談節(jié)能低碳技術在污水處理中的應用

段 鋼

(北京新機場建設指揮部，北京 102602)

談節(jié)能低碳技術在污水處理中的應用

段 鋼

(北京新機場建設指揮部，北京 102602)

介紹了污水處理節(jié)能低碳技術的研究現(xiàn)狀，提出研究目標與技術路線，著重分析了精確曝氣系統(tǒng)的構建，展望了污水處理節(jié)能低碳技術的應用前景。

節(jié)能低碳，污水處理，精確曝氣

在污水處理廠運行過程當中，水泵提升、曝氣等是能耗最多的工藝環(huán)節(jié)，也是污水廠運行費用中占比最大的部分。研究污水處理節(jié)能低碳技術，對污水廠能耗較高的工藝環(huán)節(jié)實行系統(tǒng)優(yōu)化控制，對于保障污水處理廠出水水質(zhì)、提升運行管理水平、節(jié)約能耗及運行費用、踐行綠色低碳污水處理新理念具有重要意義。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外發(fā)達國家很早就開展了污水處理節(jié)能低碳技術應用的相關研究，對于污水處理過程中能耗控制、節(jié)能減排等技術手段與運行管理方法尤其重視，并相應研發(fā)了一系列節(jié)能設備及系統(tǒng)優(yōu)化控制措施。除此之外，相關國家還結合綠色低碳、節(jié)能減排等理念提出了諸多污水處理新概念。

國內(nèi)正日益重視污水處理節(jié)能低碳技術的應用研究，諸如工藝仿真、精確曝氣等技術手段的規(guī)?；瘧?，實現(xiàn)了污水處理過程的優(yōu)化控制，有效起到了節(jié)約能耗，提升運行管理水平的目的。如北京某污水處理廠二期項目，通過建立以精確生化反應數(shù)學模型為依托的智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對曝氣池內(nèi)溶解氧的精細化控制，在處理工藝出水穩(wěn)定達標排放的基礎上，實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，很大程度上降低了鼓風機的能耗，系統(tǒng)耗電量顯著降低，節(jié)能效果顯著。目前，節(jié)能減排、綠色低碳已經(jīng)成為全社會的共識，與此同時，節(jié)能低碳的相關標準規(guī)范、技術指南、政策措施、考核辦法等工作均正在有條不紊地推進中。

2 污水處理節(jié)能低碳技術的研究目標與技術路線

1)研究目標。污水處理節(jié)能低碳技術應用研究，根本目標在于指導污水處理廠建設及運營管理工作，最終實現(xiàn)保障污水處理廠出水水質(zhì)、提升運行管理水平、節(jié)約能耗及運行費用、踐行綠色低碳污水處理新理念。

2)技術路線。污水處理節(jié)能低碳技術研究的重點是水泵提升、曝氣等能耗最大的工藝環(huán)節(jié)，設計合理的提升高度，選擇恰當?shù)钠貧鈴姸群推貧饬烤统蔀榱酥刂兄?。圖1是本研究的技術路線示意圖。

3 污水處理精確曝氣系統(tǒng)的構建

1)精確曝氣系統(tǒng)原理?！熬_曝氣系統(tǒng)”就是將計算機和儀表控制統(tǒng)一集成到一個自動化的污水處理系統(tǒng)當中。通過動態(tài)地優(yōu)化與調(diào)整曝氣、回流等主要運行參數(shù)，達到使污水廠穩(wěn)定運行的目的，從而極大地節(jié)省運行電耗和人工費，保證了處理效果。

2)精確曝氣系統(tǒng)的特點。a.穩(wěn)定地控制生物池中的溶解氧濃度?？刂凭瓤蓛?yōu)化在工藝要求的溶解氧設定值的±0.5 mg/L，提高生化處理效率，提高達標率。b.解決生物池曝氣不均衡的問題，合理的分配氣量，大大減少了閥門及鼓風機的調(diào)節(jié)頻率?？刂乒娘L機在穩(wěn)定的功率下供氣，保障曝氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。c.提高污水廠的自動化水平。實現(xiàn)污水廠最重要過程參數(shù)溶解氧濃度的可控，保證實施運行后完全實現(xiàn)自動化控制。d.縮短污水處理廠的工藝運行調(diào)節(jié)時間。e.顯著提高污水處理廠的抗負荷沖擊能力。f.降低污水廠工作人員的勞動強度，提高污水廠的運行效率。

3)精確曝氣系統(tǒng)參數(shù)設計。曝氣池內(nèi)DO控制在0.5 mg/L～5.0 mg/L之間的任一設定值，控制精度在設定值的±0.5 mg/L范圍內(nèi)；實現(xiàn)5 min～10 min內(nèi)迅速調(diào)整支管曝氣量，使DO重新穩(wěn)定在目標設定值附近±0.5 mg/L以內(nèi)；實現(xiàn)25%～40%的節(jié)氣率，在鼓風機風量可調(diào)節(jié)的情況下，對應可實現(xiàn)鼓風機8%～15%節(jié)電率。在各低壓控制系統(tǒng)中采用集中補償方式，功率因數(shù)補償后達到0.95以上。

4 污水處理節(jié)能低碳技術應用前景

節(jié)能低碳技術可應用于污水處理廠設計與運營管理的全過程，如污水處理過程自動化控制系統(tǒng)的設計等，同時在污水廠運營期間，可利用工藝仿真，對污水廠的真實運行狀況進行再現(xiàn)，借助計算機虛擬平臺獲取出水水質(zhì)、能耗狀況以及評價指標的仿真結果，由此模擬出在實體污水廠難以實現(xiàn)的工況、運行策略及控制對策對運行效果的影響等，從而幫助污水廠發(fā)現(xiàn)并解決運行中諸如進水負荷沖擊、能耗過高、曝氣或回流不合理、季節(jié)水溫變化對工藝造成的影響等問題，探索如何通過調(diào)節(jié)工藝運行參數(shù)把污水廠面臨的各種不利因素造成對運行效果的影響降到最低，從而提高污水廠的運行質(zhì)量，實現(xiàn)工藝優(yōu)化和節(jié)能降耗。

[1] 蔣克彬.水處理工程常用設備與工藝[M].北京：中國石化出版社，2011.

[2] 馬溪平，徐成斌，付保榮.厭氧微生物學與污水處理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2017.

Theapplicationofenergysavingandlowcarbontechnologyinsewagedisposal

DuanGang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarters,Beijing102602,China)

The paper introduces the research of energy saving and low carbon technology, and makes the research target and technical routine, especially analyzes the construction of precision aeration system. Finally, the paper forecasts the prospect of energy saving and low carbon technology in sewage disposal.

energy saving and low carbon, sewage disposal, precision aeration

1009-6825(2017)30-0186-02

2017-08-16

段 鋼(1980- )，男，碩士，工程師

X703

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