污水處理工程的能耗來源及節(jié)能優(yōu)化方案分析

鄭建桂

（紅寶麗集團(tuán)泰興化學(xué)有限公司，江蘇泰興 225400）

污水處理工程的能耗來源及節(jié)能優(yōu)化方案分析

鄭建桂

（紅寶麗集團(tuán)泰興化學(xué)有限公司，江蘇泰興 225400）

污水處理工程既存在直接能耗，又存在間接能耗，且不同能耗來源下耗損的能量不同。首先分析了污水處理工程中的具體能耗來源，再以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析了適用于污水處理工程的節(jié)能優(yōu)化方案，如引入高效處理技術(shù)、優(yōu)化污水處理系統(tǒng)、選購(gòu)高效能的設(shè)備裝置、建立污水污泥回用機(jī)制。

污水處理工程；能耗來源；節(jié)能；優(yōu)化方案

1 污水處理工程中的能耗來源

污水處理工程中，能源消耗具有較強(qiáng)的密集性。就消耗方式而言，主要包括直接能耗與間接能耗兩種。

1.1 污水處理中的直接能耗

污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中耗費(fèi)的直接能量屬于直接能耗。如電力能耗、燃油能耗、天然氣能耗等。其中，占據(jù)比重最大的是電力能耗。因?yàn)槲鬯嵘⑽勰嗵嵘⒑醚跎锾幚淼龋韬馁M(fèi)較大量的電力。數(shù)據(jù)顯示，電力能耗是污水處理總能耗的75%。

1.2 污水處理中的間接能耗

污水處理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使用的非能源產(chǎn)品及其消耗的能量屬于間接能耗。如安裝污水處理系統(tǒng)時(shí)消耗的能量、污水運(yùn)輸過程中消耗的能量、處理過程中使用的藥劑、自然水及蒸汽等。在所有間接能耗產(chǎn)品中，藥劑占據(jù)的能耗最大。特別是在對(duì)污水進(jìn)行化學(xué)處理或是對(duì)污泥脫水時(shí)，必須使用大量高價(jià)、高質(zhì)量的絮凝劑，否則污水內(nèi)的雜質(zhì)難以全部粘附。

2 降低污水處理能耗的優(yōu)化方案

能量來源不同、耗能方式不同，亦或能量使用工具不同，都會(huì)影響耗能大小。對(duì)此，可根據(jù)能耗來源分析，進(jìn)一步優(yōu)化污水處理的節(jié)能方案，以實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能減排。具體來看，主要優(yōu)化策略有：

2.1 引入高效處理技術(shù)

處理污水的高效能工藝較多，不同工藝的耗能也不同。就節(jié)能減排效果而言，物理處理工藝下的能耗最小，化學(xué)處理工藝下的能耗最高。因此，在條件允許的情況下，針對(duì)成分較簡(jiǎn)單的污水，如生活廢水等，建議直接引入?yún)捬跎锾幚砑夹g(shù)進(jìn)行處理。相較于其他物理處理工藝，厭氧生物處理技術(shù)消耗的能量少、營(yíng)養(yǎng)少、產(chǎn)泥量小，排放污泥的穩(wěn)定性更強(qiáng)。加之其可將污水內(nèi)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成新型清潔燃料——甲烷，總體能耗利用率較高。但值得注意的是，在使用厭氧生物處理技術(shù)處理污水時(shí)，必須要按照相關(guān)規(guī)定調(diào)配有機(jī)污染物與其粘附濃度，防止吸引好氧生物，提高能耗。若需對(duì)用厭氧生物處理技術(shù)處理后的污水進(jìn)一步處理，建議引入?yún)捬跛饧夹g(shù)。它可有效減少好氧生物處理的負(fù)荷。

2.2 優(yōu)化污水處理系統(tǒng)

污水處理系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)較多，處理過程較復(fù)雜，對(duì)其優(yōu)化的難度也較高。基于本文節(jié)能優(yōu)化主題，筆者擬從構(gòu)筑物、管線布置、處理單元合建角度出發(fā)進(jìn)行詳細(xì)說明。

在構(gòu)筑物方面，若污水得以一次提升，可先行連接構(gòu)筑物的進(jìn)水、管道、出水部件，然后自然地利用重力自流作用，使污水直接流經(jīng)構(gòu)筑物，防止污水被多次提升，進(jìn)而減少水頭損失，降低能耗。基于構(gòu)筑物作用、特征差異，還可將部分構(gòu)筑物進(jìn)行集中布置。如將污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池集中布置、污泥濃縮池與初沉池集中布置。在管線布置上，力求管線與構(gòu)筑物間的距離短而緊湊，無過多的轉(zhuǎn)彎，確保污水處理的揚(yáng)程有效提升。在單元合建方面，先行考慮條件的許可程度。若許可程度較高，則做如下單元合建：中和反應(yīng)池與沉淀池合建、調(diào)節(jié)池與濃縮池合建、多功能配水井和泵房合建，從而減少土建工程量，簡(jiǎn)化水利輸送流程，節(jié)約處理系統(tǒng)建設(shè)成本，美化環(huán)境，提高污水處理效率。

2.3 選購(gòu)高效能的設(shè)備裝置

應(yīng)用高效能的設(shè)備，如污水提升泵、污泥脫水設(shè)備處理污水等，有利于提高污水處理效率，降低能耗。具體來看：

選用流量、揚(yáng)程均滿足設(shè)計(jì)要求的污水提升泵，如液下泵或潛污泵，既可減少水泵的臺(tái)數(shù)，節(jié)約成本，又可提高污水處理效率。加之這類水泵的安裝形式較簡(jiǎn)單，無需配備繁雜的吸水管或是啟動(dòng)輔助設(shè)備，間接能耗較少。在此，筆者建議，購(gòu)買污水提升泵時(shí)，盡量選擇WG型或者是WGF型的水泵。因?yàn)樵诠r一致的情況下，這種水泵處理污水的效率比其他規(guī)格的水泵更高。若水泵機(jī)組中所有的水泵泵型都相同，則其維修管理將變得更加簡(jiǎn)單。需注意，在調(diào)節(jié)污水提升的流量時(shí)，不要調(diào)節(jié)閥門，盡量采用調(diào)速泵形式。若必須用水泵調(diào)速，則選擇大機(jī)組的調(diào)速水泵。

污泥作為污水處理的重要部分，其處理配置也必須高效能，否則節(jié)能無從談起。為此，筆者認(rèn)為，可選用帶壓濃縮脫水一體機(jī)或臥螺沉降脫水機(jī)。其中，帶壓濃縮脫水一體機(jī)可直接對(duì)污泥進(jìn)行濃縮與脫水，無需污泥濃縮池和攪拌設(shè)備的輔助，耗水量較少，占地面積小，整體能耗較少。臥螺沉降脫水機(jī)是一種封閉式系統(tǒng)，能為污水處理提供良好的作業(yè)環(huán)境，并減小設(shè)備的磨損程度，整體運(yùn)行費(fèi)用較少。

2.4 建立污水污泥回用機(jī)制

污水處理工程中最高效的節(jié)能方式莫過于建立污水污泥回用機(jī)制。在污水回用方面，可將已基本處理完畢的污水輸送到農(nóng)田種植地帶，以便于農(nóng)田灌溉，或再進(jìn)一步進(jìn)行深度處理，使之轉(zhuǎn)變成生活雜用水或工業(yè)用循環(huán)冷卻水。又如，利用厭氧處理技術(shù)對(duì)污水處理后，利用沼氣管道將新形成的甲烷沼氣輸送到鍋爐內(nèi)，以加熱厭氧系統(tǒng)，或用沼氣發(fā)電，從而節(jié)省電力能耗。在污泥方面，可對(duì)已處理的污泥進(jìn)行重金屬、有害物質(zhì)含量檢測(cè)。若重金屬、有害物質(zhì)含量少，有機(jī)質(zhì)、N、P、K等元素豐富，可將其用于花卉苗圃培植或城市綠化。在鍛造條件較好的情況下，可利用煅燒技術(shù)處理污泥，使之轉(zhuǎn)變成可用的磚、纖維板材等建筑材料。

[1] 劉瓚，張鵬翔.污水處理廠污泥脫水節(jié)能降耗技術(shù)研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016，（2）：15.

[2] 李雪.淺析我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，（16）.

[3] 李保建，臧超，劉垚，等.江西某污水處理廠能耗分析與節(jié)能措施研究[J].水處理技術(shù)，2015，（6）：119-122.

Analysis of Energy Consumption Sources and Optimization of Energy Saving in Sewage Treatment

Zheng Jian-gui

There are direct energy consumption and indirect energy consumption in waste water treatment projects，and the energy dissipated under different energy sources is different.The author first analyzes the specific energy source in the sewage treatment project. Based on this，the author further analyzes the energy-saving optimization scheme suitable for the sewage treatment project，such as introducing high-efficiency treatment technology，optimizing the sewage treatment system，purchasing high-efficiency equipment Device，the establishment of sewage sludge reuse mechanism.

sewage treatment project；energy source；energy saving；optimization scheme

X703

B

1003–6490（2016）09–0039–02

2016–09–16

鄭建桂（1981—），男，江蘇泰興人，環(huán)保工程師，主要從事化工企業(yè)環(huán)保設(shè)施建設(shè)及后續(xù)運(yùn)行管理工作。