量的3%，未來(lái)我國(guó)人口數(shù)量將會(huì)不斷增長(zhǎng)，因此未來(lái)污水處理廠消耗電能將會(huì)增加20%左右。消耗的電能現(xiàn)如今正在逐年增加，因此可以得知在電能消耗方面具有巨大的節(jié)能空間。城市污水處理廠對(duì)于電能消耗情況需要加強(qiáng)控制，能夠結(jié)合污水處理的具體情況來(lái)展開分析，對(duì)處理環(huán)節(jié)進(jìn)行深化，了解究竟是在哪些環(huán)節(jié)消耗了大量電能，曝氣處理、污泥處理、污水提升等環(huán)節(jié)都消耗了大量的電能，但是其中曝氣處理消耗電能較多，主要是因?yàn)樵摥h(huán)節(jié)采用了鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備。

（二）藥耗

城市污水處理廠在污水處理過程當(dāng)中需要進(jìn)行生化反應(yīng)，在此過程當(dāng)中進(jìn)行化學(xué)除磷，在這個(gè)過程當(dāng)中需要聚合氯化鋁，并且在污泥脫水系統(tǒng)當(dāng)中添加絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）。污水廠在運(yùn)行環(huán)節(jié)對(duì)于藥劑投放計(jì)量和時(shí)間都需要進(jìn)行控制，但是目前缺乏智能化，導(dǎo)致絮凝效果并不好，需要加大藥劑的投放量，在這個(gè)過程當(dāng)中，污水處理成本就會(huì)提高，但是同時(shí)降解性能沒有得到有效發(fā)揮，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

（三）水耗

當(dāng)前污水處理廠在水回用系統(tǒng)方面沒有進(jìn)行深入分析，導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)不夠健全，污水處理工藝需要對(duì)用水情況進(jìn)行分析，出水標(biāo)準(zhǔn)在處理過程當(dāng)中能夠得到充分利用，避免污水處理廠內(nèi)部水資源消耗過大現(xiàn)象，否則就會(huì)出現(xiàn)凈水資源消耗過大，加大處理成本。

三、城鎮(zhèn)污水處理廠能耗特點(diǎn)分析

城鎮(zhèn)污水處理廠需要進(jìn)行二級(jí)處理，污泥處理和生化處理過程當(dāng)中都需要消耗大量能源，需要對(duì)消耗能源情況來(lái)進(jìn)行分析。其中一部分的污水處理廠在節(jié)能方面具有很大的潛力，目前水平達(dá)到了發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)初的水平。但是在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面可能會(huì)受到發(fā)展限制，城鎮(zhèn)污水處理廠的水回用系統(tǒng)不夠完善，需要增加新鮮水耗。能夠根據(jù)以上情況來(lái)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠能耗特點(diǎn)進(jìn)行分析。

（一）能耗整體較高

污水處理廠在運(yùn)行環(huán)節(jié)可能會(huì)消耗大量的費(fèi)用，其中能耗費(fèi)用占據(jù)了40%左右，可以得知我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗整體偏高，城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本在不斷增加，因此在污水處理過程當(dāng)中缺乏高效性和持久性。

（二）電耗差異較大

污水處理當(dāng)中主要的能耗就是電耗，并且在整個(gè)能源消耗當(dāng)中占據(jù)較大比重。一、二線城市和三線城市的污水處理廠相比電耗差異較大，需要根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)進(jìn)行深入分析。一線城市污水處理電耗為0.073kW·h/m3，二線城市的污水處理電耗達(dá)0.325kW·h/m3，三城市的污水處理電耗0.150kW·h/m3，二、三線城市污水處理廠的電耗居然比一線城市多兩倍到四倍，因此在污水處理過程當(dāng)中，需要根據(jù)具體設(shè)備來(lái)進(jìn)行深入分析。

（三）運(yùn)營(yíng)成本較高

電耗目前是影響城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵，市場(chǎng)化的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的城鎮(zhèn)把政府包攬的污水處理廠工作交給企業(yè)來(lái)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，但運(yùn)營(yíng)過程當(dāng)中，城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本包含眾多，占據(jù)比重較多的就是運(yùn)營(yíng)電費(fèi)和藥劑費(fèi)。

四、城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗措施

（一）污水提升系統(tǒng)的節(jié)能措施

污水處理廠在開展工作過程當(dāng)中需要對(duì)水泵加強(qiáng)重視，因?yàn)樗迷O(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中會(huì)消耗大量的電能，需要對(duì)水泵的運(yùn)行效能進(jìn)行充分分析，泵房需要實(shí)現(xiàn)自身的節(jié)能效果，有助于達(dá)到污水處理廠節(jié)能降耗的目標(biāo)。首先，需要對(duì)水泵進(jìn)行科學(xué)分析，充分發(fā)揮水泵的節(jié)能功效。污水處理廠設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，污水處理系統(tǒng)總水位差的計(jì)算需要和地形情況進(jìn)行密切配合，進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，促進(jìn)水泵工作運(yùn)行更為合理。與此同時(shí)可以利用可調(diào)堰代替固定堰，淹沒堰代替非淹沒堰，建筑物也需要進(jìn)行合理布局。其次，設(shè)備的管理和更換工作需要加強(qiáng)重視，積極推動(dòng)節(jié)能工作得到進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)如今部分污水處理廠泵房效率較低，設(shè)備能耗較大，連續(xù)調(diào)節(jié)水量工作無(wú)法得到實(shí)施，出現(xiàn)了污水處理廠能耗較大的現(xiàn)象，因此需要加強(qiáng)水泵改造工作，充分實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能效果。水泵改造環(huán)節(jié)需要對(duì)調(diào)頻速度技術(shù)進(jìn)行充分利用，能夠在污水提升系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行有效運(yùn)行，對(duì)泵站設(shè)備進(jìn)行合理搭配，有助于提高水泵的運(yùn)行效率，減少電網(wǎng)對(duì)于水泵運(yùn)行過程當(dāng)中的沖擊。

（二）曝氣系統(tǒng)的節(jié)能措施

首先，曝氣系統(tǒng)規(guī)模需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行完善，水處理廠設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，高峰或者是日高峰都需要氧量來(lái)對(duì)曝氣系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行控制。曝氣系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，能夠采取有效措施來(lái)進(jìn)行控制，避免氧氣不足問題出現(xiàn)，積極推進(jìn)活性污泥濁得到進(jìn)一步的運(yùn)行，避免對(duì)水質(zhì)造成負(fù)面影響。其次，曝氣設(shè)備在選擇過程當(dāng)中需要對(duì)供養(yǎng)能力和調(diào)節(jié)能力進(jìn)行深入分析，系統(tǒng)運(yùn)行效率和設(shè)計(jì)規(guī)模都能夠得到提升，在應(yīng)用過程當(dāng)中需要把握內(nèi)部的相關(guān)聯(lián)系，對(duì)調(diào)整工作加強(qiáng)重視。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，供氧能力和調(diào)節(jié)能力需要進(jìn)行深入分析，有助于實(shí)現(xiàn)曝氣設(shè)備的選擇，積極推進(jìn)曝氣系統(tǒng)節(jié)能工作。然后，風(fēng)量需要加強(qiáng)控制，污水處理廠在工作過程當(dāng)中需要借助風(fēng)量來(lái)對(duì)氣閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速系統(tǒng)需要得到充分的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的自動(dòng)控制，節(jié)能效果能夠得到有效發(fā)揮。最后，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要和氧傳遞進(jìn)行密切結(jié)合。

（三）污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能措施

泥污脫水系統(tǒng)在應(yīng)用過程當(dāng)中可以對(duì)泥污進(jìn)行有效處理，但是在設(shè)備應(yīng)用過程當(dāng)中會(huì)損耗較多的能源。首先需要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系進(jìn)行充分把握，應(yīng)用高效絮凝劑，電耗和用水量都需要進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，壓濾機(jī)效率也能夠得到提升。在污泥處理過程當(dāng)中需要采取以下兩種措施來(lái)進(jìn)行節(jié)能工作的開展：（1）高效低能耗設(shè)備的應(yīng)用。現(xiàn)如今，我國(guó)正處在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，城鎮(zhèn)污水處理廠的相關(guān)設(shè)備也能夠進(jìn)行更新，降低水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水，在運(yùn)行過程當(dāng)中避免設(shè)備磨損問題的出現(xiàn)，運(yùn)行成本低，因此在應(yīng)用過程當(dāng)中具有廣泛的空間。（2）厭氧沼氣的利用。厭氧處理過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生甲烷沼氣，沼氣能夠得到二次利用，節(jié)能價(jià)值高，可以用于居民住宅使用，消化池和污水廠都能夠進(jìn)行加溫取暖。在我國(guó)大中型城市污水二級(jí)處理廠就會(huì)采用沼氣來(lái)進(jìn)行發(fā)電工作，對(duì)用水量進(jìn)行積極補(bǔ)償，減少污水廠的電能消耗，節(jié)約運(yùn)行成本。

（四）藥劑消耗節(jié)能措施

污水處理廠的藥劑消耗需要根據(jù)絮凝劑使用情況來(lái)進(jìn)行分析，我國(guó)有數(shù)百家水處理藥劑生產(chǎn)廠商，品種眾多，年產(chǎn)量能夠達(dá)到二十余萬(wàn)噸。因?yàn)樾跄齽┊a(chǎn)品不同，因此需要充分發(fā)揮自身高效性，才能夠提高污泥絮凝效果，泥污處理過程當(dāng)中需要把節(jié)能降耗工作作為重點(diǎn)。藥劑費(fèi)用的單價(jià)需要進(jìn)行綜合考慮，積極推進(jìn)降低運(yùn)行成本的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。污水處理廠泥污在處理和應(yīng)用過程當(dāng)中需要選擇高效、具有性價(jià)比的絮凝劑，對(duì)于絮凝劑使用情況來(lái)進(jìn)行充分分析。結(jié)合以上內(nèi)容，脫水效果需要滿足具體條件，然后輕松降解，避免二次污染問題的出現(xiàn)。結(jié)合絮凝劑體情況來(lái)展開深入分析，包含衍生類別較多，主要是能夠替代傳統(tǒng)聚丙酰胺絮凝劑的使用。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累具有重要性，可以對(duì)絮凝劑進(jìn)行有效判斷，減少浪費(fèi)問題的出現(xiàn)，利用高分子絮凝劑和相關(guān)混凝劑來(lái)進(jìn)行藥液配置，濃度情況和投放量都需要作為重點(diǎn)進(jìn)行分析。絮凝劑設(shè)備在應(yīng)用過程當(dāng)中需要對(duì)日常保養(yǎng)和維護(hù)工作加強(qiáng)重視，保證計(jì)量準(zhǔn)確性，減少誤差問題的出現(xiàn)。

（五）節(jié)約自來(lái)水途徑

污水處理過程當(dāng)中需要提高清潔水的利用效率，在工藝選擇方面需要結(jié)合自身?xiàng)l件，對(duì)水回用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。目前污水處理廠的脫水反沖洗在應(yīng)用過程當(dāng)中具有重要的影響和意義，能夠降低自來(lái)水使用量，實(shí)現(xiàn)資源有效利用，并且充分節(jié)約成本。

（六）節(jié)約電能源的使用

污水處理廠需要積極推進(jìn)節(jié)能減排工作的開展，減少電能消耗，因此需要對(duì)機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)重視。水泵在應(yīng)用過程當(dāng)中耗電量較高，并且運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致工作效率降低。因此污水處理廠需要設(shè)定固定時(shí)間，然后交替開展水泵抽水工作，能夠充分提高設(shè)備運(yùn)行效率。

（七）合理規(guī)模和建設(shè)污水處理廠

首先，需要保證污水處理廠周邊的水質(zhì)和環(huán)境參數(shù)具有可靠性，否則會(huì)對(duì)污水處理廠當(dāng)中建筑物容積、電氣機(jī)械設(shè)備數(shù)量和參數(shù)選擇的準(zhǔn)確性造成負(fù)面影響，具體體現(xiàn)在最終造價(jià)和后期運(yùn)行方面穩(wěn)定性受到影響?？梢缘弥M(jìn)水BOD5 值和曝氣池處理過程當(dāng)中構(gòu)筑物容積之間呈現(xiàn)正相關(guān)聯(lián)系。需要對(duì)污泥負(fù)荷、混合液懸浮固體平均濃度和泥齡曲取值保持在正確范圍之內(nèi)，生物反應(yīng)池的容積可能會(huì)受到BOD5 值大小的影響。同時(shí)需要認(rèn)識(shí)到曝氣鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)和設(shè)備數(shù)量都與 BOD5 值具有一定的聯(lián)系。其次，需要對(duì)污水處理量進(jìn)行充分了解，水量主要和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展程度、城市排水方式、人口數(shù)量、工業(yè)廢水量和規(guī)劃年限具有直接的聯(lián)系。在污水處理廠建設(shè)過程當(dāng)中需要對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況進(jìn)行充分的了解，數(shù)據(jù)需要具有準(zhǔn)確性和真實(shí)性，由此才能夠推動(dòng)未來(lái)發(fā)展規(guī)劃得到充分實(shí)現(xiàn)，并且需要對(duì)污水廠的日處理能力進(jìn)行確定。最后需要根據(jù)目標(biāo)水質(zhì)和處理量的具體情況來(lái)選擇經(jīng)濟(jì)合理的建設(shè)方案。

（八）其他消耗降耗節(jié)能措施

采用一定量藥劑來(lái)進(jìn)行泥污消毒工作，對(duì)于污水處理廠的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有積極的影響和意義。藥劑在應(yīng)用過程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)消耗問題，雖然消耗量不多，但是也需要采取有效措施進(jìn)行節(jié)能工作的開展。生物除磷技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中不需要藥劑，污泥量也在逐漸減少。高分子混凝劑能積極推動(dòng)化學(xué)除磷工作，了解藥劑的消耗情況，泥垢的脫水性能能夠得到提升，在應(yīng)用過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

五、城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗發(fā)展前景

城市發(fā)展離不開污水處理，并且目前城鎮(zhèn)污水處理廠正在對(duì)污水處理節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行深入研發(fā)，未來(lái)污水處理廠還會(huì)進(jìn)行技術(shù)改革，由此可以實(shí)現(xiàn)污水處理的低能耗和高效率處理目標(biāo)。污水處理系統(tǒng)主要包含污水管網(wǎng)、污水泵站、污水處理廠，需要對(duì)污水處理設(shè)施進(jìn)行高效、安全處理，然后需要讓污水排放達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還需要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，不斷提高污水處理系統(tǒng)的管理運(yùn)行能力。相關(guān)企業(yè)積極研發(fā)污水管網(wǎng)與污水處理廠聯(lián)合的調(diào)度與運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)行，促進(jìn)安全管理得到進(jìn)一步的發(fā)展。目前該系統(tǒng)主要是引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)對(duì)能源進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。與此同時(shí)，現(xiàn)代的GPS和PCL技術(shù)也能夠得到有效發(fā)揮，利用儀表和攝像功能來(lái)展開具體操作，系統(tǒng)人工智能和設(shè)備數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)共享，監(jiān)測(cè)和管理的準(zhǔn)確性能夠得到提升；該系統(tǒng)在智能調(diào)度方面也發(fā)揮重要的作用，有助于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。并且該系統(tǒng)在無(wú)錫市城北污水處理廠已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用，取得了相應(yīng)的成果，有助于填補(bǔ)我國(guó)水處理行業(yè)的空白，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ较驍?shù)字模式的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)智能調(diào)度轉(zhuǎn)型，發(fā)揮示范工程的作用，為污水處理廠節(jié)能降耗工作在未來(lái)指明了發(fā)展方向，促進(jìn)我國(guó)污水處理廠得到進(jìn)一步的發(fā)展。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)人民生活水平不斷提高，促進(jìn)了人們污水處理意識(shí)得到了進(jìn)一步增強(qiáng)，能夠積極推進(jìn)污水處理工作。污水處理過程當(dāng)中可能會(huì)受到多方面因素的影響，需要結(jié)合影響因素來(lái)進(jìn)行分析，來(lái)對(duì)污水處理技術(shù)進(jìn)行探索和研究，節(jié)能降耗理念需要和污水處理技術(shù)進(jìn)行充分融合，促進(jìn)我國(guó)污水處理工作得到進(jìn)一步發(fā)展，能源消耗問題得到減少，降低運(yùn)行成本。