污水處理過程節能優化控制方法的研究

李瑩

摘 要：眾所周知，改革開放前，中國是一個農業大國。改革開放后，中國經濟快速發展，這當然離不開中國產業結構的調整。工業在中國經濟發展中發揮著越來越重要的作用。工業促進了中國經濟的快速發展，也對中國的生態環境產生了一定的影響。在工業發展的過程中，產生了大量的工業廢水、工業廢氣和其他有害物質，因為中國片面追求經濟發展，因此，對這些有害物質的處理不夠重視，工業廢水、廢氣未加處理直接排放到大氣與河流中，嚴重危害了我國的生態環境，人們的生活質量下降，在這樣的大背景下，本文對污水處理廠節能減排的實現途徑進行了分析。

關鍵詞：污水處理；節能優化；控制方法；研究

1污水處理過程中存在的問題要點

1.1無法同時控制好能耗和水質

污水處理后，不僅要達到一定的水質標準，還要達到低能耗、低成本的目標。前者是行業標準，而后者是凈水廠的生存需求。如何協調兩者成為一個大問題。水質標準不一定與能耗有關，但是很難解決凈水和降低成本之間的矛盾。

1.2污水處理適應性差

污水處理是一項復雜而繁瑣的工作。在污水處理的全過程中應注意資源的優化，并對處理過程中的各種數據進行科學合理的分析。然而，在實際施工中會出現許多意想不到的情況，這就對技術施工人員提出了更高的要求，不僅要考慮材料的合理選擇，還要準確把握能耗和出水控制的平衡點。如果施工中有任何錯誤，污水處理的整體效益將會大大降低，甚至會有所欠缺。我國的污水處理廠在控制結構上都比較簡單，控制變量時也不符合標準，故而污水處理系統在工作中很容易被外界因素干擾，污水處理的環境適應性比較差。

1.3工業污水處理消耗大成本高

當傳統的污水處理工藝用于處理污水時，一些環節難以操作。在困難的操作中會浪費能源。如果合理降低運營難度，污水處理的投資成本將會增加，項目成本回收周期將會延長。因此，污水處理工程企業或相關部門面臨的主要任務是實現能耗和成本的統一平衡。

2工業污水處理技術

2.1高效沉淀技術

高效沉淀的工作原理：通過污泥回流和投加（明礬、硫酸亞鐵等），污水中的懸浮物質聚合成大絮狀物，使得絮狀物的密度和半徑迅速增加，污染物的沉淀速度加快。在水量相同的情況下，結合沉淀池的特殊結構，沉淀效率會更快。濃縮污泥在外部環境中的循環攪拌可以促進反應池中固體濃度的持續增加，同時提高進入污泥的絮凝效率，形成絮狀物并使其均勻分布。沉淀技術中一般都采用斜板沉淀原理，斜板的運用和污泥回流都使絮凝過程更加高效。斜板沉淀池中可用于泥水分離的面積為普通沉淀池的數倍，通過沉淀池的高效沉淀后，污水中大量的雜質會變成相互獨立的沉淀物得到清除。

2.2采用反硝化除磷技術

這種技術是在厭氧條件下，使污水中的基質首先被轉化為以PHB（聚羥基丁酸酯）為主要成分的聚合物質，位于細胞內的多聚磷酸鹽為這個過程提供了能量。這樣，磷酸鹽就被排到了細胞之外。好氧條件出現后，在厭氧條件下貯存的聚羥基丁酸酯就會因為環境中缺乏COD（化學需氧量）而被充當基質，聚磷酸鹽就在細菌過量攝取磷酸鹽的過程中產生，同時也使細菌得到了增殖[5]。除此之外，糖源在好氧條件下也得到了補充。這樣在好氧條件下離析出的增殖細菌便能被排除。細胞內磷含量在聚磷細菌中只論干細胞可達到12%左右，而1%-3%則是一般細菌細胞的磷含量。由此可見。污水中的磷酸鹽可以被生物聚磷中出現的細菌分離有效脫離。這就為污水處理過程中節能優化的發展奠定了十分有利的技術基礎。反硝化除磷細菌在缺氧和好氧條件下一樣，都可以利用硝酸氮作為電子受體，同樣產生生物攝磷功效，把硝酸氮還原為氮氣。結果很明顯，反硝化除磷過程中COD與曝氣量可以積累很多，這就使得污水處理中的污泥產量大大減少。

2.3芬頓氧化技術

在工業廢水加入雙氧水H2O2，雙氧水會與鐵離子Fe2+發生化學反應形成芬頓試劑，反應后產生的OH-1自由基，具有很強的氧化性。經過催化劑作用，它可以將結構穩定的高分子芳香環破壞，以達到降解去除目的。這種方法可以降低工業廢水的氧化性，并提高B/C比。除了以上工藝技術外，廢水的處理技術還有酸堿度中和、膜分離、氣浮、過濾、消毒、離子交換以及吸附等多種理化處理技術，主要取決于污染物實際情況，利用不同的工藝技術達到處理效果。

2.4工業污水生物脫氮技術

在過去的工業污水處理過程中，發現我國水資源污染的主要組成部分之一是水體富營養化。對于這一現象，我國現有的污水處理技術仍然不能完全解決。目前，解決水體富營養化的主要方法是生物脫氮技術，它在污水處理過程中發揮著極其重要的作用。在使用脫氮技術時，也要對其進行節能控制策略進行優化，采取科學的方法對脫氮技術工藝進行優化，從而對污水中的以硝態氮化合物和氨氮等多種形式存在的氮進行處理。

3污水處理過程中的節能優化具體措施

3.1進一步提升電氣節能優化能力

除了水危機，中國也面臨著能源危機。因此，我們應該盡最大努力節約能源和減少排放，做好工廠電路的維護和管理，注意電源線的損耗，選擇質量好的電纜，降低維護成本。在污水處理操作過程中，應選擇合適的變壓器。目前我國城市生活污水的處理率仍然不高。隨著城市化進程的加快和經濟的快速增長，城市生活污水處理的壓力將會增加。盡管近年來國家在污水處理方面的投資有所增加，但與國外相比仍有很大差距。因此，中國未來仍需要增加對城市污水處理設施的財政投資。對于東部發達地區，地方政府必須將城市污水處理設施建設納入財政收入充足的重點支持范圍，加快城市污水處理步伐，改善城市水環境變壓器的三相電路。在污水處理廠的建設中，由于工作量大，對供電要求嚴格，因此在總體配電中應注意減少供電線路和電力消耗。電阻與線路長度成正比，與線路的橫截面成反比，因此要選擇合理的輸電材料，降低電阻，節約能源，另外，鋁材質的電阻率比銅材質較大，考慮到污水處理的環境大多有腐蝕性，所以銅質線纜是建議首選。此外，還要考慮線纜鋪設的合理性，比如負荷中心和變電器距離不能太大等等。從長遠看，將這些問題細化落實，才能保證污水處理工作既順暢運行，又能節約能源、降低成本。

3.2污水循環利用

目前國外一些先進國家在工業廢水的回收利用方面取得了明顯的效果，很多工廠污水經過技術處理后回收使用。隨著人類科學技術的進步，處理后的工業污水越來越可能作為二次能源利用，先進的污水處理技術無疑會增加工廠生產效益，廢水的凈化回收也應被重點扶持發展，響應政策順應民意才能保證工業的可持續發展。

結語

隨著生活用水和工業廢水排放量的增加，污水的成功處理是中國水資源可持續發展的關鍵。污水處理過程中的節能優化控制不僅可以降低污水處理成本，還可以節約能源、能源和消耗。因此，采用智能污水處理技術，應用先進的控制方法，提高污水處理效率，具有重要的現實意義。

參考文獻

[1]常院，陳雷.污水處理過程節能優化控制方法的研究[J].化工管理，2017（35）：225.

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[3]許玉格，宋亞齡，陳立定.基于人工免疫的污水處理系統自適應優化策略[J].信息與控制，2017，01：99-103+109.

[4]盧志銘.節能優化控制方法在污水處理過程中的相關研究[J].資源節約與環保，2017，03：23.

[5]李曉明.污水處理過程節能優化控制方法的研究[J].民營科技，2017，07：9.

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