小型城鎮污水廠節能降耗分析

南寧市地下管網和水務中心 段磊

城市污水處理可以對城市用水環境進行優化，對我國經濟實現可持續續發展具有積極影響，但是同時也存在能源浪費問題。結合以上內容，城市污水廠需要進行節能降耗工作，結合具體情況來進行分析和探索。

一、城鎮污水處理廠的能耗現狀

污水處理廠的污水處理原理就是通過一定的技術手段將污水中的污染物和雜質分離出來，獲得能夠達到一定質量標準的水源。以往的污水處理廠建設只是為了減少污水對于環境的污染，對于處理后的水源質量要求相對較低，但隨著我國水資源短缺現狀愈發嚴重，污水處理廠處理后的水源用途逐漸增加，要實現水資源利用效率的提升，進行循環再利用，污水處理技術要不斷進步，這在一定程度上加大了污水處理廠的難度，污水處理廠需要消耗更大的能源資源，成本更高。而高能耗的污水處理也是對城鎮資源的一種消耗，也會造成一定的污染，因此，城鎮污水處理廠只有不斷進行技術提升，才能做到節能降耗的同時，實現污水處理的目標。當前常武地區城鎮污水處理廠的工藝主要采用 A2 /O+轉 盤過濾器+消毒（主體工藝），工藝流程：進水→粗格柵→污水提 升泵→細格柵→沉砂池→ A2 /O生化池→二沉池→轉盤濾池→ 消毒→排入河道。據資料統計上述流程中，二級處理單元耗能最大，大約占整個污水廠總能耗的69%；其次是預處理單元，約占總能耗的21%，污泥處理單元等其他約占總能耗的10%。由此可見，節能潛力最大是預處理與二級處理單元，其次是污泥處理單元。因此節能應從這三個處理單元著手，對其主要設備的運行狀態及運行方法進行挖掘，從而實現整個污水處理系統的節能。

二、城鎮污水處理廠的能耗分析

（一）電耗

對于城市污水處理廠每年的用電數據需要進行深入分析，可以認識到消耗電量占據了總電量的3%，未來我國人口數量將會不斷增長，因此未來污水處理廠消耗電能將會增加20%左右。消耗的電能現如今正在逐年增加，因此可以得知在電能消耗方面具有巨大的節能空間。城市污水處理廠對于電能消耗情況需要加強控制，能夠結合污水處理的具體情況來展開分析，對處理環節進行深化，了解究竟是在哪些環節消耗了大量電能，曝氣處理、污泥處理、污水提升等環節都消耗了大量的電能，但是其中曝氣處理消耗電能較多，主要是因為該環節采用了鼓風機設備。

（二）藥耗

城市污水處理廠在污水處理過程當中需要進行生化反應，在此過程當中進行化學除磷，在這個過程當中需要聚合氯化鋁，并且在污泥脫水系統當中添加絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）。污水廠在運行環節對于藥劑投放計量和時間都需要進行控制，但是目前缺乏智能化，導致絮凝效果并不好，需要加大藥劑的投放量，在這個過程當中，污水處理成本就會提高，但是同時降解性能沒有得到有效發揮，會對環境造成二次污染。

（三）水耗

當前污水處理廠在水回用系統方面沒有進行深入分析，導致內部系統不夠健全，污水處理工藝需要對用水情況進行分析，出水標準在處理過程當中能夠得到充分利用，避免污水處理廠內部水資源消耗過大現象，否則就會出現凈水資源消耗過大，加大處理成本。

三、城鎮污水處理廠能耗特點分析

城鎮污水處理廠需要進行二級處理，污泥處理和生化處理過程當中都需要消耗大量能源，需要對消耗能源情況來進行分析。其中一部分的污水處理廠在節能方面具有很大的潛力，目前水平達到了發達國家20世紀初的水平。但是在經濟和技術方面可能會受到發展限制，城鎮污水處理廠的水回用系統不夠完善，需要增加新鮮水耗。能夠根據以上情況來對城鎮污水處理廠能耗特點進行分析。

（一）能耗整體較高

污水處理廠在運行環節可能會消耗大量的費用，其中能耗費用占據了40%左右，可以得知我國城鎮污水處理廠的能耗整體偏高，城鎮污水處理廠的運營成本在不斷增加，因此在污水處理過程當中缺乏高效性和持久性。

（二）電耗差異較大

污水處理當中主要的能耗就是電耗，并且在整個能源消耗當中占據較大比重。一、二線城市和三線城市的污水處理廠相比電耗差異較大，需要根據統計結果來進行深入分析。一線城市污水處理電耗為0.073kW·h/m3，二線城市的污水處理電耗達0.325kW·h/m3，三城市的污水處理電耗0.150kW·h/m3，二、三線城市污水處理廠的電耗居然比一線城市多兩倍到四倍，因此在污水處理過程當中，需要根據具體設備來進行深入分析。

（三）運營成本較高

電耗目前是影響城鎮污水處理廠運營成本的關鍵，市場化的不斷推進，越來越多的城鎮把政府包攬的污水處理廠工作交給企業來進行運營，但運營過程當中，城鎮污水處理廠的運營成本包含眾多，占據比重較多的就是運營電費和藥劑費。

四、城鎮污水處理廠的節能降耗措施

（一）污水提升系統的節能措施

污水處理廠在開展工作過程當中需要對水泵加強重視，因為水泵設備在運行過程當中會消耗大量的電能，需要對水泵的運行效能進行充分分析，泵房需要實現自身的節能效果，有助于達到污水處理廠節能降耗的目標。首先，需要對水泵進行科學分析，充分發揮水泵的節能功效。污水處理廠設計環節，污水處理系統總水位差的計算需要和地形情況進行密切配合，進行詳細計算，促進水泵工作運行更為合理。與此同時可以利用可調堰代替固定堰，淹沒堰代替非淹沒堰，建筑物也需要進行合理布局。其次，設備的管理和更換工作需要加強重視，積極推動節能工作得到進一步發展。現如今部分污水處理廠泵房效率較低，設備能耗較大，連續調節水量工作無法得到實施，出現了污水處理廠能耗較大的現象，因此需要加強水泵改造工作，充分實現水泵節能效果。水泵改造環節需要對調頻速度技術進行充分利用，能夠在污水提升系統當中進行有效運行，對泵站設備進行合理搭配，有助于提高水泵的運行效率，減少電網對于水泵運行過程當中的沖擊。

（二）曝氣系統的節能措施

首先，曝氣系統規模需要結合實際情況來進行完善，水處理廠設計環節，高峰或者是日高峰都需要氧量來對曝氣系統的規模進行控制。曝氣系統運行環節，能夠采取有效措施來進行控制，避免氧氣不足問題出現，積極推進活性污泥濁得到進一步的運行，避免對水質造成負面影響。其次，曝氣設備在選擇過程當中需要對供養能力和調節能力進行深入分析，系統運行效率和設計規模都能夠得到提升，在應用過程當中需要把握內部的相關聯系，對調整工作加強重視。在設計過程當中，供氧能力和調節能力需要進行深入分析，有助于實現曝氣設備的選擇，積極推進曝氣系統節能工作。然后，風量需要加強控制，污水處理廠在工作過程當中需要借助風量來對氣閥進行調節，變頻調速系統需要得到充分的發揮，實現對風量的自動控制，節能效果能夠得到有效發揮。最后，反應器結構設計要和氧傳遞進行密切結合。

（三）污泥處理系統的節能措施

泥污脫水系統在應用過程當中可以對泥污進行有效處理，但是在設備應用過程當中會損耗較多的能源。首先需要對每個環節的關系進行充分把握，應用高效絮凝劑，電耗和用水量都需要進行科學調整，壓濾機效率也能夠得到提升。在污泥處理過程當中需要采取以下兩種措施來進行節能工作的開展：（1）高效低能耗設備的應用。現如今，我國正處在科學技術不斷發展的背景之下，城鎮污水處理廠的相關設備也能夠進行更新，降低水資源的消耗，實現節約用水，在運行過程當中避免設備磨損問題的出現，運行成本低，因此在應用過程當中具有廣泛的空間。（2）厭氧沼氣的利用。厭氧處理過程當中會產生甲烷沼氣，沼氣能夠得到二次利用，節能價值高，可以用于居民住宅使用，消化池和污水廠都能夠進行加溫取暖。在我國大中型城市污水二級處理廠就會采用沼氣來進行發電工作，對用水量進行積極補償，減少污水廠的電能消耗，節約運行成本。

（四）藥劑消耗節能措施

污水處理廠的藥劑消耗需要根據絮凝劑使用情況來進行分析，我國有數百家水處理藥劑生產廠商，品種眾多，年產量能夠達到二十余萬噸。因為絮凝劑產品不同，因此需要充分發揮自身高效性，才能夠提高污泥絮凝效果，泥污處理過程當中需要把節能降耗工作作為重點。藥劑費用的單價需要進行綜合考慮，積極推進降低運行成本的目標得以實現。污水處理廠泥污在處理和應用過程當中需要選擇高效、具有性價比的絮凝劑，對于絮凝劑使用情況來進行充分分析。結合以上內容，脫水效果需要滿足具體條件，然后輕松降解，避免二次污染問題的出現。結合絮凝劑體情況來展開深入分析，包含衍生類別較多，主要是能夠替代傳統聚丙酰胺絮凝劑的使用。實踐經驗積累具有重要性，可以對絮凝劑進行有效判斷，減少浪費問題的出現，利用高分子絮凝劑和相關混凝劑來進行藥液配置，濃度情況和投放量都需要作為重點進行分析。絮凝劑設備在應用過程當中需要對日常保養和維護工作加強重視，保證計量準確性，減少誤差問題的出現。

（五）節約自來水途徑

污水處理過程當中需要提高清潔水的利用效率，在工藝選擇方面需要結合自身條件，對水回用系統進行優化。目前污水處理廠的脫水反沖洗在應用過程當中具有重要的影響和意義，能夠降低自來水使用量，實現資源有效利用，并且充分節約成本。

（六）節約電能源的使用

污水處理廠需要積極推進節能減排工作的開展，減少電能消耗，因此需要對機械設備加強重視。水泵在應用過程當中耗電量較高，并且運行時間過長會導致工作效率降低。因此污水處理廠需要設定固定時間，然后交替開展水泵抽水工作，能夠充分提高設備運行效率。

（七）合理規模和建設污水處理廠

首先，需要保證污水處理廠周邊的水質和環境參數具有可靠性，否則會對污水處理廠當中建筑物容積、電氣機械設備數量和參數選擇的準確性造成負面影響，具體體現在最終造價和后期運行方面穩定性受到影響。可以得知進水BOD5 值和曝氣池處理過程當中構筑物容積之間呈現正相關聯系。需要對污泥負荷、混合液懸浮固體平均濃度和泥齡曲取值保持在正確范圍之內，生物反應池的容積可能會受到BOD5 值大小的影響。同時需要認識到曝氣鼓風機參數和設備數量都與 BOD5 值具有一定的聯系。其次，需要對污水處理量進行充分了解，水量主要和當地經濟發展程度、城市排水方式、人口數量、工業廢水量和規劃年限具有直接的聯系。在污水處理廠建設過程當中需要對當地的具體情況進行充分的了解，數據需要具有準確性和真實性，由此才能夠推動未來發展規劃得到充分實現，并且需要對污水廠的日處理能力進行確定。最后需要根據目標水質和處理量的具體情況來選擇經濟合理的建設方案。

（八）其他消耗降耗節能措施

采用一定量藥劑來進行泥污消毒工作，對于污水處理廠的發展來說具有積極的影響和意義。藥劑在應用過程當中會出現消耗問題，雖然消耗量不多，但是也需要采取有效措施進行節能工作的開展。生物除磷技術在應用過程當中不需要藥劑，污泥量也在逐漸減少。高分子混凝劑能積極推動化學除磷工作，了解藥劑的消耗情況，泥垢的脫水性能能夠得到提升，在應用過程當中實現節能降耗的目標。

五、城鎮污水處理廠節能降耗發展前景

城市發展離不開污水處理，并且目前城鎮污水處理廠正在對污水處理節能降耗技術進行深入研發，未來污水處理廠還會進行技術改革，由此可以實現污水處理的低能耗和高效率處理目標。污水處理系統主要包含污水管網、污水泵站、污水處理廠，需要對污水處理設施進行高效、安全處理，然后需要讓污水排放達到相關標準，還需要實現節能降耗的目標，不斷提高污水處理系統的管理運行能力。相關企業積極研發污水管網與污水處理廠聯合的調度與運行系統，實現聯合調度和優化運行，促進安全管理得到進一步的發展。目前該系統主要是引進現代先進的信息技術和互聯網技術，實時監測來對能源進行聯合調度，實現優化運行。與此同時，現代的GPS和PCL技術也能夠得到有效發揮，利用儀表和攝像功能來展開具體操作，系統人工智能和設備數據能夠實現共享，監測和管理的準確性能夠得到提升；該系統在智能調度方面也發揮重要的作用，有助于系統實現安全運行。并且該系統在無錫市城北污水處理廠已經得到了實際應用，取得了相應的成果，有助于填補我國水處理行業的空白，實現經驗模式向數字模式的轉變，推動智能調度轉型，發揮示范工程的作用，為污水處理廠節能降耗工作在未來指明了發展方向，促進我國污水處理廠得到進一步的發展。

六、結束語

綜上所述，現階段我國人民生活水平不斷提高，促進了人們污水處理意識得到了進一步增強，能夠積極推進污水處理工作。污水處理過程當中可能會受到多方面因素的影響，需要結合影響因素來進行分析，來對污水處理技術進行探索和研究，節能降耗理念需要和污水處理技術進行充分融合，促進我國污水處理工作得到進一步發展，能源消耗問題得到減少，降低運行成本。