論污水處理廠節能降耗的科學途徑

●王惠英

論污水處理廠節能降耗的科學途徑

●王惠英

如今，水資源變得越來越緊張，生產、生活污水的排泄成為污水的主要來源。與此同時，人類正在不斷地深入研究水資源的保護和再生技術。污水處理成為目前自然科學界研究的重要課題。文章概述了污水處理的內容，分析了污水處理廠的能耗以及污水處理廠節能降耗的途徑，通過案例進一步深入論述了污水處理廠節能降耗的科學途徑。

污水處理廠 節能降耗 途徑

一、污水處理概述

處理污水在是一個世界性難題。隨著全球經濟的快速發展，污水處理廠的建設規模越來越大，所產生的能源消耗也越來越多。根據相關統計數據表明，活性污泥處理系統在運行過程中所消耗的能源成本占總運行成本的30%到80%左右。隨著全球人口不斷增長，處理污物的標準越來越高，污水處理廠的規模也會越來大。受到污水處理廠規模擴張的影響，在未來的15～20年內所消耗的能源成本也將增加20%以上。如何節能降耗，是污水處理廠經營管理首先應考慮的問題，這對于穩定社會、促進經濟發展有著極其重要的意義。

二、污水處理廠的能耗分析

（一）電能消耗

隨著我國污水處理事業的不斷發展，污水處理廠運行過程中所消耗的電能也在逐年增長。目前，電能消耗按地理位置和工藝選擇的不同而不同，平均大約在0.30kW·h/m3左右。污水的提升系統、污泥處理系統和二級生化處理供氧系統是污水處理過程中耗費電能最多的部分，占總工藝耗電量的90%以上。其中二級生化處理系統的電能消耗主要集中在攪拌器、鼓風機和內外回流泵上，鼓風機占二級生化處理系統總耗電量的75%，大約占污水處理廠運行總耗電量的50%，是全廠耗電量最大的系統。因此，二級生化處理系統節能降耗的重點在于降低鼓風機的能耗。

（二）藥劑消耗

污水處理廠在處理污水過程中所使用的藥劑主要是絮凝劑，用于污泥脫水。目前，大多污水處理廠所使用的絮凝劑都是人工合成的。絮凝劑不夠的話，污泥含水率降不下來，增加剩余污泥處理難度。而大量的絮凝劑的消耗則會增加污水的處理成本。此外，絮凝劑中含有難以降解的毒性，二次填埋后再一次進入環境，將造成二次污染。

（三）自來水消耗

目前，大部分污水處理廠都未建立中水回用處理系統，處理后的污水直接排放到納污水體。在污水處理廠運行過程中會用大量的自來水來沖洗廠內污泥脫水車間、配藥、風機冷卻以及綠化辦公等。因此，我國大部分污水處理廠耗用的自來水量都很大，不但增加了污水處理成本，同時也浪費了很多的水資源。

三、污水處理廠節能降耗的途徑

（一）節約電能消耗

污水處理廠應該在保證水質的前提下節省電能的消耗，減少電能成本的支出。要達到這一個經營目的，污水處理廠可以從污水處理工藝方面著手，重點是減少污水提升泵、曝氣機和污泥脫水機、回流泵等大功率機電設備耗電。

1.節約污水提升泵電能消耗。減少污水提升泵電能消耗應綜合考慮提升泵整個系統，具體節能降耗的措施如下：首先，應該科學正確地選擇水泵，使其能夠發揮最佳的工作效率；其次，要合理利用污水處理地形，減小污水提升高度，降低水泵揚程；最后，可以通過應用變頻調速技術，調整電機的運行速度，降低水泵的排水單耗，控制水泵運行臺數，從而達到節能降耗的目的。

2.節約污水曝氣系統電能消耗。曝氣是污水處理工藝的核心，也是污水處理廠節約電能消耗的關鍵，其運行過程中會消耗大量的電能，節約能耗的具體措施如下：（1）曝氣與鼓風設備要選擇效率高的；（2）采用變頻技術提高鼓風機運轉效率，使曝氣設備可以穩定的在較高狀態下運行，最終達到節能降耗的目的；（3）控制曝氣流量的精確度；（4）根據污水中氧的溶解度調整曝氣量和鼓風量。

3.節約污泥脫水系統電能消耗。污泥脫水系統的主要作用是減容、減量、穩定和無害化處理含水量98%以上的污泥。在選擇相應設備時，應該選擇脫水效率相對比較高且消耗電能又較低的設備，盡量減少設備處理污泥的動作時間，達到節約電能消耗的目的。

（二）節約藥劑消耗

根據調查我國生產絮凝劑藥劑的廠家達230多家，生產的藥劑品種達100多種，總產量將近20萬t。污水處理廠在選擇絮凝劑時，既要考慮藥劑的單價，又要考慮到藥劑的高效性，使其保證最大限度減少污泥含水率的同時也提高污泥的脫水性能，這樣既能提高混凝的效果，又能節約藥劑的使用量。節約藥劑消耗的主要途徑包括：使用脫水效率更高且不會造成二次污染的絮凝劑替代藥劑；投加藥劑的量要精確，減少不必要的藥劑浪費；投加藥液的設備要盡量精準，盡可能地減少投加量的誤差。

（三）節約自來水消耗

節約自來水消耗的主要途徑是建立中水回用系統，用于廠內污泥脫水反沖洗、車間清洗、冷卻電機和綠化用水等。減少自來水的大幅度消耗，實現污水資源利用，降低水耗用成本。

（四）完善污水處理廠管理機制

污水處理廠管理層可以對廠內各個工段消耗的能源量進行分析，明確各工段對能源的需求量，在提高能源管理水平的同時，挖掘各工段節能降耗的潛力，精確地控制污水處理廠的工藝運行；建立相應的崗位責任制和設備設施管理使用責任制，定期對設備設施的運行情況進行分析，加強設備設施和藥劑的管理，使其運行效果達到預期目標；建立科學的考核、控制激勵機制，使員工積極參與節能降耗管理，養成節能降耗的工作習慣，讓企業與員工實現雙贏的目標。

四、案例分析

（一）某污水處理廠概況

廣東某污水處理廠日處理水量20萬m3/d，其處理廠分兩期建設，每期建設工程規模各10萬m3/d，有污水深度處理工藝。

（二）該廠污水處理能耗的構成

通過對該污水處理廠工藝和深度處理工藝的分析，該廠主要能耗產品和設備有：第一，進水提升泵房、回流和剩余污泥泵房、加藥泵房和反沖洗水泵房；第二，用于清洗和過濾泥沙的機器設備；第三，維持工藝供氧設備；第四，用于攪拌污水的機器設備以及日常生活照明等設備；第五，污泥脫水設備。

該污水處理廠污水過濾、藥液配制以及綠化、日常生活衛生等都需要用一定的水。

（三）設計污水處理廠節能降耗情況

1.選擇節能降耗工藝。該污水處理廠在二期建設時，重新設計選擇污水處理工藝。一期采用的AA/O工藝，供氧方式采用表面曝氣。表曝主要的缺陷就是能耗較高。所以二期采用能耗降低的工藝微孔曝氣的AA/O工藝

2.減少污水處理廠電力的消耗。一期的氧化溝采用卡魯塞爾氧化溝表面曝氣的形式，這種曝氣氧化溝的能耗比較高。在運行中發現，仍然有溶解氧過剩的現象。通過安裝變頻裝置的方式，使一臺曝氣機能以較低的轉速運行，以達到降耗的目的。由于進入污水處理廠的污水量并非穩定不變，如全部采用工頻的污水泵，可能大馬拉小車，浪費電耗。所以污水廠污水提升泵采用定頻和變頻聯合使用的方式，以達到節省電能的目的。

3.節約污水處理廠水的消耗。污水處理廠內的生活用水、配制藥劑用水以及消防用水可采用自來水，生產用水、綠化用水以及澆灑道路用水等可采用污水經過處理后的再生水。

（四）減少污水處理過程中藥劑的消耗

1.污水處理廠可通過試驗確定污水處理藥劑的配制濃度、投放量，使污水處理藥劑發揮其最佳藥效外，也可以減少藥劑的投放量，節約藥劑的消耗。

2.由于國家對出水磷的指標要求越來越嚴（PO43-＜0. 5mg/L），而生物除磷具有不穩定的特點，有時會出現出水磷超標的情況，這時就要投加明礬進行化學除磷。因此該廠專門建了明礬加藥間，用于儲存、稀釋和投加明礬，控制出水磷的指標。而且該廠正對加藥間進行自動化改造，逐步實現明礬調配，投加自動化控制。

五、總結

通過分析污水處理廠節能降耗的案例，可以發現污水處理廠節能降耗的空間仍然很大，只要污水處理廠的管理者選對處理工藝，再加上強化的污水處理節能降耗的科學管理，不但能夠節約污水處理廠的資金，也能降低污水處理廠的能源消耗。

[1]吳軍偉，朱學紅.淺談污水處理廠的節能降耗[J].給水排水，2011 （1）

[2]黃偉.污水處理廠節能降耗的有效措施[J].河南化工，2002（2）

（作者單位：中山市污水處理有限公司 廣東中山 528403）

（責編：玉山）

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1004-4914（2014）08-285-02