關(guān)于BOT污水處理廠的電耗分析與控制

■韓敬學(xué)

（柳州市污水治理有限責(zé)任公司廣西柳州545002）

關(guān)于BOT污水處理廠的電耗分析與控制

■韓敬學(xué)

（柳州市污水治理有限責(zé)任公司廣西柳州545002）

以某BOT污水處理廠為例，根據(jù)該廠的工藝與設(shè)備特點(diǎn)，對其電耗組成進(jìn)行了分析，在保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，通過部分項(xiàng)目改造、耗電設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化以及加強(qiáng)運(yùn)電管理等措施，實(shí)現(xiàn)了電耗的有效控制，每噸污水電耗由最初的0.43kW﹒h/m3降低到現(xiàn)在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的節(jié)電效果。

污水處理 節(jié)電 電耗

在BOT污水處理廠項(xiàng)目建設(shè)中，在投資總額、稅收、特許經(jīng)營期限以及運(yùn)營服務(wù)費(fèi)等商務(wù)條件通過既定協(xié)議的情況下，運(yùn)行費(fèi)用是決定某污水處理廠利潤大小的關(guān)鍵因素。很明顯，在保證處理能力達(dá)到要求的前提下，必須考慮運(yùn)行費(fèi)用的最優(yōu)化，才能獲取最大利潤。目前，采用BOT模式建設(shè)的污水處理廠越來越多，但普遍存在運(yùn)行費(fèi)用偏高問題，其中主要原因是電耗大，一般約占整個運(yùn)行費(fèi)用的50%[1～5]。某污水處理廠與政府采取BOT協(xié)議形式運(yùn)營，協(xié)議運(yùn)營時間為20年。針對該污水處理廠的電耗狀況，結(jié)合國內(nèi)常見污水處理工藝的能耗特點(diǎn)，以及污水處理廠常用設(shè)備裝置和工藝的能耗水平，分析研究污水處理廠電耗的構(gòu)成、電耗偏大的原因以及各個環(huán)節(jié)的影響因素，提出具體可行的電耗控制途徑。

1　工程概況

1.1工藝流程

該污水處理廠一期設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1.5×104 m3/d,遠(yuǎn)期為3.0×104 m3/d。進(jìn)水主要為工業(yè)園區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)廢水，主要包括電子信息、塑料制品、汽車配件、機(jī)械裝備業(yè)以及少數(shù)食品行業(yè)生產(chǎn)廢水。設(shè)計(jì)工藝流程見圖1。

1.2電耗分析

污水廠的電耗按用途可分為生產(chǎn)性用電和非生產(chǎn)性用電，該BOT污水處理廠各主要設(shè)備的實(shí)際耗電量在總生產(chǎn)性用電中的比例（月均值）見圖2。由圖2可知，該廠用于生物處理過程的電耗最高，占全廠生產(chǎn)性用電的65%（曝氣為37%，推流為28%）；其次為提升泵，電耗為17%；回流污泥泵電耗占9%，污泥脫水、預(yù)處理及深度處理設(shè)備的電耗約占9%。節(jié)電重點(diǎn)應(yīng)為控制生物處理過程以及污水和污泥提升的電耗。

2　節(jié)電措施

該廠節(jié)電主要從三個方面著手：一是結(jié)合實(shí)際進(jìn)水情況，對工藝中存在的電耗過大設(shè)施進(jìn)行改造：二是根據(jù)工藝的實(shí)際運(yùn)情況，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)電降耗；三是從抓基礎(chǔ)管理入手，加強(qiáng)用電管理。

2.1項(xiàng)目節(jié)電改造

（1）更換回流污泥泵。該廠原設(shè)計(jì)回流污泥泵一用一備（工頻），單臺流量為626 m3/h，揚(yáng)程為53.7kpa,功率為15kW。在運(yùn)行過程中，由于實(shí)際進(jìn)水量僅為設(shè)計(jì)水量的60%左右，為保證污泥外回流量在合理的范圍內(nèi)，只有通過調(diào)小回流泵的出口閥門來控制回流量，在此過程中存在嚴(yán)重的電耗浪費(fèi)。考慮到近期甚至未來一段時間內(nèi)，近水流量不會增加太多，為了減少電耗浪費(fèi)，對其中的一臺回流污泥泵進(jìn)行了更換，更換后的回流污泥泵流量為350 m3/h，揚(yáng)程為60 kpa，功率為7.5 kW。更換回流污泥泵后，不僅滿足了污泥外回流量的優(yōu)化控制，而且每月可節(jié)省電耗5400kW﹒h。（2）氧化溝節(jié)電改造。氧化溝中設(shè)計(jì)配有五臺表曝機(jī)（單臺功率為37 kW），以實(shí)現(xiàn)溝內(nèi)水體的推流、混合和充氧，系統(tǒng)內(nèi)的供氧量可以通過控制溝內(nèi)的表曝機(jī)運(yùn)行臺數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，在氧化溝的外溝道段安裝有兩臺水下推流器，用于保證混合液具有一定的流速，并防止污泥發(fā)生沉積。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于進(jìn)水量偏小且進(jìn)水BOD5含量較低，溝道內(nèi)的流速偏低，導(dǎo)致部分氧化溝道內(nèi)污泥沉積現(xiàn)象。在最初的運(yùn)行過程中，通過加大或多開表曝機(jī)來提高溝道內(nèi)的流速，該措施不僅使得氧化溝內(nèi)的溶解氧值較高，而且電耗浪費(fèi)也非常嚴(yán)重，不能從根本上解決氧化溝內(nèi)污泥沉積的現(xiàn)象。針對以上情況，通過反復(fù)分析和論證，決定在氧化溝的中間廊道內(nèi)加裝兩臺高速推流器（功率為5 kW），改造方案平面圖見圖3。改造完成后，高速推流器的配置使表曝機(jī)從眾多的功能中獨(dú)立出來，以充氧功能為主，混合推動則由高速推流器來承擔(dān)，表曝機(jī)可根據(jù)不同目的靈活應(yīng)用。表曝機(jī)和高速推流器的合理配置，不僅解決了氧化溝內(nèi)污泥沉積的問題，而且節(jié)約了大量電能，平均每月可節(jié)約電耗約19440 kW﹒h。

2.2設(shè)備允許優(yōu)化

（1）進(jìn)水泵。進(jìn)水泵采用功率為30 kW的潛污泵，兩用一備，安裝有變頻器，節(jié)電效果較好，但在運(yùn)行過程中為進(jìn)一步節(jié)約電耗還應(yīng)注意：應(yīng)避免進(jìn)水泵頻繁開啟，不僅節(jié)能而且也可減少對后續(xù)單元的沖擊；盡量保證水泵在高水位運(yùn)行；水泵運(yùn)行時盡可能保持在高效區(qū)間內(nèi)。（2）潛水推流器。改良氧化溝分厭氧池、缺氧池和好氧池，缺氧池內(nèi)裝有低速潛水推流器四臺，單臺功率為5.5 kW，主要作用是使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，同時保證池內(nèi)溶解氧﹤0.5mg/L。通過不斷嘗試，在保證脫氧效果比較理想的情況下，可停開一臺潛水推流器。照此運(yùn)行，每月可節(jié)約電耗3960 kW﹒h。（3）表曝機(jī)。經(jīng)實(shí)測，表曝機(jī)不同頻率下的運(yùn)行電流見圖4。由圖4可知，表曝機(jī)不同頻率下的運(yùn)行電流呈指數(shù)變化，也就是說，當(dāng)表曝機(jī)處于低頻率運(yùn)行時較為省電。在滿足相同溶解氧需求的前提下，通過對五臺表曝機(jī)的不同運(yùn)行工況進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，開啟低頻臺數(shù)越多越省電，如開兩臺25Hz的表曝機(jī)要比開一臺50Hz的表曝機(jī)要省電得多。因此，運(yùn)行過程中，在滿足溶解氧需求的前提下，應(yīng)盡量保證所有表曝機(jī)處于低頻率運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行。

2.3加強(qiáng)用電管理

（1）耗電定額管理。由運(yùn)營部、技術(shù)部，會同財(cái)務(wù)部門，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)營平均消耗，以及行業(yè)先進(jìn)水平，制定電力消耗定額，按定額控制電力的消耗。（2）健全計(jì)量工作。要執(zhí)行計(jì)量制度，在各構(gòu)筑物單元配備電力計(jì)量儀表，分單元核算實(shí)際電力消耗量，根據(jù)各單元的耗電量，有的放矢地進(jìn)行節(jié)電優(yōu)化控制。（3）加強(qiáng)技術(shù)管理。通過對電力使用情況的分析和耗電設(shè)備、供電線路的技術(shù)管理，總結(jié)和推廣科學(xué)、合理、節(jié)約用電的經(jīng)驗(yàn)，督促各部門采取措施加以改進(jìn)。（4）合理調(diào)配運(yùn)行時間。根據(jù)尖、峰、平、谷的電價(jià)差異，合理調(diào)整設(shè)備運(yùn)行時間，最大限度降低電費(fèi)。

3　節(jié)電效果

實(shí)施以上節(jié)電措施后，該廠的噸污水電耗由最初的0.43 kW﹒h/m3降低到現(xiàn)在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的節(jié)電效果。

4　結(jié)論

針對該污水處理廠的電耗狀況，對電耗的構(gòu)成進(jìn)行了分析，并在保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，根據(jù)該廠自身的工藝條件，通過部分項(xiàng)目改造、耗電設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化以及技術(shù)和管理手段，實(shí)現(xiàn)了電耗的有效控制，噸污水電耗由最初的0.43 kW﹒h/m3降低到現(xiàn)在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的節(jié)電效果。

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U664.9+2[文獻(xiàn)碼]B

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