污水處理廠節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑探討

陳 松

（鄭州市城區(qū)河道管理處，河南 鄭州 450000）

污水處理廠節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑探討

陳 松

（鄭州市城區(qū)河道管理處，河南 鄭州 450000）

本文主要通過(guò)對(duì)我國(guó)城市污水處理情況的調(diào)查，來(lái)分析我國(guó)城市污水處理廠的能源消耗問(wèn)題，對(duì)我國(guó)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了解，從而探索實(shí)現(xiàn)污水處理廠節(jié)能減排的有效途徑。

污水處理廠；節(jié)能減排；途徑

隨著時(shí)代的發(fā)展，能源消耗已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。為緩解能源危機(jī)，我國(guó)大力開(kāi)展節(jié)能減排工作，使得各領(lǐng)域的企業(yè)和工廠都開(kāi)始重視能源消耗問(wèn)題。作為高耗能產(chǎn)業(yè)的污水處理，為求發(fā)展必須加快開(kāi)展節(jié)能減排工作，以降低污水處理運(yùn)營(yíng)成本。

一、我國(guó)城市污水處理情況

隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化的建設(shè)，使得我國(guó)越來(lái)越重視城市的環(huán)境問(wèn)題。而城市水環(huán)境更是城市生態(tài)環(huán)境中的重要部分。因而，在“十二五”期間，為改善城市水環(huán)境狀況，國(guó)務(wù)院對(duì)城市水污染處理廠的建設(shè)極為重視。要求各城市必須都建有污水處理廠，加強(qiáng)污水處理工作，提高污水處理的效率。

據(jù)最新調(diào)查，截止于2013年3月底，我國(guó)各城鎮(zhèn)所建立的污水處理廠總數(shù)為3451座，污水處理能力大約為每日1.45億立方米。目前已設(shè)有污水處理廠的城市高達(dá)649個(gè)，城市里的污水處理廠有1981座，其污水處理能力為每日1.19億立方米；已設(shè)有污水處理廠的縣城有1313個(gè)，縣城里的污水處理廠共有1470座，其污水處理能力為每日2518萬(wàn)立方米。

根據(jù)2013年年末統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市污水處理廠的污水處理能力比起2012年增長(zhǎng)了4.4%，每日污水處理能力為12246萬(wàn)立方米，城市污水處理率比起2012年提高了0.6個(gè)百分點(diǎn)，為87.9%。

近年來(lái)，我國(guó)的污水處理廠幾乎遍布全國(guó)，污水處理能力也逐年增高，但仍存在著許多問(wèn)題。雖然大多城市污水處理廠都有健全的工藝設(shè)施，但是其在運(yùn)行上過(guò)于簡(jiǎn)單化，只是簡(jiǎn)單的處理污泥甚至于不處理，便將其隨意擱放，以此來(lái)節(jié)約污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，提高污水處理效率。這種現(xiàn)象的普遍存在，導(dǎo)致我國(guó)部分城市出現(xiàn)污泥圍城的狀況。

污水處理廠的能源消耗率很高，受能源危機(jī)導(dǎo)致能源價(jià)格增長(zhǎng)的影響，污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，其利潤(rùn)無(wú)法填補(bǔ)成本。

二、我國(guó)城市污水處理廠能源消耗現(xiàn)狀

隨著我國(guó)污水處理廠的發(fā)展，對(duì)污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，有效地改善了我國(guó)城市水環(huán)境狀況。但目前我國(guó)城市污水處理廠仍是一個(gè)能源消耗大的產(chǎn)業(yè)，由于能源危機(jī)的加劇，使其不得不采取措施來(lái)降低能耗，加強(qiáng)節(jié)能減排工作。污水處理廠高能耗，運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題為我國(guó)城市污水處理廠的發(fā)展帶來(lái)了困擾。

污水處理廠運(yùn)行的過(guò)程中，所消耗的能源主要有電能、燃料和藥劑等等。但其中消耗最高的便是電能了。據(jù)調(diào)查所知，我國(guó)污水處理廠電能的消耗大約占其總能耗的十分之九。這是一個(gè)很大的比重。目前我國(guó)污水處理廠電能消耗的平均水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相差較遠(yuǎn)。

據(jù)調(diào)查分析，我國(guó)一級(jí)城市污水處理廠每處理一立方米的污水便要消耗0.073度的電量，而二級(jí)城市污水處理廠則是0.325度的電量。

表1 我國(guó)一級(jí)城市污水處理廠電耗

表2 我國(guó)二級(jí)城市污水處理廠電耗

三、我國(guó)城市污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)城市污水處理廠已不再只是依靠政府來(lái)運(yùn)行了，由政府管理走向市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)。因此，污水處理廠必須關(guān)注其營(yíng)運(yùn)成本問(wèn)題，如何以最少成本獲取最多利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)污水處理廠效益最大化，是污水處理廠運(yùn)營(yíng)者的重要任務(wù)。污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用主要來(lái)自于能耗費(fèi)、人工費(fèi)、管理費(fèi)等方面。

表3

表4

由表一可知在我國(guó)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用中能源消耗費(fèi)占比重大，其能耗費(fèi)主要體現(xiàn)在污水提升、曝氣供氧、污泥傳送等方面。

表5 污水處理各部位能耗分布

四、實(shí)現(xiàn)污水處理廠節(jié)能減排的有效途徑

（一）污水提升過(guò)程中的節(jié)能

污水提升過(guò)程中最為消耗能源的設(shè)備便是污水提升泵，其具有很大的節(jié)能空間。因而，為減少污水處理廠提升泵房的電能消耗需對(duì)其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。目前，我國(guó)在設(shè)計(jì)污水廠高程時(shí)，數(shù)據(jù)都偏高，造成提升泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程也過(guò)高，造成電耗量大。根據(jù)水泵有效功率的公式Nu=γQH，我們可發(fā)現(xiàn)當(dāng)γ和Q確定時(shí)，Nu和H是成正比例的，因而，當(dāng)水泵揚(yáng)程降低后，一定能達(dá)到節(jié)能的效果。在設(shè)計(jì)污水廠高程時(shí)，要防止多次進(jìn)行污水提升，以免造成能源的浪費(fèi)；在布置各構(gòu)筑物和管線時(shí)，要注意其緊湊性，避免拐角，縮短輸送距離，可將反應(yīng)池和沉淀池進(jìn)行合并，以此來(lái)避免水頭的損失；進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要注意構(gòu)筑物的特點(diǎn)以及構(gòu)筑物間的關(guān)系，盡量節(jié)約土地資源，杜絕不切實(shí)際的設(shè)計(jì)。

在污水提升過(guò)程中，可引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，加強(qiáng)管理，以求實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。可采用變頻調(diào)速技術(shù)，優(yōu)化配置泵站設(shè)備，保障水泵運(yùn)行的質(zhì)量；選擇型號(hào)相同的水泵機(jī)組，以便于進(jìn)行維修；可對(duì)水泵進(jìn)行合理的更換，適時(shí)地啟動(dòng)水泵，將污水處理工作放在晚上進(jìn)行。

（二）污水處理過(guò)程中的節(jié)能

污水處理過(guò)程中的節(jié)能主要通過(guò)對(duì)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能來(lái)降低整個(gè)污水處理廠的整體能耗量。

降低曝氣系統(tǒng)的能源消耗需要合理設(shè)計(jì)曝氣系統(tǒng)的規(guī)模，在操作過(guò)程中要進(jìn)行合理的控制，從而提高曝氣系統(tǒng)的總能效；選擇曝氣設(shè)備時(shí)，要充分考慮到曝氣設(shè)備的供氧能力和調(diào)節(jié)能力，避免能源的浪費(fèi)；在進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)的選擇時(shí)，要選擇變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，有利于操作的便捷，減少故障，要合理控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)能的效果。

（三）污泥處理過(guò)程中的節(jié)能

在污泥處理過(guò)程中，減少污泥脫水系統(tǒng)的能源消耗，需要投入適當(dāng)?shù)母咝跄齽瑖?yán)格按照操作章程進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)行。在對(duì)設(shè)備的選擇上，要優(yōu)選效率高但能耗低的設(shè)備，減少設(shè)備的磨損率，降低運(yùn)行費(fèi)用，從而節(jié)約污泥處理系統(tǒng)過(guò)程中的能源消耗；充分利用厭氧沼氣，通過(guò)沼氣的燃燒來(lái)用于加溫、取暖等方面，還可以利用沼氣發(fā)電來(lái)降低電能的消耗。

（四）其他節(jié)能措施

可選擇平流沉砂池，避免使用消耗能量大的沉砂池，盡可能用重力來(lái)進(jìn)行排砂；污水處理廠采用節(jié)能電燈，建設(shè)太陽(yáng)能設(shè)備，充分利用太陽(yáng)能，減少電能的消耗，提高污水處理廠中設(shè)備的工作效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；改進(jìn)生物除磷工藝，降低藥劑的消耗量，減少污水中的含泥量，降低污泥處理的能源消耗。

結(jié)語(yǔ)

隨著污水處理廠的快速發(fā)展，其高能耗，運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題亟需解決。因而，污水處理廠的運(yùn)營(yíng)者必須改進(jìn)污水處理技術(shù)，完善無(wú)數(shù)處理設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)能減排工作，提高能源利用率，建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。

[1]姜斌.污水處理廠節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（26）.

[2]張玉斌，王昭明，侯紅澤，等.污水處理廠節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途經(jīng)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（16）.

[3]曾慶平.污水處理廠節(jié)能減排策略[J].中國(guó)科技縱橫，2013（06）.

[4]史海島.中小型污水處理廠運(yùn)營(yíng)節(jié)能降耗途徑的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（03）.

TE08

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.150