污水處理廠節能降耗途徑研究

申迎賓

（河南萬明環保咨詢有限公司，河南安陽 455000）

1 污水處理廠能耗現狀

污水處理廠在進行污水回收和清理的時候，需要消耗大量的藥劑和電能，尤其是電能的消耗，據統計，污水處理廠中的電能消耗在總體耗能中比例高達65%以上。導致耗能如此高的原因可能是污水設備過大，最初建立污水廠時為了保障流量的需求，很多污水廠都選用了大型設備，但是這種設備受到進水量和水質的波動影響，導致了設備難以做到高效運行，再加上大型設備本身較大，致使設備整體消耗的能量較多，而且隨著人們產生的污水越來越多，污水處理廠進行污水處理時所消耗的能量也會越來越多，如果不及時改善這種情況，在國民經濟日益發展的情況下，能源的價格一定會越來越高，污水處理廠的成本也會越來越高，這種高耗能高成本情況十分不利于污水處理廠穩定、持續的發展。

目前，我國城鎮的污水處理廠在污泥和污水的處理方式上還有待改善，在消耗了大量的能量下，污泥和污水的處理才能取得一定的效果，這種污水處理方式不僅沒有做到節能減排，更不利于污水處理廠的長遠發展。在污水場中直接耗能的環節一般有曝氣設備、污水提升泵、污水處理、污泥處理等。目前，我國城鎮污水處理量越來越多，污水處理廠的污水處理任務越發艱巨，所以將節能降耗技術應用到污水處理的過程中，已經成為污水處理廠的發展趨勢和必然選擇。

2 污水處理廠節能降耗途徑

2.1 污水設備節能

在污水處理的過程中，污水提升泵是其中的重要設備，同時也是耗能較大的設備，其耗能在污水處理廠的總體耗能中約占20%。污水提升泵的電機運行效率難以支撐其在有限的時間內完成相應的工作，這種過低的工作效率，導致其在處理一定量的污水時，需要消耗更長的時間，進而導致其需要消耗大量的電能。另外，需要處理的污水量也不是一成不變的，設備的工作能力難以滿足實際污水處理量的需求。經過分析，想要在污水提升泵方面進行節能降耗，可以通過以下兩個途徑：第一，根據污水處理廠的實際情況將提升泵更換或者改造為變頻泵，這樣設備就可以根據實際的污水量運行，提高了污水提升泵的性能以及工作效率，有些污水處理廠就是通過將污水提升泵進行變頻改造，從而提升了污水處理的效率。第二，通過多級動態液位控制技術，對不同污水量采取不同的處理措施，以達到減少耗能的目的。另外，還需要加強對提升泵的日常管理工作，定期對其進行養護，通過摩擦的方式，降低耗能。

在污水處理過程中，另外一個耗能較多的設備就是曝氣設備。根據污水處理廠的反饋，曝氣設備的耗能在污水處理廠總耗能中比例達到了50%左右。所以，曝氣設備的節能對于整個污水處理廠的節能具有重要作用。要在曝氣設備方面進行節能降耗，可以通過以下兩個途徑：第一，可以通過智能控制來實現對曝氣系統的優化，達到節能降耗的目的，例如曝氣池的精確曝氣系統等。第二，在污水處理的過程中要選用漸減式的曝氣方案，在第一階段按照35%、第二階段按照30%、第三階段按照25%進行曝氣布置，來達到精準曝氣，降低耗能的目的。

2.2 錯峰用電節能

由于目前我國電網在用電高峰期負荷過高的問題，國家采取不同時段的電價不同的政策，在用電峰、平、谷三個時期，電費的價格依次降低。所以一些污水處理廠在保證出水量達標的情況下，通過在用電高峰時段減少運行設備或者降低設備頻率，在用電低谷時段增加運行設備數量，這樣不僅能夠降低國家電網的運行負荷，為電網的穩定運行提供保障，而且還能降低污水處理的費用，控制污水處理廠的成本[2]。

2.3 污水處理節能

污水處理廠想要做到節能降耗，首先，在源頭上就要做好雨污分流工作，改變末端截污，降低雨水混入，防止其干擾污水處理，有利于后續污水處理的節能降耗工作。

其次，在正式處理污水之前，需要通過隔柵和沉砂池先對污水進行簡單的處理。利用隔柵隔離污水中體積較大的漂浮物，目的是防止堵塞污水處理設備，而造成設備損壞。污水處理廠可以適當地調整隔柵之間的距離，在保證流量的情況下，盡量減少進入污水處理設備中的雜物，減少設備損耗。雖然在污水預處理環節中，隔柵在節能降耗方面的提升空間不大，但是對后續環節的節能降耗具有重要的意義。污水在流動和匯集時必然會伴隨著泥砂的混入，所以需要通過沉砂池將泥砂分離出去，否則會磨損機泵、堵塞管網，影響后續污水處理設備的正常運行。沉砂池的工作原理是重力分離，主要類型有平流沉砂池、曝氣沉砂池等。在實際的污水處理過程中，需要根據實際情況選擇合適的沉砂池。相比曝氣沉砂池，平流沉砂池的設備耗能更低，但是在沉砂中夾雜著15%的有機物，增加了后續處理沉砂的難度。在曝氣沉砂池中需要在風機配置和運行控制兩個方面對耗能進行控制。

最后，是污水處理環節。污水處理包括好氧處理和厭氧處理兩個部分。在進行好氧處理的過程中需要用到曝氣系統，對曝氣系統進行合理的優化，就能夠達到節能降耗的目的。可以利用微氣泡空氣控制器材壓縮和消蝕污水處理中的氣泡，增加氣體和液體的接觸面積，來達到增強反應效果的目的。另外，對潛水攪拌器的合理利用也可以達到增強反應效果的目的。

2.4 污泥處理節能

在污泥的處理過程中也會消耗大量的能量。污泥處理是指對污泥進行濃縮、脫水、穩定以及焚燒等無害化的處理過程。污泥有原污泥、初沉污泥、二沉污泥、回流污泥、剩余污泥等多種類型，污泥的處理類型有好氧消化、厭氧消化、污泥濃縮、污泥脫水、污泥淘洗等多種類型。污泥濃縮是指通過重力或者氣浮法將污泥進行濃縮整合，降低污泥的含水量，減少污泥體積，使污泥稠化的過程。重力濃縮的方法雖然耗能少，但是時間較長，而離心濃縮法成本較高，氣浮濃縮法由于操作較簡單，有一定的節能效果，而且工作效率較高的優點，受到各污水處理廠的青睞，是目前適用范圍最為廣泛的污泥處理法之一。

污泥脫水是指將原生或者經過濃縮消化的污泥進一步去除其中的水分，將污泥干燥轉化為半固態或者是固態的過程，一般使用機械脫水。對污泥的這種處理也稱為污泥干化，干化后的污泥含水量不足10%。主要采用厭氧處理的方式，在無氧的條件下，通過厭氧微生物對污泥中的有機物進行降解和氧化，完成厭氧消化的目的。在進行厭氧處理的過程中，需要一些能源的支持來保持溫度，在攪拌時需要消耗電能。污泥淘洗是一種污泥預處理方法，能夠改善污泥脫水的性能，使用清水或者廢水對污泥進行淘洗，達到降低污泥的堿度，以此來節省污泥處理過程中的投藥量，達到節能降耗的目的。

目前隨著環保意識的不斷加強，人們逐漸采取更加環保節能的污泥處理技術。例如，利用污泥發酵有機肥，將污泥用微生物進行好氧發酵處理，能夠消除污泥的臭味，防止二次污染，起到保護環境的作用，而且將污泥發酵成為有機肥，再與牛糞混合，能夠形成優質有機肥料，而且肥效好，使用安全[3]。

3 結語

污水處理廠在保證污水處理質量以及出水量的情況下，應當采取一定的節能降耗措施，這不僅是為了響應國家號召，也能夠在一定程度上降低污水處理的成本。相信在不斷對污水處理節能降耗技術的探索下，污水處理廠能夠更加穩定、持續地發展下去。