污水處理廠污水處理節能技術與改進分析

趙正清

摘 要： 基于可持續發展的實際需求，水資源利用上推出了諸多不同的技術手段，污水處理技術手段作為其中之一，在實際應用過程中，不僅降低了生態污染，也提高了資源利用率。但一些污水處理技術需要耗費較大能源，因此在后續的技術升級過程中應加強節能技術的改進。基于此，結合實際案例深入分析污水處理廠污水處理節能技術的改進方向、改進思路和具體的改進策略，以求降低污水處理費用、能耗，提高污水處理廠的整體效益。

關鍵詞： 污水處理廠 節能技術 技術優化 控制優化

中圖分類號： TU831文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）02-0071-03

Energy-Saving Technology and Improvement Analysis of Sewage Treatment In Sewage Treatment Plant

ZHAO Zhengqing

（ Hefei 15 Li River Capital Water Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230000 China ）

Abstract： Based on the actual demand of sustainable development， many different technical means have been introduced in the utilization of water resources.Sewage treatment technology as one of them， in the practical application process， not only reduces the ecological pollution， but also improves the utilization rate of resources. However， some sewage treatment technologies require greater energy consumption， so the improvement of energy-saving technologies should be strengthened in thesubsequent process of technological upgrading. Based on this， this paper deeply analyzes the improvement direction， improvement ideas and specific improvement strategies of energy-saving technologies for sewage treatment plants with the practical cases， in order to reduce the cost of sewage treatment， energy consumption， and to improve the overall benefit of sewage treatment plant.

Key Words： Sewage treatment plant； Energy-saving technology； Technology optimization； Control optimization

污水處理廠在環境保護、生態建設、城市發展中的重要性不言而喻，是解決水污染和水資源短缺的關鍵性存在，但其在實際運行中存在的能耗過大問題日益突出。想要在節能降耗的基礎上，展開高質量的水資源處理，還需要對相應的技術手段進行更新、優化，以此打造出科學、高效、節能的運行體系，讓污水處理廠的生態效益得到最大化。

1 項目概況

某污水處理廠項目建設規模為15萬m3，處理工藝采用A2/O工藝，將A2/O工藝與生物處理技術相結合，并對污泥進行土地利用，在減少占地面積的同時，實現對污水的有效處理。該廠設計處理能力為1萬m3/d，采用兩級生物池進行二級污水處理。一級生物池的容積為2 000 m3，生物池容采用一步提升曝氣池設計方式；二級生物池的容積為1 000 m3，污泥處理系統主要包括污泥脫水系統和污泥濃縮系統。通過對污水廠項目建設情況進行分析可知，該污水處理廠建成后將承擔周圍區域的污水收集、處理任務，其建成后不僅能有效解決周圍區域的污水排放問題，還能提高水資源利用效率，促進當地經濟發展。因此該污水處理廠的建設具有重要意義，但在實際運行過程中仍然存在著一定的能耗問題。

2 節能技術分析

隨著社會經濟的不斷發展，工業生產所產生的污水量也越來越多，不僅對環境造成了一定程度上的污染，也會造成水資源的浪費。為了更好地解決污水處理問題，污水處理廠應在節能技術方面進行優化和改進，以提升污水處理效率。污水處理廠是城市污水處理系統中至關重要的一環，然而，污水處理過程中所涉及的技術非常復雜，且由于各地區的水質和氣候條件不同，所適用的工藝也不同。因此，在處理污水時所需要耗費大量的能源。如果能夠采用先進、高效、節能的處理技術來對污水進行處理，將會取得更加理想的效果。而在實際生產中，往往會出現設備老化、運行不穩定等問題。同時，由于污水水質較差、水量較大等原因，使污水處理過程中所消耗的電能和熱能也很大[1]。因此，在實際生產過程中要采取有效措施來提高節能效果，降低能源消耗。節能技術主要包括3個方面：第一是合理設計工藝流程；第二是采用先進的工藝技術；第三是優化設備配置等。在實際生產中，應根據不同的水質、水量和工藝流程等情況進行相應設計。

污水處理是高能耗的行業，能源消耗量占整個污水處理過程的60%以上。目前，我國大部分污水處理廠主要依靠電能來維持運營，能源消耗量大且成本較高。因此，如何降低能耗是污水處理廠面臨的重要問題。隨著排放標準的提高，污水處理廠的處理效果面臨著更高的要求。然而，由于技術、設備和管理等方面的問題，目前部分污水處理廠的處理效果并不理想，不能達到預期的處理效果。因此，如何提高處理效果也是污水處理廠需要解決的問題。常見的節能工藝方案包括如下幾個方面。第一，厭氧生物處理技術。厭氧生物處理技術是一種高效、低能耗的污水處理技術，其主要原理是在厭氧條件下，厭氧微生物將有機物轉化為甲烷和二氧化碳等氣體。這種技術的應用可以有效地降低能源消耗，同時還可以產生能源，具有一定的經濟效益和環保效益。第二，高效節能曝氣設備。曝氣設備是污水處理中重要的設備之一，其能耗也是污水處理廠主要的能源消耗之一。高效節能曝氣設備的應用可以有效地降低曝氣設備的能耗，提高氧氣的利用率，同時還可以提高污水的處理效果。第三，膜分離技術。膜分離技術是一種新型的污水處理技術，其原理是利用膜的孔徑大小不同來分離污水中的懸浮物、有機物和無機物等。膜分離技術的應用可以有效地提高污水的處理效果，同時還可以降低能源消耗和成本。未來的污水處理不僅需要解決環境污染問題，還需要注重資源的利用和節約。通過將污水中的有用物質回收再利用，將其轉化為有價值的資源，如肥料、能源等，從而實現水資源的可持續利用和經濟發展[2]。

3 節能技術改進優化具體措施

3.1 工藝方案優化

優化污水處理流程是提高污水治理效果的關鍵措施之一。通過對污水治理流程進行科學設計和優化，可以降低污水處理的能耗和成本，提高污水治理效果。同時還可以縮短污水治理時間，減少對環境的影響。未來的污水處理流程將會更加注重環保和節能減排，通過引進新的技術和設備來提高處理效率和處理質量。同時還會更加注重資源的回收和利用，通過將污水中的有用物質回收再利用來降低能源消耗和成本[3]。以某污水處理廠為例，本項目污水廠主要處理城市生活污水，水質屬于一級A排放標準。原工藝采用二級生物處理+二沉池+消毒的處理流程，由于該工藝在運行中容易產生污泥膨脹問題，導致處理效果不佳，因此需要對工藝進行優化。本項目原工藝采用的是傳統的活性污泥法，主要利用普通的曝氣池，同時設置了一個初沉池和二沉池，為了避免污泥膨脹問題的發生，在二沉池后設置了污泥回流系統。通過以上操作，能夠使剩余污泥中的有機物得到充分利用，從而降低污水廠運行成本。另外，在二沉池中設置了兩個堰板，每個堰板均為4孔板結構。通過這一設置能夠更好地控制污水和泥水的混合情況，有效降低了污泥膨脹問題出現的概率。由上可知，該污水處理廠引入了預處理技術，可以有效去除污水中的大顆粒雜質、懸浮物、有機物等，為后續處理工藝減輕負擔。科學采用預處理技術，可以平衡處理工藝的負荷，提高污水處理的效率和質量。在實際優化過程中，采用格柵、篩網等物理方法進行預處理，可以去除大顆粒雜質和懸浮物；采用化學方法進行預處理，可以去除有機物和重金屬等有害物質。污水處理廠還可以通過采用高效生物處理技術，如高效微生物反應器、生物膜反應器等，提高污水處理的效率，實現污水處理廠的環保節能目標。

3.2 設備選型優化

引進先進的污水處理設備可以提高污水治理效果和處理效率。同時還可以降低污水處理的能耗和成本，提高污水治理的經濟效益和環保效益。目前，我國大部分污水處理廠所采用的工藝為活性污泥法，其原理是通過活性污泥在水中的吸附、凝聚、沉淀等作用來達到去除污水中污染物的目的。但該方法需要在人工控制下才能發揮作用，且運行過程較為復雜，成本較高，因此，可以將活性污泥法與其他工藝相結合，如MBR工藝、生物膜法等。由于這些工藝的處理效果較好，并且處理過程簡單，在節能方面也具有一定的優勢。該項目所采用的是MBR工藝[4]。MBR工藝主要包括膜生物反應器、膜法生物反應器。由于該污水處理廠采用的是MBR工藝，因此所需要的設備也主要為膜生物反應器，該設備主要包括膜池、膜組件和生物反應器三部分。在設備選型方面，應充分考慮污水處理廠所處區域的水質條件、設備運行狀況以及實際處理需求等因素。在設計時應根據進水水質水量、處理后出水水質等參數綜合考慮選擇合適的膜組件。以上述污水廠為例，原有的污水提升泵站和鼓風曝氣裝置都存在能耗高、效率低的問題。為了解決這些問題，該污水處理廠決定進行設備升級改造。針對污水提升泵站，該廠經過市場調研和實際測試，選擇了型號為D155-67-100的潛水泵作為新的設備。這款潛水泵在額定流量下，每小時耗電量為155 kW·h，揚程為67 m，效率高達92%。相比原來的水泵，這款水泵在流量和揚程上都有所提高，而能耗卻降低了10%以上。鼓風曝氣裝置上，該廠選擇了型號為曝氣頭80的微孔曝氣裝置。這款曝氣裝置采用了微孔曝氣技術，使氧氣利用率提高了30%，同時減少了能耗。在實際運行中，這款曝氣裝置的氧利用率達到了95%，比原來的曝氣裝置提高了10%以上。經過設備選型升級改造后，該污水處理廠的能耗和資源消耗得到了顯著降低。據統計，改造后該廠的年處理能力提高了20%，而總能耗下降了15%。除了上述手段之外，必要情況下還可以通過物聯網技術和云計算技術，實現對污水處理廠的遠程管理和監控，提高管理效率，減少人力成本。另外，可以對現有的污水處理設備進行自動化改造，如使用智能傳感器、執行器等設備，實現對污水處理全流程的自動化監控和控制。

3.3 工藝設計優化

未來的污水處理將會更加注重信息化和智能化建設，通過結合新的技術和設備來實現智慧水務建設。智慧水務可以通過實時監測和數據分析來優化污水處理流程和處理質量，同時還可以提高管理效率和處理效率。在工程設計中，污水處理廠應根據實際情況，合理地進行工藝選擇，以達到節能降耗的目的。在設計過程中，還應充分考慮污水處理廠的用地條件，為工程施工提供便利。在污水處理廠的選址上，要綜合考慮周圍的環境、氣候等因素，選擇合適的區域建設污水處理廠。例如：在該項目中，經過多次選址和考察后發現，該區域周邊的環境較為適宜建設污水處理廠，因此將廠址選擇在了該區域內。在設計中可以充分考慮廠區四周的綠化環境和交通條件，合理地規劃廠區內的土地。污水處理廠在進行設計時要充分考慮廢水、污泥和污泥處置的問題。因此在設計時應該將處理后的廢水和污泥進行妥善處理后才能排放，減少對周圍環境的污染。同時還需要考慮污泥處置問題，主要包括兩個方面：一是對污泥進行無害化處理；二是將其制成有機肥或其他產品。首先需要對污水處理廠的進水水質進行分析，確定進水水質是否滿足要求；其次需要對污水廠內各構筑物、設備進行分析和選擇，以確保所選用設備及工藝的合理性；最后需要確定污泥處置方案[5]。

4 結語

綜上所述，污水處理是環境保護和城市發展的重要環節，對于保護環境、提高水資源利用效率、促進城市可持續發展具有重要意義。為了提高污水處理效果和處理效率，降低能源消耗和成本，需要不斷引進新的技術和設備，優化污水處理流程和管理措施，加強人員培訓和教育，增強環保意識和責任心。同時還需要注重資源的回收和利用，推動智慧水務建設和污水資源化利用，實現可持續發展。

參考文獻

[1]劉春虎.污水處理廠污泥干化技術分析及節能降耗應用[J].中國設備工程，2022（12）：205-206.

[2]王乃亮，黃慧，高磊.污水處理廠污水處理節能技術改進研究[J].資源節約與環保，2022（5）：68-71.

[3]付喻珊.污水處理廠節能降耗技術研究及途徑有效分析[J].資源節約與環保，2021（2）：9-10.

[4]錢福娜，張德同.污水處理廠創新節能措施技術分析[J].節能與環保，2023（6）：69-71.

[5]李升，焦方方，王航航，等.污泥厭氧消化/熱解氣化耦合技術處理市政污泥[J].中國給水排水，2023，39（16）：110-115.