污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

萬華順 崔世龍

摘 要：污水處理廠在城市發(fā)展過程中承擔(dān)著重要職責(zé)，它的有效運(yùn)轉(zhuǎn)降低了工業(yè)污水對城市生態(tài)環(huán)境的污染，有助于實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。然而污水處理廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要消耗大量的能源，從其實(shí)際運(yùn)行過程來看，整個(gè)系統(tǒng)具有很大的節(jié)能空間，因此結(jié)合污水處理廠的運(yùn)行特點(diǎn)，從軟件和硬件方面對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使其在保障運(yùn)行質(zhì)量和處理效果的基礎(chǔ)上，最大限度的節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;節(jié)能降耗;途徑

引言

城市的快速發(fā)展及環(huán)保要求的不斷提升，促使污水處理廠建設(shè)數(shù)量越來越多，污水處理效率和處理質(zhì)量都顯著提升。而污水處理廠在運(yùn)行過程中需要消耗大量的電能、燃料、藥劑等資源，大量的能源消耗增大了污水處理廠的運(yùn)營成本。為給我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展助力，需不斷探討污水處理廠的節(jié)能降耗途徑。由于污水處理廠的處理工藝不同所消耗的能源量也不同，因此需從優(yōu)化處理工藝、優(yōu)選節(jié)能設(shè)備、強(qiáng)化節(jié)能管理等多角度入手來實(shí)現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗目標(biāo)。

1污水處理廠運(yùn)行現(xiàn)狀和能耗分析

1.1運(yùn)行現(xiàn)狀

城市的發(fā)展離不開污水處理廠的有效運(yùn)行，城市的污水處理量較大且處理環(huán)節(jié)較為繁瑣，污水處理系統(tǒng)常常處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。加上污水處理設(shè)備比較落后且處理工藝有待完善，導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行過程消耗的能源較多而工作效率確不理想，高能耗的現(xiàn)狀增加了污水處理運(yùn)營成本?，F(xiàn)階段我國的污水處理廠仍存在許多需要完善和解決的問題，其污水處理效果仍未達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)，為保障污水處理廠更好的服務(wù)于城市發(fā)展，必須將節(jié)能降耗引入污水處理廠，通過引進(jìn)新設(shè)備，新技術(shù)來提升污水處理效率，降低能源損耗。

1.2能耗分析

污水處理的能耗主要有兩方面：一是提升污水處理質(zhì)量需要消耗大量的電力資源。污水處理廠的各種污水處理設(shè)備所消耗的電力資源占據(jù)資源總消耗量的60—90%;二是較高的曝氣溶氧量。針對污水污泥中的生物進(jìn)行的供氧處理要消耗大量能源，為加速污水、污泥中有機(jī)物的分解速度，所消耗的能源量隨之加大。

2污水處理廠節(jié)能降耗途徑

2.1污泥處理節(jié)能途徑

污泥處理是污水處理廠能耗較高的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過對污泥的有效處理以此來降低污泥含量，將污泥中的有害物質(zhì)去除掉，使其能夠擁有無害化的穩(wěn)定性能，從而達(dá)到綜合利用的目的。污泥處理通常經(jīng)過污泥濃縮脫水、穩(wěn)定和回流等環(huán)節(jié)。。其中，污泥濃縮法主要利用重力法、氣浮法和離心法實(shí)現(xiàn)對污泥的有效處理;污泥穩(wěn)定是通過厭氧、好氧和堆肥處理等措施，將污泥中的有害成分分解掉，使其達(dá)到二次利用的目的。污泥脫水分為機(jī)械脫水和自然脫水兩種方式，目前常用的脫水方式多以機(jī)械脫水為主，該方式處理效率高且處理效果好，但機(jī)械脫水的過程需要增加電能消耗。自然脫水是以離心原理為支撐達(dá)到對污泥脫水的目的，污染自然脫水法電能消耗量相對較低，但對污泥的預(yù)處理效果要求較為嚴(yán)格，還需加強(qiáng)對該方式的創(chuàng)新和改進(jìn)，尋求更好的節(jié)能途徑。

2.2選擇關(guān)鍵節(jié)能設(shè)備

污水處理的關(guān)鍵設(shè)備是泵，污水的處理質(zhì)量與泵的性能有直接關(guān)系。型號、性能不同的污水處理泵其流量、流速等具有明顯不同，因此在選擇污水處理泵時(shí)要結(jié)合污水的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的選取，保障所采用的污水處理泵無論是在規(guī)格、技術(shù)參數(shù)還是處理效果上都能滿足污水處理的實(shí)際要求。污水處理設(shè)備中的控制系統(tǒng)能夠有效調(diào)節(jié)污水流速等重要參數(shù)，它能根據(jù)污水流速的大小實(shí)現(xiàn)對污水處理設(shè)備相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，使得污水處理效果大幅度提高。最后，合適的電機(jī)能夠?yàn)樘嵘貧庀到y(tǒng)和泵的運(yùn)行性能而提供動(dòng)力，然而電機(jī)在維持曝氣系統(tǒng)及泵運(yùn)行的過程中需要消耗大量電能，所以結(jié)合兩者的運(yùn)行需求對電機(jī)進(jìn)行針對性的選擇能夠降低能耗，同時(shí)要加強(qiáng)對電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)檢修，保障電機(jī)擁有穩(wěn)定的性能而減少資源消耗。

2.3藥劑消耗節(jié)能途徑

污水處理廠在對污水處理的過程中，需要按照污水水質(zhì)不同的成分添加相應(yīng)的藥劑來提升污水處理效果。污水中含有的各種化學(xué)成分需借助相應(yīng)的化學(xué)試劑將其降解，比如想要降低污水中氮氧化物的總氮含量，需要加入碳源使其發(fā)生反硝化作用而達(dá)到去除的目的。藥劑的消耗量也是一筆較大的資源開支，為降低藥劑消耗量而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，在選取和應(yīng)用藥劑時(shí)，需考慮水質(zhì)成分和環(huán)保要求，只有藥劑選用得當(dāng)才能保障水質(zhì)的清晰度，并降低藥劑的使用量。同時(shí)投放藥劑時(shí)要充分考慮外界氣候變化，不同的氣溫藥劑的投放量也是不同的。比如當(dāng)外界環(huán)境溫度較低時(shí)，碳源的使用量應(yīng)該有所增加才能達(dá)到最佳應(yīng)用效果，溫度較高時(shí)除磷藥劑的投放量要逐步增大。另外污水處理廠在污水處理時(shí)，通過科學(xué)調(diào)配藥劑中各成分比例，能夠提升藥劑的應(yīng)用性能，并降低對環(huán)境和人體的危害。

2.4技術(shù)提升節(jié)能途徑

污水處理泵和曝氣機(jī)是污水處理廠耗能最大的兩個(gè)設(shè)備，從技術(shù)層面上對兩種設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，以此來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。目前我國的污水處理泵能耗高主要與電機(jī)效率不高有直接關(guān)系。提升泵的節(jié)能途徑主要是將工頻泵改為變頻泵，讓電機(jī)結(jié)合污水處理泵的實(shí)際運(yùn)行動(dòng)態(tài)對自身功率進(jìn)行調(diào)整，保障污水處理泵能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速處理，這樣就降低了因泵的無效運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的資源消耗。紹興污水處理廠利用變頻技術(shù)改善了水泵的運(yùn)行速度，應(yīng)用變頻泵較之工頻泵能夠節(jié)能12%以上。對污水處理的曝氣環(huán)節(jié)的能耗一般包括風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散、控制以及動(dòng)力等方面消耗的資源，而風(fēng)機(jī)的能耗占到整個(gè)污水廠能耗總量的40%左右。所以，合理選擇鼓風(fēng)機(jī)是降低曝氣環(huán)節(jié)能耗的重要方式，一般來說性能優(yōu)良、工作效率高且節(jié)能效果好的鼓風(fēng)機(jī)在節(jié)能降耗方面發(fā)揮著重要作用。對曝氣系統(tǒng)和智能控制進(jìn)行技術(shù)升級和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，能夠提升曝氣機(jī)的節(jié)能效果。曝氣機(jī)在運(yùn)行時(shí)容易因氧利用率低、堵塞等問題而影響其工作效率，所以在選擇時(shí)要充分結(jié)合污水處理需要合理選擇功率匹配的曝氣機(jī)，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性要求。

3加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營管理

污水處理廠的節(jié)能降耗應(yīng)滲透至企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營管理的各個(gè)方面，在全廠內(nèi)營造全員參與的濃厚氛圍。（1）加強(qiáng)教育培訓(xùn)，讓所有的工作人員充分認(rèn)識到節(jié)能降耗的重要意義，并結(jié)合自身崗位實(shí)際提出具體的節(jié)能降耗措施，以正確的節(jié)能理念指導(dǎo)日常工作;（2）定期對日常的生產(chǎn)經(jīng)營成本進(jìn)行分析，通過對污水處理廠各處理環(huán)節(jié)的能耗分析，能夠準(zhǔn)確掌握不同單元的實(shí)際資源消耗情況，并以此為突破口制定針對性的節(jié)能降耗措施;（3）制定節(jié)能降耗目標(biāo)，并把目標(biāo)分解細(xì)化到污水處理的每一環(huán)節(jié)，結(jié)合獎(jiǎng)懲機(jī)制的運(yùn)用來激發(fā)廣大工作人員開展節(jié)能降耗的熱情。

結(jié)語：

污水處理廠的節(jié)能降耗要滲透至企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的每一個(gè)環(huán)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)需從初期設(shè)計(jì)開始著手，從設(shè)備選型、污泥處理、處置方式及強(qiáng)化技術(shù)節(jié)能等多方面的考慮，為降低污水處理的資源消耗而提供相應(yīng)的硬件和技術(shù)支持。在實(shí)際運(yùn)行過程中，污水處理廠要結(jié)合自身企業(yè)的污水處理量和水質(zhì)情況完善節(jié)能降耗措施，并通過完善管理機(jī)制，加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營管理來為污水處理廠的節(jié)能降耗提供更多好的途徑。

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[3]郭付新.城市污水處理節(jié)能降耗途徑探析[J].綠色科技，2017（04）：113-114.

作者簡介：

萬華順（1999.05-），男，漢族，河南省信陽市潢川縣人，鄭州大學(xué)，水利科學(xué)與工程學(xué)院，給排水科學(xué)與工程專業(yè)，本科生

崔世龍（1999.11-），男，漢族，河北省邯鄲市臨漳縣人，鄭州大學(xué)，水利科學(xué)與工程學(xué)院，給排水科學(xué)與工程專業(yè)，本科生