節能低碳技術在污水處理中的應用

賴桔偉

（重慶國際投資咨詢集團有限公司，重慶 400023）

隨著社會經濟的快速發展，工業化和城市化的持續推進，環境污染問題越發突出，其中，水環境污染問題尤其嚴重。眾所周知，水資源是人類發展必不可少的資源，如果水資源的污染問題一直未得到有效改善，這既對生態環境造成了嚴重污染，又影響了人們正常的生產生活。因此，對于污染水資源的治理勢在必行，而在眾多的污水處理技術中，利用節能低碳技術處理污水具有重要意義。

1 節能低碳技術的含義

當前，我國的環境污染問題日益凸顯，社會各界開始廣泛重視綠色環保，對于節能減排也提出了更高要求，因此，也促進了節能低碳技術在各個領域的應用[1]。通常，節能低碳的含義可分成兩部分即節能和低碳，且這兩者之間既存在著一些聯系，又彼此有所差別。其中，節能就是要求人們在生活中要做到節約物質資源和能量資源，這主要是因為資源和能源都是有限的，比如：石油、木材和礦產等。同理，水資源也是有限的，由于當前的水資源污染十分嚴重，所以，在污水處理工作中更需要實現節能減排的目標。而低碳就是要求人們在生活的過程中要減少能量的消耗，也可以認為是降低二氧化碳的排放量。如果二氧化碳過度排放，就會對大氣造成一定污染，甚至會出現“酸雨”現象，而酸雨的出現，也會對河流，湖泊等水資源造成一定污染。所以，在污水處理的過程中，低碳也十分重要。而所謂節能低碳技術，就是在相關技術的發展中，要充分的與節能和低碳相契合。

2 污水處理現狀

2.1 我國污水處理起步較晚

（1）追溯我國污水處理的起步時間發現，是從20世紀30年代才開始關注污水的處理問題，這相比于其他國家晚了很長一段時間。例如，早在18世紀60年代，英國就開啟了影響世界格局的工業革命，但隨之帶來的問題是英國的母親河—泰晤士河受到了嚴重污染。所以，在1762年英國就針對污水問題采用了相應的處理技術；甚至開始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。但隨著改革開放的到來，我國也在一定程度上加快了污水處理技術的發展，截至目前，已發展出了多種污水處理技術。但在污水處理技術的發展過程中，也存在著一系列的問題，如傳統的污水處理技術已不適用于處理當前污水中復雜的污染物。而污水處理作為城市建設工作中的關鍵性一環，若是污水排放問題未能獲得合理解決，這既會對水資源造成嚴重污染，同時還會威脅人們的身體健康[2]。

（2）曾有專家把我國污水處理的效果與美國進行對比，發現處理技術還是相對落后。當前，我國污水每年的排放量已達到了350億m3，但城市污水處理僅占15.8%，而美國在七八十年代的時候，城市污水處理基本上就已經達到了70%，從以上數據對比發現，我國城市污水的處理效率還是不理想，但隨著未來污水處理技術的不斷發展和創新，一定會提高污水的處理效率。

2.2 所需成本較高

隨著經濟的快速發展，城市化進程的加快，城市污水的排放量與日俱增，而對于一個城市的長遠發展來說，妥善解決污水處理問題，需要的資金投入是十分巨大的。例如，位于云南省昆明市的滇池，從上世紀60年代就開始出現污染的問題，一直沒有得到人們的重視，直到后來滇池的污染在一定程度上對昆明的環境，經濟發展均造成了一定的影響，才開始進行治理，且在治理的10年時間里總共花費了45.62億元，但只取得了一定效果。從滇池的治理中就可以發現，對于環境治理的投入成本非常高。近幾年，雖然國家正在逐漸增加污水治理的資金投入，但對于當前水環境的污染現象，以后的投入資金會更多。

2.3 設備工藝比較落后

曾有調查發現，我國當前使用的相關污水處理設備中，只有三分之一是在正常的運行中，而另外三分之一是處于停工狀態，最后三分之一是存在各種問題無法運行的狀態，所以，整體來看污水處理前景十分不樂觀。而對于相關的設備，也存在著一些技術方面的問題，這主要是目前的設備工藝比較落造成的。近幾年，我國的污水處理技術已借鑒了一些發達國家的技術，然后再繼續研究和創新，也有了屬于自己的專利技術，但應用在污水處理中，卻一直存在著能耗高、效率低等問題。

2.4 操作人員技術素質較低

當前，污水處理效率比較低的主要原因之一是操作人員的技術水平較低。這主要是因為在以前，我國一直是以經濟建設為中心，忽略了對生態環境保護的問題，因此，相關專業的技術水平沒有得到很好的發展，而選擇投身于環保專業的技術人員就更少。其中，對于部分操作技術人員來說，專業性較差，技術素質較低，當運用先進的機械設備與治理技術的時候，不能很好地應對，反而還會在一定程度上由于操作不規范影響技術設備的正常運行。所以，這就對技術人員的專業性提出了更高的要求。

3 節能低碳技術對于污水處理的重要性

3.1 投入成本較低，可有效促進污水治理政策的順利實施

當前，國家正在逐漸提高對環境保護的重視程度，其中，污水的治理至關重要。因此，在污水的實際治理過程中，也相應投入了大量人力物力，但取得的效果并不是很明顯，這主要是因為當前的污水治理技術還不是很到位。而節能低碳技術的出現，對于污水治理來說具有十分重要的意義。在節能低碳技術的實際應用中，由于投入成本較低，可以在很大程度上緩解國家在這方面的經濟壓力。同時，節能低碳技術的廣泛應用，還可以打破國外一些國家的壟斷。而在實際的污水治理方面，由于部分地區經濟不發達，在這方面投入較低，導致污水的處理技術和設備沒有及時更新和更換。但如果擁有了節能低碳技術，地方政府在污水治理方面的信心會更足，這在一定程度上也有效推進了國家污水治理政策的順利實施。基于以上原因，節能低碳技術具有十分重要的作用。

3.2 社區和居民的非飲用水回用

水是人們生活中離不開的物質，在一個人的一生當中，可能要用掉7 000 t左右的水，但水資源又是一個有限的資源，如果不加以充分利用，就會加重水資源短缺的問題。當前，由于城市化進程的加快，城市的污水量劇增，大量排放的污水嚴重污染了水資源，而這些污水當中，有一部分主要是來自于生活污水。對于生活污水的處理，一般情況都是通過下水道流通到相關的污水處理廠，然后按照以下流程進行相關的污水處理：格柵→調節池→缺氧池→好氧池→MBR→混凝沉淀池→達標排放。通常，生活污水不僅會對環境帶來一定的危害性，還會對居民的身體健康造成一定威脅，這主要是因為在生活污水中會存在著大量的病原微生物，而這些微生物會在污水中大量繁殖，就會造成一些傳染病的蔓延。而節能低碳技術在此時就體現出了一定的重要性，該技術可以把社區和居民的非飲用水在經過合格處理后進行回用。例如，經過科學處理以后的污水，可用來灌溉花園、城市道路清洗、洗車等，這一定程度上使水資源得到了充分利用。

3.3 工業用水的回用

隨著經濟的快速發展，我國的許多地方都建立了工廠，而這些工廠都有一個特點，那就是都建造在靠近河流的位置，這主要是因為工廠在生產過程中使用的水量較大，但因此產生的污水就較多，且處理成本也較高。對于工業廢水，相關企業應該及時處理，工業廢水處理方式可以參考下面的流程：廢水→調節池→中和池→曝氣氧化池→混凝反應池→沉淀池→過濾池→pH回調池→排放。但如果工廠沒有科學合理對這些污水進行處理，而是直接把污水排放進河流當中，這就會對水環境造成嚴重污染。而節能低碳技術的運用，就可以在一定程度上使工業用水得到很好的回用。通常，工業用水在通過合格處理加工后可以再次利用，也可以用于其他行業的發展，這對于水資源的可持續發展奠定了良好基礎。

4 節能低碳技術在污水處理中的有效應用

4.1 有機能源的回收

在污水處理的過程中，通過運用節能低碳技術就可以在一定程度上去回收并利用有機能源，通過這樣的方式，也可以在一定程度上有效減少資源浪費，同時，還能有效促進節能的效率，這對于實現資源的優化起到了更好的作用。通常，有機能源的來源主要來自于兩個方面，一個是化學排污，另一個是工業廢水。在這兩個來源排放的污水中，所蘊含的有機能源是較為豐富的，但如果在加工處理的過程出現一定失誤，就很有可能造成部分能源的浪費，這會在一定程度上降低了污水處理廠的工作效率，但通過節能低碳技術的使用，就能夠在一定程度上很好回收化學排污和工業廢水中的有機能源，從而進行再利用。同時，在有機能源的處理以及相關的降解技術中，對所需使用的設備也提出了較高要求，因為只有通過先進設備的使用，才可以回收一些廢渣，而這些廢渣的價值就可以減少一定的成本投入，因此，通過這樣的方式就很好地達到了節能低碳的效果。

4.2 太陽能和熱能的應用

眾所周知，太陽能和熱能都屬于可再生能源，所以，科學合理利用能源也可以在一定程度上實現污水處理中節能低碳的效果。如在一些西方國家，已經在污水處理中提出了運用太陽能技術，首先，將吸收太陽能的集熱板鋪墊在搭建好的污水池上面，然后，再利用收集起來的太陽能的能量對污水進行一定處理。同時，在整個污水處理的過程與其他的污水處理技術相比，所消耗的能量只是其他技術的六分之一，而且，還不需要后續維護，只要保證設備能正常運行就可以了，這在一定程度上很好地實現了節能低碳的目標。除了太陽能，熱能在污水處理應用當中也普遍受到關注，首先，可通過利用熱泵的方式對低位熱能進行回收，即污水的溫度就會被吸收一部分，從而使其溫度降低，然后，就可以讓污水的流量達到一個很好的穩定性，最后，將多余的熱量儲存起來，而這部分多余的熱量就可以進行充分利用，成為一個清潔能源。

4.3 設備能效的提升

對于部分污水處理廠來說，采用的都是一些很常規的設備，主要是利用電力資源，所以，在后續的運行過程中要對耗電設備的性能進行一定調整，然后在這個基礎上再去選擇一些有效的措施，這樣就可以在一定程度上節約一部分的電力，從而達到節能減排的目的。首先，可以對輸送泵的出水方式進行一定改造，把堰口的方式改造成管道，這樣就可以大力提升設備的效能。同時，經過這樣的改造方式，可有效降低跌水的高度，或有效控制流出量，這在一定程度上就可以讓輸送泵更好地運行。其次，在曝氣裝置的選擇上，要盡量選擇一些壓力小的局部構件，這樣就可以使曝氣裝置很好地形成一個推流，讓進氧高轉移率和水流斷面可以得到一定的提高。最后，在出水口的的選擇上面，也要盡量選擇一些耐固性較強的管材，這樣就可以減少局部磨損造成的損失，也可以使污水在流動的過程中形成一種自流。

4.4 低碳技術的應用

在污水處理過程中，經常會用到一種物質，即反硝化除磷型物質，這種物質的除磷功能比較強。磷在排放的污水中是經常存在的一種元素，由于該物質會對人體的骨骼系統造成一定的損害，所以，去除這種元素是十分有必要的。而反硝化除磷型物質的使用，能夠在一定程度上有效地去連接脫氮過程和除磷過程，然后使COD進行一定的轉化。通常，這種物質的使用過程是通過在節能低碳的基礎上來進行反應，具有一個很好的有效循環的特征。

4.5 凈化槽環保技術的應用

凈化槽污水處理的主要工作原理是，將全混流好氧生物反應器和平推流厭氧反應器進行一定程度的結合，然后再加以有效運用，但都需要進行厭氧處理。在實際的污水處理中，該技術的優點比較明顯，具有投入成本低，便于運輸，且能把污水中的多種物質進行一次性處理。目前，該技術采用的是更為創新的方法，這在一定程度上是利用了勢能所產生的能量，從而很好地達到了節能低碳的目的。

5 結語

綜上所述，對于我國的污水處理來說，已經在一定程度上確定了方向，就是應用一些節能低碳的技術，這也是全球發展的一個潮流。鑒于此，本文對節能低碳技術在污水處理中的應用進行了探討，首先通過節能低碳的含義和污水處理的現狀引出了節能低碳技術對污水處理的重要性，最后通過具體應用進行了一定總結。