談節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)

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

節能低碳，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節，也是污水廠運行費用中占比最大的部分。研究污水處理節能低碳技術，對污水廠能耗較高的工藝環節實行系統優化控制，對于保障污水處理廠出水水質、提升運行管理水平、節約能耗及運行費用、踐行綠色低碳污水處理新理念具有重要意義。

1 國內外研究現狀

國外發達國家很早就開展了污水處理節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、節能減排等技術手段與運行管理方法尤其重視，并相應研發了一系列節能設備及系統優化控制措施。除此之外，相關國家還結合綠色低碳、節能減排等理念提出了諸多污水處理新概念。

國內正日益重視污水處理節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模化應用，實現了污水處理過程的優化控制，有效起到了節約能耗，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學模型為依托的智能控制系統，實現對曝氣池內溶解氧的精細化控制，在處理工藝出水穩定達標排放的基礎上，實現曝氣系統的節能優化，很大程度上降低了鼓風機的能耗，系統耗電量顯著降低，節能效果顯著。目前，節能減排、綠色低碳已經成為全社會的共識，與此同時，節能低碳的相關標準規范、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，最終實現保障污水處理廠出水水質、提升運行管理水平、節約能耗及運行費用、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節，設計合理的提升高度，選擇恰當的曝氣強度和曝氣量就成為了重中之重。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的構建

1)精確曝氣系統原理。“精確曝氣系統”就是將計算機和儀表控制統一集成到一個自動化的污水處理系統當中。通過動態地優化與調整曝氣、回流等主要運行參數，達到使污水廠穩定運行的目的，從而極大地節省運行電耗和人工費，保證了處理效果。

2)精確曝氣系統的特點。a.穩定地控制生物池中的溶解氧濃度。控制精度可優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節頻率。控制鼓風機在穩定的功率下供氣，保障曝氣系統的安全穩定運行。c.提高污水廠的自動化水平。實現污水廠最重要過程參數溶解氧濃度的可控，保證實施運行后完全實現自動化控制。d.縮短污水處理廠的工藝運行調節時間。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)精確曝氣系統參數設計。曝氣池內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；實現5 min～10 min內迅速調整支管曝氣量，使DO重新穩定在目標設定值附近±0.5 mg/L以內；實現25%～40%的節氣率，在鼓風機風量可調節的情況下，對應可實現鼓風機8%～15%節電率。在各低壓控制系統中采用集中補償方式，功率因數補償后達到0.95以上。

4 污水處理節能低碳技術應用前景

節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，借助計算機虛擬平臺獲取出水水質、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，從而幫助污水廠發現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、季節水溫變化對工藝造成的影響等問題，探索如何通過調節工藝運行參數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量，實現工藝優化和節能降耗。

[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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