城市污水處理廠節能降耗途徑研究

李菲

【摘要】水資源短缺已成為全球性的重要問題。在社會和經濟快速發展過程中，伴隨著水資源的大量耗損，我國越來越多的城市都存在著水資源污染及匱乏的問題，因此需要重視水資源的循環利用，加強對污水進行處理。但當前我國各城鎮污水處理廠由于自身技術不完善，在污水處理過程中存在著能耗過大的問題。文章從污水處理廠的能耗分析入手，進一步對城鎮污水處理廠的節能措施進行了具體闡述。

【關鍵詞】污水處理廠；能耗；污水提升系統；曝氣系統；污泥處理系統

1.污水處理廠的能耗分析

城鎮污水處理廠每天都需要對城市生產生活中產生的大量污水進行處理，采取各種方法將污水中的污染物進行分離，從而使排放的水質能夠達到規定的標準，這不僅能夠有效的保護水資源環境，而且對經濟的可持續發展也具有非常重要的意義。一直以來我國污水處理廠發展都較為緩慢，污水處理廠能源消耗量大的問題得不到有效重視。排放標準的提升，進一步加劇了污水處理過程中能源的消耗量，這使污水處理廠能源消耗問題越來越受到重視。當前我國污水處理廠在污水處理過程中，在提升污水和污泥、生物處理供氧及污泥處理等工藝過程中存在大量的能源消耗問題，特別是污水生物處理和污泥處理過程中能耗比重更大，在曝氣、污水提升及污泥處理等生化處理階段也存在著較大的能耗。由于污水處理廠存在著能源消耗大及運行成本高的問題，這對城市污水處理廠的建設和發展起到了較大的阻礙作用，因此需要加大對污水處理工藝和設備能耗能效等問題進行研究，注重新工藝的應用，從而實現污水處理的高效性和低能耗，加快城鎮污水處理廠建設，確保水資源環境的安全。

2.城市污水處理廠節能降耗途徑

2.1 建立完善的管理機制

城市污水處理廠建立節能降耗管理機制，能夠有效控制各方面的資源的使用效率和成本。具體來說，就是對污水處理的各個工藝階段進行能耗分析，從而明確不同處理內容的實際需求。這樣一來，管理人員就能挖掘各個控制環節的節能降耗潛力，從而達到廠內運行的節能降耗目標。例如，可管理機制制定人員可通過加強對設施、設備以及藥劑進行標準化管理的方式，來達到上述目標。而建立崗位責任制、設備設施責任制以及定期分析設備設施的運行情況，是使城市污水處理廠達到經濟性運行效果有效途徑。此外，管理機制還應建立激勵機制：制定科學的考核、控制指標和激勵制度，全體員工積極參與，職責明細，獎罰分明，使員工自覺培養節能降耗的習慣，實現企業與個人的雙贏。例如，加強對藥劑的貯存管理，即建立相關的管理規范，從而達到藥劑高效使用的嚴防雨淋、暴曬，這是避免生產使用藥劑浪費的關鍵途徑。

2.2 曝氣設施節能降耗途徑

城市污水處理廠中能源損耗較多一種設備就是曝氣機，因此，若想使城市污水處理廠的能源損耗實現有效的減少，就必須將曝氣設備的節能降耗工作落實到位。通過對某市污水處理廠的調查發現，該污水處理廠大約50%的能源損耗都是源自曝氣設備。按照目前的工作標準要求，再根據以往的實踐，筆者認為可從如下三方面來實現曝氣設備的節能降耗：第一，可通過應用變頻器來使交流電機的轉速方式實現有效的優化，從而有效的把控風機的具體流量，進而使風機達到節能降耗的目的；第二，可從內部著手，對溶解氧自動控制系統加以選取與應用，以便有效的把控好溶解氧的濃度。在處理污水的過程中，污水的處理效果會因溶解氧濃度的大小而受到直接的影響，通過選用溶解氧自動控制系統來對溶解氧濃度實施科學、恰當的控制，可以使人工操作的誤差實現有效的降低，從而達到節能降耗的目的；第三，可通過改善曝氣系統，再借助精準的把控辦法來使曝氣設施實現節能降耗的目的。譬如，可以依據有關部門的幫助，再結合污水處理廠的實際經濟狀況，制定漸減式的曝氣設計預案。在第1環節、第2環節以及第3環節中分別按照35%、30%以及25%的比例來設置曝氣，如此一來，不僅可以使曝氣設備的工作效果實現逐步提升，同時還能使曝氣設備達到節能降耗的目的。

2.3 污泥處理節能途徑

污泥處理的目的是使污泥減量、穩定、無害化及促其綜合利用。污泥處理主要包括污泥的濃縮、穩定和脫水。其中，污泥濃縮常用的方法有重力濃縮法、氣浮濃縮法、和離心法。污泥的穩定主要有厭氧、好氧和堆肥處理。污泥脫水有機械脫水和自然脫水兩種方式，目前大多選擇的機械脫水，機械脫水的主要能耗是電耗，機械脫水方法主要真空吸濾法、壓濾法、和離心法等。一般使用離心脫水的電耗較低，但對污泥的預處理效果要求高，容易磨損，還需要在實踐中探尋新的脫水工藝，提升節能降耗效果。針對采用壓濾法在脫泥前的工藝，可以在污泥均質池采用“進泥-沉淀-進泥”循環方式減小含水率，以減少后期脫泥時間和耗藥量。

2.4 污水提升系統的節能措施

水泵作為污水處理廠中非常重要的設備，其在運行過程中存在著大量的電能消耗，因此需要有效的提高水泵的運行效能，實現泵房的節能，從而達到污水處理廠節能降耗的目標。首先，科學對水泵揚程進行設計，實現水泵的節能。在對污水廠高程設計過程中，普遍采用估算方法來對水頭損失進行計算，而且估算值往往都要高于正確值，這就導致實際設計過程中水泵揚程存在偏高的現象。因此在對污水處理廠設計時，對于污水處理系統總水位差的計算需要與地形有效結合，并利用詳細的水力學進行計算，這樣所確定的水泵揚程也更為合理。同時為了能夠進一步達到節能的效果，還需要盡可能的降低水泵揚程，即在高程設計時盡可能的做到一次提升，選用合理的設備型式來對構筑物的進水口、出水口和管道之間進行連接，有效的降低水頭損失。同時還可以利用可調堰代替固定堰，利用淹沒堰代替非淹沒堰，合理對構筑物進行布置。其次，重視設備的管理和更換，以此來達到節能的效果。當前部分污水處理廠泵房效率較低，設備能耗一直居高不下，無法實現水量的連續調節，這就導致污水處理廠能耗量很難降下來，因此需要對水泵進行改造，以此來達到水泵節能的效果。在對水泵改造過程中，可以利用就頻調速度技術，將其在污水提升系統中進行應用，實現泵站設備的合理搭配，提高水泵運行效率，并進一步減少水泵運行過程中對電網帶來的沖擊。在設計污水廠水泵機組過程中，盡可能選擇同一泵型及同一型號的水泵，這樣可以為后續的維修和管理工作帶來更多便利。在實際水泵運行過程中，需要針對實際情況進行科學合理的操作，盡可能減少水泵啟動的頻率。

2.5 節約藥劑的途徑

降低城市污水處理廠對絮凝劑的消耗，是實現節能降耗目標的重要途徑之一。就目前來說，我國生產污水處理廠使用藥劑的廠商有將近230家，其生產品種涉及100多個，且總產量已達20萬噸。這就給城市污水處理廠優化選擇絮凝劑帶來了一定難度，因為，污水處理廠工作人員不僅要考慮其使用單價，還要考慮其藥劑使用的效果。為實現減量化應用目標，藥劑的應用性能應具備降低污泥含水率以及提高污泥脫水性能的作用特點。在污水處理廠的生產工藝方面，節約絮凝劑的途徑可使用能夠實現生物降解的、脫水效率更高的、以及不會造成二次污染的天然高分子改性絮凝劑。就目前的市場環境來說，污水處理廠，可將纖維素、淀粉、多糖類以及蛋白質等衍生物代替傳統的聚丙烯酰胺，來反應制作絮凝劑。在生產絮凝劑的過程中，要通過精確投加藥劑，來避免出現不必要的浪費問題。此外，還可采用試驗的方法，來確定高分子絮凝劑以及混凝劑配制所需的藥液濃度以及投加量等參數，這是使絮凝劑在污水處理廠的生產工藝中發揮出最佳絮凝效果以及混凝效果的有效途徑。事實證明，通過減少藥劑的投入量、精確藥業投入設備的計量，能夠在很大程度上降低污水處理廠的藥耗。

結論

污水處理廠的節能降耗涉及方方面面，真正做到節能降耗需要從設計初期工藝選擇、設備選型、污泥處理及處置方式等多方面考慮，為節能降耗源頭奠定硬件基礎，運行過程中根據本廠水量、水質等實際情況，制定可行的節能降耗措施及相應的獎懲制度，做好設備的維護保養及大修計劃，減少故障率，將節能環保理念貫穿生產經營的各個環節，促進源頭減排和能效提升，才能為企業節能降耗創造更多途徑。

參考文獻

[1]袁宏林，陳宏儒，李為.城市污水處理廠能耗分析與節能降耗途徑[J].給水排水，2012，S1：244-247.

[2]孫曉杰，羅潔瑜，王敦球，朱義年.我國城市污水處理廠節能降耗研究進展[J].桂林理工大學學報，2012，04：519-523.