污水處理廠節能減排的實現途徑分析

簡嘉楓

摘要：目前，我國污水處理廠基礎建設和運營尚存有許多問題，為了解決并改善我國污水處理的現狀，本文結合國內外污水處理廠的實際情況，通過詳細分析污水處理廠的產物排放情況、能源消耗情況等，將節能減排的思想理念貫穿于污水處理過程中的工藝優選系統節能、高效裝置設備節能、原料節能和創新管理節能這幾個方面，提出了減排節能，實現污水處理廠效益最優的切實可行的建議，以供參考。

關鍵詞：污水處理廠；節能減排；途徑

一、引言

根據住房和城鄉建設部統計數據，我國城鎮建設截止2009年底累計建成污水處理廠1993座，總處理能力已經超過1億 m3/d。面對未來嚴峻的“十二五”節能減排目標，許多污水處理廠已經面臨著嚴峻的節能減排任務，污水處理廠需結合行業實際情況降低成本進行節能，以完成“十二五”減排目標，提升污水處理行業的競爭力。因此，現結合國內外最新的研究理論成果，從污水處理廠的實際運行出發，引入清潔生產審核機制，并提出切實可行的節能減排途徑。

二、污水處理廠耗能現狀分析

由于在國家的管控下，對污水處理廠處理后的水質要求越來越高，而污水處理廠的平均處理成本已經達到0.8元/ m3，因此對于污水處理的高運行成本現狀已成為國家相關部門所面臨重大的問題。在污水處理廠的運營維護成本中，能耗成本約占40%～80%，主要集中在混凝沉淀、污泥輸送與處理、曝氣供氧以及污水提升等部位。隨著國家對水質要求的不斷提高，污水處理過程中，污泥和CO2的排放量也在逐漸增加，而這又與我國當前環境保護要求中的減少污染排放相抵觸。曝氣供氧能夠產生大量的CO2，而混凝沉淀與曝氣供氧也會產生大量的污泥。因此污水處理廠的節能減排工作需從曝氣供氧和混凝沉淀這些部位出發，提出具體節能減排的實現途徑，完成“十二五”減排目標，滿足行業和國家需求。

三、污水處理廠節能減排實現途徑分析

（一）工藝優選實現系統節能

在選擇污水處理工藝過程中，需要考慮的是系統投資與運行的成本，同時污水處理工藝的選擇也決定著能耗與排放物量。因此選擇污水處理工藝時，必須具備操作簡單、技術先進、投資運行成本低、處理高效和維修簡單等特點。

一級處理管理簡單、能耗低、投資少、可去除一定的有機物，因此可以通過絮凝、分離、強化沉降等工序，采用中和法，提高沉砂池和格柵等方法使一級處理得到強化，從而降低二級處理的運行成本和負荷，達到工藝優選系統節能的目的。

二級處理工藝優選，深井曝氣活性污泥法系統節省土地，Carrousel氧化溝無需初沉池，3 池交替工作氧化溝系統可不單設二沉池，SBR 等工藝集反應與沉淀于一池，這些都在一定程度上節省了資源，因此可考慮選取這些污水處理工藝。厭氧技術可降低后續污泥處理費用，而且無需曝氣，不僅實現了節能減排的目的，而且能量可回收。因此可以加大突破厭氧技術的多重限制，如處理速度慢、菌溫等限制條件。可以在系統需要和允許的前提下采用厭氧技術處理。在生物膜處理法中，各種處理工藝便于管理和維護，在生態食物鏈條件下活性污泥產生較少，能夠通過自然通風的處理方法進行充氧，其上生長的亞硝化菌和硝化菌具有脫氮作用，而且生物轉盤和生物濾池等工藝能夠節省能源，去除BOD耗能少，動力費用低，因此在污水處理工藝選擇中可采用生物膜法。A2/O工藝可改進為改良型UCT工藝、倒置A2/O工藝；SBR工藝可改進為ICEAS工藝、IDEA工藝、CAST工藝和CASS工藝。諸如這些改制后的工藝可應用于污水處理廠的進一步改造和升級。此外，人工濕地系統具有建造和運行成本低、出水質量好、耗能少、操作簡易等特點，因此在選擇污水處理工藝時也可采用人工濕地與生化處理污水或者是生態工程單獨運行相互結合的方式進行污水處理。利用自然界的生物作用、物理化學作用、植物、水體、土地等去除污水中的溶解有機物、懸浮物和重金屬等，凈化水質。通過人工濕地的建造能夠降低耗能、減少污染排放，從而達到污水處理節能減排的效應。

（二）高效裝置實現設備節能

在污水處理廠的運營費用中，電耗費用所占比例約為40%左右，若針對電耗采取相應的措施，從耗電設備著手進行節能，這不失為一種節能的可行之法。廠區耗電部位主要是曝氣裝置、輸送泵等設備。其中曝氣系統電耗較為嚴重，再者是污水提升電耗，曝氣系統電耗占到總電耗的絕大部分，此外其他設備裝置的電耗也很嚴重，這就需要采取合理的控電節能措施對這些部位加強管理，以減少不必要的財力、人力和物理的浪費，達到節能減排的最優效果。

（三）無害高效藥劑實現原料節能

水處理藥劑包括殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑、凝聚劑、絮凝劑、脫色劑、消泡劑、清洗劑和離子交換樹脂等，多為化學合成的有機高分子體。水中預處理污染物的濃度和性質，水質參雜、PH值、水溫共同決定了水處理藥劑的用量和種類的選擇。同時還應考慮藥劑的污染性質，使用方法等，防止水處理過程中引起水質二次污染。例如在運用膠體顆粒處理水質時，可將有機混凝劑和無極混凝劑進行聯合使用，應用能夠提高污泥脫水性能和最大限度降低污泥含水率的混凝劑，以達到提高混凝效果和節省藥劑用量的目的，從而大幅度地降低了污水處理廠的運行費用。目前國內外污水處理多數采用混凝沉降法來提高效率，混凝劑的使用尤其普遍。

（四）管理模式創新實現管理節能

現階段我國污水處理廠的管理模式多采用政府建設和運營的管理模式，這樣嚴重地阻礙了污水處理事業的市場化發展，其運行效率受阻，造成嚴重的資源浪費。對此，可以實行污水處理廠建設和運行的產業化和市場化。例如采用政府委托專業的污水處理公司管理的管理模式，污水處理廠則由專業企業進行集中化管理，使其變為企業式的運營模式。委托管理的優點是能夠減少財力、人力和物力的投入，利用專業人士進行經營管理能夠在很大程度上提高工作效率，降低管理風險，優化資源配置，當然委托管理仍需要政府、組織對其進行相應的監督，以實現創新管理節能。

四、結束語

目前，我國污水處理廠基礎建設和運營尚存有許多問題，應根據地區實際情況朝著降低污染物排放、提高能源和資源利用率的方向向前發展。加大污水處理各個方面的研究，擇優選取低耗、高效、減排、節能的污水處理技巧，完成“十二五”減排目標，提升污水處理行業的競爭力，努力將我國建設成為資源節約型、環境友好型的社會。

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