污水處理廠經濟運行優化

張宇龍　霍利　徐志成

摘 要：在保證污水處理廠安全運行、出水水質達標的情況下，提高其經濟性是十分必要的，因此污水處理廠的經濟運行優化具有十分重要的意義。本文以華北地區某城市污水處理廠為例，介紹了其經濟運行優化的一些方法，包括智能精確曝氣、優化提升水泵控制模式、避峰就谷運行、多種能源互為補充、開展精細化管理、建設智能水務管理系統等。通過這些措施，降低了污水處理廠的運行成本，提高了經濟效益。

關鍵詞：污水處理廠 經濟運行 優化

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0048-02

為了治理污染，保護水環境，我國建設了大量的污水處理廠。特別是“水十條”頒布以來，更是掀起了水環境治理、保護的新高潮。污水處理廠是水污染防治工作的重要力量。在充分發揮環境保護效益的前提下，污水處理廠的運行成本也是非常重要的方面。這既關系到污水處理廠自身的生存與發展，也關系到環境保護投入的產出效率。當前，很多污水處理廠不同程度地存在著能耗大、運行成本高的問題。因此，開展污水處理廠節能降耗、經濟效益提高工作非常必要。下面以某城市污水處理廠為例，介紹其經濟運行優化情況。

1 污水處理廠概況

該城市污水處理廠位于華北地區，目前的日處理規模約為5萬t。處理工藝為多點進水、多點回流的A2/O底曝氧化溝+三級處理+輔助化學除磷，包括格柵、進水泵房、沉砂池、氧化溝、二沉池、中水提升泵、澄清池、濾池、鼓風機房、污泥脫水機房、加藥間等處理單元。污水處理廠出水指標良好，達到了國家一級A排放標準。

2 智能精確曝氣

一般情況下，對于活性污泥處理工藝，曝氣所消耗的能耗在全廠總能耗中所占的比例是非常大的。為了保證出水水質達標，往往會設定較高的溶解氧濃度值，更加造成了曝氣能耗的浪費。因此，開展污水處理廠節能工作，首先就是要盡可能降低曝氣能耗。國內外在這方面做了很多工作，如精確曝氣[1]、智能控制曝氣[2]等。該污水處理廠采用多級離心變頻調速鼓風機。實際運行中，有時溶解氧濃度甚至超過了5mg/L，造成了很大的能源浪費。對污水處理廠進行智能精確曝氣改造，充分發揮鼓風機的變頻調速能力，在曝氣支管上增設調節閥，使氧化溝各區段曝氣量可以單獨調節，根據實測溶解氧濃度值，智能控制各區段溶解氧濃度水平，既不過高，又保證出水水質。節能降耗效果顯著。

3 優化提升泵控制模式

該污水處理工藝分兩段進行提升，設有進水泵和中水提升泵。水泵根據集水池水位進行開停控制。對于進水泵，在保證上游排水通暢的前提下，盡可能保持集水池高水位運行，這樣可以降低泵的揚程，在抽升量相同的情況下降低了能耗。對于中水提升泵，在滿足后續處理所需水頭損失、出水順利排出的前提下，也盡可能降低其揚程，以達到節能的效果。同時，優化水泵的開停組合，使各水泵盡可能處于高效區間。

4 避峰就谷運行

該污水處理廠所在城市工業用電采用分時計價，峰、谷、平不同時段電價差異顯著，高峰電價與低谷電價最高相差0.5元/kWh以上。根據當地的這一特點，并結合自身的實際運行經驗，該污水處理廠采用了避峰就谷的運行方式，使高能耗設備盡可能多地在低谷電價時段運行。例如污泥脫水機盡可能選擇在低谷電價時段運行。再如，在低谷電價時段，適當加大鼓風曝氣量，在高峰電價時段適當減少鼓風曝氣量，充分發揮氧化溝生化反應池的溶解氧“涵養”作用，保證出水水質的同時，減少了曝氣電費。通過避峰就谷運行，該污水處理廠每年可以節約成本數十萬元。

5 多種能源互補

該污水處理廠所處地區太陽能資源豐富，廠區內構筑物高度不高，遮擋率低。另外，遠期發展用地尚處于空置狀態。根據這些特點，并結合國家和地方對光伏產業的優惠、鼓勵政策，污水處理廠充分利用太陽能資源，在廠區內建設了光伏分布式能源站，采用“自發自用，余電上網”的方式運行。這樣大大節省了公共電網用電量，陽光充足發電量高、設備運行率低時，一部分富余電量可以輸送給公共電網，使污水處理廠節約了成本，提高了效益。此外，該污水處理廠還充分利用水源熱泵技術。如廠區的中央空調系統，以污水作為冷熱源；冬季，把存儲在污水中的低位熱能提取出來，為廠區供熱；夏季，把建筑物內的熱量提取出來，釋放到污水中，給室內降溫。系統投入運行以來，制熱、制冷效果良好。通過引入多種能源互為補充，節能減排的同時，污水處理廠也取得了很好的經濟效益。

6 開展精細化管理

該污水處理廠開展精細化管理工作，對各種藥品、能源消耗等精益求精、詳細記錄的同時，盡可能通過優化達到用量最少。建章立制，規范各類運營行為，從日常運行，到例行巡檢、定期維護、故障處理，甚至到環境清掃等，使每項工作都有章可依，避免跑冒滴漏。此外，對于缺水地區而言，污水經過處理以后仍是寶貴的水資源，再生回用水可以用于工業循環冷卻水等很多領域。因此，該污水處理廠積極與潛在的用戶聯系，賣出再生水，既得到了可觀的收益，又充分發揮了水資源的作用。日常處理運行中，污水廠也注意盡可能降低廠用水率，減少不必要的損失，多產水。

7 建設智能水務管理系統

自動化水平的不斷提升，能在很大程度上提升企業的生產能力和經濟效益[3]。為此，該污水處理廠進行了智能水務管理系統建設。從設備到處理單元再到全廠整個工藝系統，進行全面的檢查、優化。智能水務管理系統根據外部條件的變化，智能預報、自動控制、調整、優化污水廠的運行狀態，達到安全運行、出水達標、經濟高效的目的。顯著提高污水廠運行的自動化、信息化、智能化水平，減少污水廠的能耗、藥耗，降低運維人工成本，提升污水廠的經濟效益。

上面以某城市污水處理廠為例，介紹了其經濟運行優化的一些做法。污水處理廠經濟運行可以優化的方面很多，有些是通用的，另一些則因每個廠的情況不同而有所差別。每個污水處理廠根據自身特點，制定針對性的優化方案，才會取得良好的效果。此外，經濟運行優化也是一個持續改進的過程，各污水處理廠在日常運行中根據實際情況不斷改進、持續完善，才能不斷降低能耗和運行成本，以盡可能少的投入更好地發揮出污水處理廠的環境效益、社會效益。

參考文獻

[1] 李建飛，靖文，程劉.精確曝氣系統在污水廠中應用[J].水科學與工程技術，2013（4）：52-54.

[2] 余仁輝，羅飛，趙小翠.污水廠曝氣節能智能優化控制系統[J].環境工程，2010（2）：39-41.

[3] 錢蔣科，何艷.污水處理廠的環保節能問題及措施[J].給水排水，2016（19）：168.endprint