污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施探討

侯宏良

【摘? 要】人們對(duì)能源的高需求與地球能源有限性之間的矛盾逐漸加劇，人們需要找到一條節(jié)能降耗的發(fā)展道路。因此，污水處理廠必須采取節(jié)能降耗措施，從而提高能源的利用率。

【Abstract】The contradiction between people's high demand for energy and the limitation of the earth's energy is gradually increasing. People need to find a way to save energy and reduce consumption. Therefore， the sewage treatment plant must take measures for energy saving and consumption reduction， so as to improve the utilization rate of energy.

【關(guān)鍵詞】污水處理廠;節(jié)能降耗;有效措施

【Keywords】sewage treatment plant; energy saving and consumption reduction; effective measures

【中圖分類(lèi)號(hào)】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）01-0088-02

1 引言

隨著城市人口的逐漸增加，污水處理廠的運(yùn)作難度逐漸增加。需要在保證水質(zhì)的情況下，提高污水處理廠的運(yùn)行效率，減少運(yùn)行過(guò)程中的耗能量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的[1]。本文主要講解目前污水處理廠的能源消耗情況，對(duì)污水處理廠的節(jié)能降耗提出一些建議。

2 污水處理廠的能源消耗情況

城市污水處理廠本身屬于能源消耗比較多的產(chǎn)業(yè)，消耗的能源主要為電能、藥劑、燃料等方面。其中，電能的消耗占總能源消耗的九成以上，所以電能消耗是污水處理廠中最大的消耗能源。電能消耗主要用于提升污泥污水、供給生物處理氧氣、廠區(qū)照明、處理污泥、附屬建筑的用電、混合推動(dòng)等方面，還有一個(gè)方面為曝氣，這方面造成的電能消耗最大，可以達(dá)到總電能消耗的50%。

3 污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施

污水處理廠中的能源消耗主要集中在處理污泥、處理污水、提升泵、曝氣等環(huán)節(jié)中，在這些環(huán)節(jié)中主要為電能消耗以及藥劑消耗[2]。需要改進(jìn)污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等環(huán)節(jié)的日常運(yùn)行設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.1 曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中曝氣機(jī)消耗的電能最多，想要在污水處理廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，需要改進(jìn)曝氣機(jī)，從而落實(shí)節(jié)能降耗工作。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機(jī)消耗的。可以從三個(gè)方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。

①可以使用變頻器有效優(yōu)化交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速原理，更好地把控風(fēng)機(jī)的流量，從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

②可以從內(nèi)部進(jìn)行處理，選擇以及應(yīng)用溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效控制好溶解氧的濃度。在進(jìn)行污水處理的過(guò)程中如果溶解氧的濃度出現(xiàn)異常的情況會(huì)直接影響污水處理的效果。因此，需要選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，科學(xué)、合理地控制溶解氧的濃度，最后可以使用人工操作手段，從而降低存在的誤差，進(jìn)而降低污水處理過(guò)程中消耗的能源。

③改善曝氣系統(tǒng)，能夠更加精準(zhǔn)地控制曝氣設(shè)備，從而更好地降低能源消耗。例如，可以在有關(guān)部門(mén)的協(xié)助下，根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行曝氣設(shè)計(jì)的改善，采取在第一環(huán)節(jié)占比35%、第二環(huán)節(jié)占比30%、第三環(huán)節(jié)占比25%的方法設(shè)置曝氣，從而提高曝氣設(shè)備的工作效果，逐漸降低能源消耗。

3.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中還有一個(gè)消耗能源較多的設(shè)備即污水提升泵，該設(shè)備本身消耗能源比較大，對(duì)污水提升泵進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，有利于在保證水質(zhì)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(jī)的效率不夠高，并且存在運(yùn)行控制不良的情況，設(shè)計(jì)的動(dòng)作能力需要消耗較多能源等[4]。在減少污水提升泵的能源消耗時(shí)可以從幾個(gè)方面進(jìn)行：

①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。

②將工頻的泵全部轉(zhuǎn)換為變頻的泵，并最終改造成調(diào)速的泵，并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行運(yùn)行。

③使用多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制技術(shù)，在運(yùn)行過(guò)程中使用控制轉(zhuǎn)速加臺(tái)數(shù)的方法讓定速泵可以使用平均的流量進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)水流波動(dòng)較大時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦鰷p運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，然后改變泵的運(yùn)行速度。

④加強(qiáng)對(duì)水泵的日常養(yǎng)護(hù)，從而減少水泵的摩擦以及電能消耗。如果想要水泵實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要全面提高提升泵的運(yùn)行效率，需要對(duì)提升泵設(shè)備的操作進(jìn)行規(guī)范，不僅需要加大日常管理力度，還需要加強(qiáng)對(duì)泵進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)污水處理廠的具體運(yùn)行情況進(jìn)行改進(jìn)，不斷歸納以及總結(jié)運(yùn)作條件，選擇最好的運(yùn)作條件，從而提高提升泵的運(yùn)行效率。

3.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中進(jìn)行污泥處理的環(huán)節(jié)也非常重要。進(jìn)行污泥處理的步驟比較多，由于污泥中的污染物比較多，目前沒(méi)有足夠理想的方法進(jìn)行處理[5]。在進(jìn)行污泥處理的過(guò)程中，需要尋求一種方法，可以對(duì)污泥中的資源進(jìn)行回收利用，從而達(dá)到污泥處理環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的目的。在進(jìn)行污泥處理的過(guò)程中可以分為三個(gè)部分，分別為污泥的脫水、穩(wěn)定和濃縮。在污泥脫水中主要使用機(jī)械脫水以及自然脫水兩種方法。其中，使用最多的為機(jī)械脫水，機(jī)械脫水中消耗的能源為電能，使用離心脫水的方法消耗的電能較少，但是沒(méi)有辦法達(dá)到較好的預(yù)處理污泥的效果，還很容易發(fā)生機(jī)械磨損的情況。因此，需要找到更好的脫水技術(shù)，在保證污泥處理效果的情況下降低能源消耗。污泥的穩(wěn)定可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對(duì)污泥實(shí)行穩(wěn)定處理，直接對(duì)污泥進(jìn)行脫水。一般來(lái)說(shuō)，在厭氧環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沼氣可以為在穩(wěn)定過(guò)程中使用的能量提供補(bǔ)充。污泥的濃縮過(guò)程中一般使用單純氣浮技術(shù)，而使用生物氣浮技術(shù)進(jìn)行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達(dá)到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進(jìn)行回收利用，在污泥中揮發(fā)性有機(jī)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(guò)磷酸型的電池殼能夠得到50%的污水處理廠的能源。對(duì)于污泥的回收利用主要通過(guò)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(duì)燃燒后的污泥或者部分污泥進(jìn)行堆肥。

3.4 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(yù)處理環(huán)節(jié)使用的能源較多。其中，污水的預(yù)處理中主要分為格柵以及沉砂池[6]。污水的生化處理環(huán)節(jié)中導(dǎo)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(yù)處理中節(jié)能降耗的措施。

①在沉砂池中很容易由于曝氣設(shè)備導(dǎo)致能源消耗較大。在設(shè)計(jì)沉砂池時(shí)，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

②在進(jìn)行污水預(yù)處理過(guò)程中需要科學(xué)合理地設(shè)置格柵，在污水處理過(guò)程中使用格柵本身無(wú)法起到較大的節(jié)能作用，但是可以降低后期中其他設(shè)備的能源消耗。因此，必須嚴(yán)格落實(shí)格柵的設(shè)置。一般需要將格柵設(shè)置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進(jìn)口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進(jìn)行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進(jìn)污水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，污水處理廠對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用水質(zhì)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(jìn)污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等日常運(yùn)行設(shè)計(jì)的方法，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。但是目前技術(shù)有限，還需要人們不斷進(jìn)行研究以及探索，從而更好降低污水處理廠的能源消耗。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張俊波.某污水處理廠MBR系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造分析[J].節(jié)能，2020，39（02）：161-164.

【2】楊根權(quán).城鎮(zhèn)污水處理廠氧化溝工藝節(jié)能技術(shù)措施探討[J].能源環(huán)境保護(hù)，2018，32（06）：44-49.

【3】謝永攀，姚奎，張淑瓊.污水處理廠能耗分析及節(jié)能措施探討[J].廣州化工，2018，46（18）：101-103.

【4】張安龍，謝飛，羅清，等.中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2018，41（S1）：116-119.

【5】郭昉，吳毅暉，李波，等.我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].水處理技術(shù)，2017，43（06）：1-4+10.

【6】張倬瑋，張會(huì)寧，李志麗，等.北方某城市污水處理廠節(jié)能降耗改造及運(yùn)行[J].中國(guó)給水排水，2016，32（24）：133-138.