城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運行策略

王二保

【摘 要】本文根據(jù)目前城市污水處理廠中能源消耗的主要結(jié)構(gòu)，提出幾點關(guān)于促進城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗的運行策略，包括提高泵的工作效率，創(chuàng)新泵的節(jié)能設計；提升曝氣系統(tǒng)的節(jié)能效用，降低曝氣系統(tǒng)能耗；優(yōu)化污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能效用，提高污泥處理效率；實現(xiàn)總體結(jié)構(gòu)的節(jié)能優(yōu)化等方面，以上措施的提出希望能給相關(guān)機構(gòu)提供一些參考意見。

【關(guān)鍵詞】全流程；節(jié)能降耗；污泥處理

引言：

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的逐漸加快，人們逐漸意識到環(huán)境保護的重要性，同時對我國的環(huán)保發(fā)展也提出了更高的要求標準。目前，污水處理廠在城市中的數(shù)量越來越多，并且污水的處理效率也得到了一定的提高。但目前城市污水處理廠在運行過程中還存在著費用過高的問題，對污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展形成了阻礙，因此，需要采取有效的策略措施，促進污水處理廠加快節(jié)能降耗，降低運行成本。

一、城市污水處理廠主要能耗結(jié)構(gòu)

污水的處理系統(tǒng)主要是通過處理泵將污水引到水井口，然后使污水自行流進井里。所以在這個處理環(huán)節(jié)中污水的流量和流升速度對能耗有著巨大的影響，因此，提高泵的工作效率和提升機的運行高度能夠有效降低污水處理過程中的能源消耗。在這種情況下，污水處理廠在購買機泵時要考慮到泵的工作效率，高效率的機泵在一天的運行當中節(jié)省的能量是相當可觀的。污水處理步驟中的微生物分解這一環(huán)節(jié)需要足夠的氧氣進行微生物的處理工作。目前，發(fā)現(xiàn)實際處理過程中水中溶解的氧含量遠遠高于正常最佳的氧容量，而氧氣在水中的溶量過多會導致污染物分解速度加快，造成水中營養(yǎng)的流失，從而使污泥老化的速度加快，最終增加能源的消耗。曝氣系統(tǒng)中耗能較大的步驟就是污泥的處理環(huán)節(jié)，在這一處理過程中，電量的消耗甚至能占到整個污水處理過程總耗電量的13%以及更多。這個環(huán)節(jié)的能源消耗主要在于數(shù)臺脫水機的長時間運轉(zhuǎn)工作，而脫水機的實際工作效率卻低于它設計時的工作效率，使污水處理過程中的能耗量加大，進而影響到污水處理廠的正常運轉(zhuǎn)。

二、全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運行策略分析

（一）提高泵的工作效率

在整個污水處理環(huán)節(jié)中最大的能源消耗環(huán)節(jié)就在于動力系統(tǒng)的消耗，因此，為了降低能源消耗，提高污水處理的節(jié)能優(yōu)化工作，要著重考慮如何使提升機泵在運行過程中減少電量的消耗。首先，針對提升機泵的節(jié)能創(chuàng)新應該從科學的設計入手，讓它可以長時間地保持在工作效率最高的狀態(tài)。降低機泵的能源消耗主要有以下幾種方法，首先，選擇合理的提升機泵的使用功率。其次，根據(jù)污水流量的變化特點，制訂相應的轉(zhuǎn)速排水流量。污水廠的流量是隨著不同的季節(jié)、不同的時段而不斷變化的，因此要隨著水量的變化來制訂相應的機泵使用功率以達到降低能源消耗的目的?？茖W的選擇機泵，利用相關(guān)地形來降低機泵的運行功率、減少提升高度等方法都有利于提高機泵的工作效率。提升泵的種類有很多，其中潛污泵和液下泵與其他普通形式的機泵相比，除去了多余的啟動輔助和吸水管等相關(guān)設備，使其在運行過程中降低了間接的能量消耗。對于已經(jīng)開始運行的污水處理廠來說，要定期的對提升機泵進行修理和維護，同時，在運轉(zhuǎn)過程中要注意減少對機泵的摩擦。最后，要根據(jù)水量的波動狀況適時的選擇是否安裝相關(guān)的變頻器，如果水流波動較大，影響到后續(xù)系統(tǒng)的運行，則應該及時設置變頻器；如果水流變化相對穩(wěn)定，對后續(xù)單元的運行沒有影響，則不需要設置變頻器，因為變頻器在運轉(zhuǎn)過程中也會消耗一定的電力能源，增加污水處理系統(tǒng)的能耗[1]。

（二）提升曝氣系統(tǒng)的節(jié)能效用

曝氣系統(tǒng)在向曝氣池進行供養(yǎng)的工作過程中存在著變量不定、波動幅度較大、滯后性較強、關(guān)聯(lián)性強等特點。而國內(nèi)目前在曝氣系統(tǒng)供養(yǎng)方面的工作是通過人工在分析運行狀況中的測定值和溶解氧設定值之間的偏差后，在根據(jù)自身的實際經(jīng)驗通過調(diào)節(jié)掌控曝氣系統(tǒng)的開關(guān)來控制污水池內(nèi)的氧氣溶解濃度，使之達到微生物分解的需求狀態(tài)。這種通過人工調(diào)整水中氧溶解量的方法會使實際中供養(yǎng)的工作效率遠遠低于系統(tǒng)實際需求的變化，影響了污水的處理效果。為了提高污水的處理質(zhì)量，相關(guān)設計人員在選擇風機時往往會在正常氧氣需求量的基礎上再添加上足夠的安全系數(shù)，這樣就會使供養(yǎng)量超過最大負荷的限制，從而增加曝氣系統(tǒng)運行過程中的能源消耗。針對上述幾種問題，我們可以借鑒學習國外先進的工作經(jīng)驗，利用相關(guān)技術(shù)設備對水中溶解的氧氣進行實時的檢測，并將檢測結(jié)果及時地傳達給供養(yǎng)設備，將二者結(jié)合，使之同步運行。同時將曝氣系統(tǒng)的組合方式設計為加速勻速相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，用設備的勻速運轉(zhuǎn)來滿足微生物溶解的基本需求，用設備的調(diào)速運轉(zhuǎn)來配合供氧量的變化，通過調(diào)整運轉(zhuǎn)臺數(shù)來作為相關(guān)的補充[2]。

（三）優(yōu)化污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能效用

污泥處理系統(tǒng)的主要能耗在脫水機的運行環(huán)節(jié)，主要是脫水機的選擇不符合排污的工作效率，使其工作中的大部分時間都不屬于高效階段。此外，大量投入的絮凝劑也是降低污泥處理系統(tǒng)工作效率的主要原因。我國在污泥處理方面還不能很好地將污泥進行資源化回收利用，有部分污水處理廠擁有相關(guān)的系統(tǒng)設備，卻還未投入正常的使用中。因此，污泥處理系統(tǒng)的主要工作還是以節(jié)能減耗為主，資源的回收利用為輔。目前，污泥處理系統(tǒng)節(jié)能減耗的主要方式有以下幾種，一是為了減少藥劑的使用量和縮短脫水機的運行時間而提高進泥量的含固率。目前，大部分污水處理廠中普遍使用的是離心脫水機，雖然帶式壓濾機比離心脫水機的運行功率要低，但帶式壓濾機在運行過程中也存在著維護工作量大等問題。目前，發(fā)展中的污水處理廠在排污系統(tǒng)中都配置了自動變頻投藥設備，可以根據(jù)泥量的變動實時控制藥劑的投入量。

（四）實現(xiàn)總體的節(jié)能優(yōu)化

實現(xiàn)全流程的總體節(jié)能優(yōu)化，在處理污水內(nèi)能時進行合理的調(diào)整裝配。根據(jù)污水處理的能量平衡分析來看，污水的內(nèi)能在隨著污水單元處理的過程而不斷減少，因此在污水的處理過程中，要考慮到各種物質(zhì)的成分在不同處理方式下不同的變化特點，在根據(jù)物質(zhì)的變化特征合理地調(diào)整分配污水中能量物質(zhì)的流向，減少污染物在利用氧氣產(chǎn)生的電子受體的含量。城市污水處理廠的全流程節(jié)能減耗優(yōu)化運行的方案應該樹立正確的指導思想，以污水處理實現(xiàn)全流程節(jié)能減耗為前進目標；以水質(zhì)的質(zhì)量保證為前提；以全局為重，局部調(diào)整為運行原則；以實現(xiàn)全廠區(qū)控制部件的聯(lián)合調(diào)控為手段；同時加入多參數(shù)的智能化運行控制系統(tǒng)，建設完成城市污水處理廠全流程節(jié)能減耗優(yōu)化運行的全套技術(shù)設備。

三、結(jié)語

污水處理廠的節(jié)能降耗工作是綜合性、全方位的，需要經(jīng)過設備、技術(shù)、工藝等多種過程。因此，污水處理廠的節(jié)能降耗工作要在保證污水處理質(zhì)量的前提下，根據(jù)自身的發(fā)展特點通過合理的管理方式、科學的計劃等手段使污水處理廠在運行過程中降低能源的消耗，同時不斷加強對節(jié)能工作的研究創(chuàng)新，以達到節(jié)能降耗的目的，提高經(jīng)濟效益，促進污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

[1]夏麗彬.城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗分析及優(yōu)化運行方法[J].低碳世界，2017（09）：67-68.

[2]呂美英.試析當前城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運行[J].中國管理信息化，2016，19（07）：223-224.