淺析污水處理廠供配電節能措施

楊小明

摘要：我國現在工業發展進度很快，其有利也有弊。人類的環境污染跟工業發展有著密切關系，在環境整治中已經把目光放在節約能源、減少污染上。現在世界各國當中的污水處理廠在這當中起著很好的緩解和制約污染作用，可是大多數污水廠在科學技術上還存在著問題，有待改進。文章對污水處理廠供配電節能措施進行了探討。

關鍵詞：污水處理廠；供配電；節能措施；環境污染；環境整治 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2016）33-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.039

現在，城市和鄉鎮處理污水的工藝有很多種，但大多都受到傳統工藝的影響。一般來講，處理污水的工藝步驟大致可分為：第一，經由工廠排水或雨水通道和污水通道等收集到生活和工業污水；第二，粗略進行阻截；第三，引入污水泵站；第四，開始細格攔阻；第五，引入旋流池中；第六，導入微曝類氧化池如缺氧池、厭氧池；第七，導入消毒池；第八，放入排水道內。城市和鄉鎮的污水處理廠供電系統大多以低壓配電系統、電纜、10kV配電系統等為準。在這些供電系統當中有的類屬配電房，有的則位于污水處理廠附近。城市的污水處理廠的供配電節能方法應當考慮優化低壓配電系統的無功補償、配電房的位置、節約電纜、變壓器、節省照明設備等內容。

1 污水處理廠在供配電中存在的問題

電力資源被廣泛應用于各個行業，雖然電能輸送方便，在制約和分配上都有著經濟實用的優點，但也有很多不足之處，比如在電能的利用和轉化環節還達不到理想狀態，在未來還有提升的空間。現在污水處理廠隨著工業的發展有很大的改變，而且我國對排放要求也有所提高，以改良城市水污染為前提，可是在這個過程中消耗資金多，電能消耗大成為阻檔污水處理水快速發展的根本原因。污水處理廠相對來講是一個消耗能源較大的行業，現在能源不斷遭受危機，這就要求我們要實行有效的措施來改善能源消耗，做好減排節能工作。在污水處理廠正常運作當中，它需要燃料、電能、藥劑等作為能源，尤其是電能最為主要，依據有關調查結果，電能消耗在整個污水處理廠全部消耗當中就占到了90%，由此來看電能在污水處理廠占有多么重要的位置。依據當前數據，我國先進城市的污水處理廠在處理每立方米的污水，就需要0.073度電，從這個數據來看，我國的電能消耗與發達國家平均損耗相比還有很大的距離。

2 供電系統的設計原理

假如供電系統在設計時能從多方面入手，設計出更加符合實際的方案，它不僅可以提升供電企業的收益，還可以節約電能，可謂一舉兩得。對此在設計時要做到：第一，對于變配電房的選址要優先選擇有利于電纜進出而路程最近、臨近負荷中心區域，這樣可能減少供電距離，節能電源。要合理配置配電室，打造最好的電力負荷方式，從而達到減少電力損耗，節省成本的目的；第二，要從供電系統的可靠性入手，不要受一路電能供電的約束；第三，要優先選取功率較高、損耗最少的供電裝備，以節能為出發點。在變壓器的選擇上面，應依據它的負荷狀況電力負荷跟容量最恰當的，另外還要從經濟核算和減少運行損耗方面選取最經濟實用的變壓器。至于變壓器容量也要把運行損耗當作前提，要選擇損耗最少、負荷不高的變壓器，通常選用60%～70%的負荷率；選取變壓器的容量也要把經濟核算當作參考，依照變壓器的容量收取相應的費用，因為負荷率越高用電就越經濟，所以一般平均負荷率要選擇70%～90%之間的。從這些因素來看，對于變壓器容量的選取，有必要從用電容量的標準確性、負荷、變壓器數量等原因全面考慮，依照科學技術選取最經濟實用的容量。

3 采取污水處理廠供配電節能好處

現在我國能源損耗隨著污水處理廠的發展不斷增多，這對生態環境極為不利，為了實現生態環境和經濟的共同發展，同時又為了減少能源的損耗，以做到生態環境更穩定、經濟快速發展，污水處理廠的供配電節能措施在當中起著重大作用。

因為工業現在發展很快，用電也越來越多，這就造成了供應滿足不了實際需求，而污水處理廠的節能措施能在一定程度上緩解這種壓力；污水處理廠通過有效的節能方法，可以最大程度降低電能的浪費和損耗，使能源發揮最大作用，降低污水處理廠的成本，提升效益；它可以實現生產設備運行和使用得到提升，加快科技發展；它的設計有著優化節能的特點，使供配電效率得到提升。

4 關于污水處理廠提升泵推行變頻運行聯鎖和液位計改良制約方法

提升泵變頻聯鎖和液位計制約對減少水泵電能損耗起著主要作用。同時，通過控制提升泵液位來確保水量供應的穩定，解決CWSBR生化池水量不平穩狀況，有效解決水泵運行次數，改良生化池污染泥土狀況，提升出水凈化標準等方面。比如，拿污水處理廠夜間進水量不多，進水量多集中在白天這一情況來講，就可以通過提升泵推行變頻運行聯鎖和液位計改良制約進行解決。它的模擬信號液位是以PLC系統作為依據來進行分析的，它有利于提高水泵變頻操作自動化要求。關于變頻運行聯鎖和液位計制約水泵的步驟如圖1所示：

至于水泵變頻制約的用途主要是減少其發生故障，保證它的運行過程穩定，使節能效果更加明顯，降低相關設備不必要的損耗。

5 鼓風機在污水處理廠有著優化約束的作用

鼓風機在污水處理廠中能呈現出它損耗電能中，針對電能的合理利用在鼓風機變頻控制當中作為依據，以此來達到控制和約束生化池曝氣。其中CWSBR工藝經過溶解氧控制儀傳送相關信息和信號，還能對鼓風機的啟動和停止做到精準控制，以此來保證生化池曝氣溶解氧數據的精準率，使鼓風機曝氣的時間做到了有效的節約，還起到了鼓風機自動安全操作、節能、效率高的作用。關于鼓風機變頻控制步驟如圖2所示：

選取軟啟方式對鼓風機進行優化，通過設計改良后的鼓風機選用的設備是屬于變頻控制，在進行風機系統調節過程中，如果想在減少頻率調節基礎上，達到曝氣系統的相關標準，使節能效果提升20%～50%，可以依據實際情況選用一定數量的鼓風機，使其達到節能的效果。

6 PLC全自動節能控制在污水處理廠的作用

ICA技術指的是控制化、儀器化和自動化，它首次在國際水質協會中被提出來。這種PLC全自動節能控制經過污水處理廠的處理污水程序和出水的水質做到全程監控，依據生物處理動力學CWSBR水帆模型，把現代化理論控制如自適應能力、PID和全程反饋等作為實際輔助手法，針對污水處理廠制約優化相關的數值做到定時核算，使供氧強度得到自動化調節，對藥劑的投入能有效制約，使脫氮除磷技術能得到改良，優化排泥進程和污泥脫水過程，使全部工藝環節最終達到了優化控制的目的。通過相關調查，對污水處理廠的全程進行檢查和監督，可以使響應時間得到減少，處理效率得到大幅提升，使系統更加穩定標準，使污水凈化度得到進一步提升，把水處理過程中的各類不良因素得到合理化解，減少了碳的排放量和資金成本，真正做到了環保節能，降低損耗的初衷。

以太網和PLC控制系統被計算機監控系統作為參考依據，幫助其做到正常的數據通信，還能做到對污水處理廠中的工藝參數和重要設備的運行狀況進行全程監測，有利于工作人員把過程儀表傳送相關工藝數據，把CWSBR工藝標準作為重要參考數據，對污水處理的全部環節進行相應的調節，它能保證城鎮污水的效果達到更好，使節能標準得到提升，減少運行過程中產生的成本。

7 污水處理廠供配電的其他節能措施

7.1 針對變壓器的節能改良

對變壓器進行節能改良的目的是為了減少其運行過程中產生的損耗，對變壓器的工作效率做到提升。鐵銅的空載損耗等都屬于變壓器的有功消耗，鐵芯的材質對鐵損值影響很大，從相關研究結果來看，負荷大小沒有對鐵損值造成過多影響，可以這樣說，鐵損值能在負荷大小變化時維持原狀，而銅損值則正好相反，負荷電流對銅的影響較為明顯，負荷電流的成正平方和銅損值相關，負荷電流達到一定程度，就會造成銅損，也可以講是負載損耗。根據以上情況，變壓器在進行選型時，優先選擇節能類型的。這種變壓器與一般變壓器相比，具有較低的空載損耗，負載損耗也不高的特點。我國節能型的變壓器主要是S9、SC8、SL9等以及現在更為新型的S11變壓器，它克服了傳統鐵芯的約束，這種技術工藝更加科學，使空載損耗和勵磁電流得到了有效降低，這種變壓器的穩定性和壽命也有所加強。

7.2 電動機的供電損耗也要降低

通過提高電動機的工作效率，提升電動機的功率來使電動機的供電損耗得到降低，在污水處理廠建造之初，就要選擇效率較高的電動機。可是在實際中污水處理廠因為水暖工藝和電動機的運作等形式作為前提，所以它在建造中節能方式也只是以電氣設備運行為主。在下一步工作中，要采用有效的措施對電動機的供電損耗做出改良，降低損耗。

7.3 線路節能

從污水處理廠的實際情況出發，它需求最多的基本是電線和電纜，它們的波動區域能達到幾千米甚至更遠。因此選取恰當的措施來降低線路的消耗，對電能的節省是大有好處的。線路長短、電阻率和電阻呈正相關，可是與線路截面積卻正好相反，對于線路的節能應在這種關系上進行分析，通常電阻應該不大，而且鋁材質電阻要大于銅材質，聯堿設備多數為腐蝕性狀況，因此電纜和電線的選材要優先選取銅材質，在電線和電纜進行安裝時要保持直線，負荷中心和變壓器距離要近，電線和電纜的截面積也要達到標準，一切都以節能環保為主，減少電能損耗。

8 結語

現在全世界都受到能源危機的影響，我國針對這一情況大力推行節能減排，也把目光放在了污水處理方面，對污水處理廠的供配電節能提出了更高的要求。它既要保證能源消耗達到最低程度，又要保證經過處理的水質達到要求，可謂壓力不小。本文通過分析污水處理廠的供配電節能問題，并探討了相關控制和制約方法，未來希望污水處理廠的出水質量更加穩固，減少電能，實現環保低碳、節能運行的目的。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）