污水處理廠運行的節(jié)能降耗技術進展

楊帆 煙臺市辛安河污水處理有限公司

污水處理廠對于城市經(jīng)濟發(fā)展、用水質量等具有重要的作用。但是污水處理廠中能源消耗較大，因此，使用改進污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等日常運行設計的方法，達到節(jié)能降耗的目的。但是目前技術有限，還需要人們不斷進行研究以及探索，從而更好降低污水處理廠的能源消耗。

一、污水處理廠現(xiàn)狀以及能源消耗分析

（一）污水處理廠運行分析

污水處理廠的有效運行關乎到城市發(fā)展的方方面面，隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，污水處理廠的工作壓力越來越大，相對于過去十幾年比較，現(xiàn)階段污水處理廠的工作量提高了十幾倍，由于相應的污水處理設備較為落后且工藝流程較為欠缺，污水在處理過程中伴隨的能耗也越來越大，整個行業(yè)均出現(xiàn)污水處理效率不高等問題，為解決污水處理效率不高、能耗大的問題，需要引入新型的污水處理設備，信息管理控制設備以及先進的工藝流程和管理制度。

（二）污水廠能源損耗分析

污水處理廠在對污水進行轉運拉升及對其中微生物進行處理，需要消耗大量能量。其中污水廠各種污水處理設備對污水進行轉運使用的電力占據(jù)工廠總電力的60%以上，如何解決污水的轉運效率是污水處理廠節(jié)能減排的關鍵所在，同時為了加快污水和污泥的處理速度，也需要消耗大量能量對微生物進行降解，因此，合理優(yōu)化污水處理工藝流程也是節(jié)能減排中的環(huán)節(jié)之一。

二、污水處理廠實現(xiàn)節(jié)能減排的具體應用

（一）污水提升泵站的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中還有一個消耗能源較多的設備即污水提升泵，該設備本身消耗能源比較大，對污水提升泵進行改進設計，有利于在保證水質的情況下減少污水提升泵消耗的能源。污水處理廠的污水提升泵消耗的能源較多主要是由于電機的效率不夠高，并且存在運行控制不良的情況，設計的動作能力需要消耗較多能源等。在減少污水提升泵的能源消耗時可以從幾個方面進行：第一，將污水處理廠所有的提升泵改成變頻泵，從而提高總體的性能。例如，某市的污水處理廠中使用變頻提升泵，可以節(jié)省12%的能源。第二，將工頻的泵全部轉換為變頻的泵，并最終改造成調速的泵，并根據(jù)實際的情況進行運行。第三，使用多級動態(tài)液位控制技術，在運行過程中使用控制轉速加臺數(shù)的方法讓定速泵可以使用平均的流量進行運行。當出現(xiàn)水流波動較大時，可以適當?shù)卦鰷p運轉臺數(shù)，然后改變泵的運行速度。第四，加強對水泵的日常養(yǎng)護，從而減少水泵的摩擦以及電能消耗。如果想要水泵實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，需要全面提高提升泵的運行效率，需要對提升泵設備的操作進行規(guī)范，不僅需要加大日常管理力度，還需要加強對泵進行科學的參數(shù)設置，根據(jù)污水處理廠的具體運行情況進行改進，不斷歸納以及總結運作條件，選擇最好的運作條件，從而提高提升泵的運行效率。

（二）污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

通過不同的污泥量計算公式，比較分析污泥量數(shù)值，確定污泥處理工藝，合理布置污泥處理系統(tǒng)；選擇合理類型、合理型號的污泥處理設備，常見的污泥脫水機有三種，帶式壓濾機，其價格便宜、占地面積小而且能耗低，但投入藥劑量較大；板框式壓濾機，其占地面積大、能耗較高、操作環(huán)境差；離心脫水機，其耗水量小、能耗大、價格高。定期對污泥處理設備進行養(yǎng)護，減少機械磨損造成的工況下降；定期對系統(tǒng)進行檢修，消除閥門、管線破損。污泥的穩(wěn)定可以分為三個環(huán)節(jié)，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對污泥實行穩(wěn)定處理，直接對污泥進行脫水。一般來說，在厭氧環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沼氣可以為在穩(wěn)定過程中使用的能量提供補充。污泥的濃縮過程中一般使用單純氣浮技術，而使用生物氣浮技術進行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進行回收利用，在污泥中揮發(fā)性有機物占比較大，日本一般使用厭氧的方法消化消減污泥，其中，每噸污泥可以產(chǎn)生680m3 的沼氣，通過磷酸型的電池殼能夠得到50%的污水處理廠的能源。對于污泥的回收利用主要通過厭氧消化的方法產(chǎn)生沼氣，將可焚燒的污泥作為燃料產(chǎn)生熱能回收，對燃燒后的污泥或者部分污泥進行堆肥。

（三）污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中，污水的生化處理以及污水預處理環(huán)節(jié)使用的能源較多。其中，污水的預處理中主要分為格柵以及沉砂池。污水的生化處理環(huán)節(jié)中導致能量消耗較大的原因是需要使用曝氣系統(tǒng)。前文已經(jīng)介紹了曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施，此處主要講解污水預處理中節(jié)能降耗的措施。首先，在沉砂池中很容易由于曝氣設備導致能源消耗較大。在設計沉砂池時，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。其次，在進行污水預處理過程中需要科學合理地設置格柵，在污水處理過程中使用格柵本身無法起到較大的節(jié)能作用，但是可以降低后期中其他設備的能源消耗。因此，必須嚴格落實格柵的設置。一般需要將格柵設置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進污水處理設備的穩(wěn)定運行。

三、結束語

污水處理廠在節(jié)能減排工作上應該盡量在前期工廠建設選址方面進行仔細考量，在后期工廠運轉中及時對設備進行維護更新，按照自身現(xiàn)有條件對工藝流程的開發(fā)上進行深入探討，并且引入自動化控制系統(tǒng)，結合物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控污水廠在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各項指標以及生產(chǎn)狀況，查漏補缺，滿足節(jié)能降耗的措施。同時在管理人員方面應該充分調動員工的工作積極性，建立完善的獎勵制度和嚴格的節(jié)能績效考核制度，使得員工對工作有較強的主觀的能動性，同時工廠還應該建立自身節(jié)能減排的企業(yè)文化，深化成本概念。