污水处理厂节能降耗区域性评价管理研究

乔 莹，栗建华

（长治市环境信息中心，山西 长治 046000）

污水处理厂节能降耗区域性评价管理研究

乔 莹，栗建华

（长治市环境信息中心，山西 长治 046000）

污水处理厂节能降耗评价体系在污水处理厂监管、绩效评价中具有重要意义。根据已有评价体系提出了改进的、具有区域特色的评价指标及标准值体系；并应用于长治地区污水处理厂的绩效评价。结果显示，该指标体系能够较好地评价该地区不同水平的污水处理厂，且评价结果有助于改进其能效与物效。建议通过奖励与补贴等措施提升区域污水处理厂绩效。

节能降耗；污水处理厂；长治

随着国家对环境保护工作的高度重视，污水处理厂数量逐步增加。截止2008年7月，全国已建成污水处理厂1，470座，标志着我国污水处理事业的逐渐成熟。然而，如何管理这些数量庞大的污水处理厂，又成为各级管理机构亟待解决的一个难题。

目前，我国污水处理厂及其管理机构尚处于“粗放式管理”阶级，主要表现在两个方面：（1）管理目标单一。大部分污水厂只专注于出水达标，对于节能降耗关注不足。（2）管理手段过时。随着污水处理行业的日趋完善，污水处理厂及其管理机构对“精细化管理”的需求将逐年增加，而绩效评估体系的运用和完善成为一种发展趋势。

1 评价体系调整及标准值计算方法创新

本研究参照杨凌波等指标体系和标准值算法[1]，在此基础上，对该指标体系进行了调整。

1.1 指标调整

在实际应用过程中，对原指标体系在指标设置方面进行如下改进。（1）考虑到大部分污水处理厂的设备能耗和单元能耗难以区分，因此，采用单元能耗代表设备运行情况，不再考虑设备能耗。（2）引入生化单元相关的新指标[2，3]。理想曝气能耗值与实际值的差异，即为污水处理厂的节能降耗潜力。

1.2 标准值计算方法的改进

在标准值计算方面，进行了以下改进。

1.2.1 化学除磷标准值。本研究采用较为通用的过量系数B和药剂相对分子质量N，计算处理单位质量的磷所需的理论药剂使用量[4]。公式如下：

式中：dTP=TPinf-TPeff代表磷的去除量，B为最适过量系数，采用常见值2。

1.2.2 理想曝气能耗。由于不同季节的水温存在差异，特别是夏季和冬季，所以本研究根据不同两季的水温计算各个季节的理论曝气能耗，并加和汇总[2，5]。即：

S22，Sum，S22，Win和 S22，Ann分别代表夏季、冬季和全年的生化单元单位污水能耗的标准值。本研究假设春夏与秋冬季节时间长度相等，因此采用均值计算年均值。

优化指标体系见表1。

考虑到本研究进行的是区域性研究，因此，对长治市及周边地区作为标准值计算区域范围。

为保证污水厂的代表性和参考价值，严格按照“工业废水比例<30%”，“出水水质年平均值达标”的标准对区域范围内的污水厂进行筛选。

由于缺乏数据支持，其余指标的标准值和得分计算主要采用参考文献[1]（表2-4）给出的处理方式。

2 结果与讨论

采用上述改进后的节能降耗评价体系，对长治市所属4座污水处理厂2008年的运行数据进行评价，其计算指标值如表2所示。表格空白部分为缺少数据或无该流程，如A、D厂不进行化学除磷，则E31值为空。

图1 指标得分情况

2.1 绩效体系的合理性

由图1可以看出，具有区域特性的11和12指标能够较好地将污水厂节能降耗绩效水平加以区分。而21、22和23指标的区分能力较差，表现一般的污水厂也能够得到满分。改进的31指标具有一定的可操作性，标准值也较为合理，32指标存在区分性能较差的缺点。

从指标相关性来看，单位总污染物去除能耗与控制策略应用水平相关系数R=0.759具有强相关性，说明改进控制策略对于提高污染去除效率，同时降低能耗具有重要意义。

2.2 各厂绩效比较与改进

A厂在单位能耗指标上表现较好而各单元指标稍差（见图2），各个处理单元的能效仍有较大的提升空间。特别是曝气单元，可考虑根据进水负荷的变化规律，采用时序或编组控制的方式运行曝气转刷，以提高曝气单元的能效。药耗和仪表维护表现较好，可维持现状。

图2 总体得分情况

B厂和C厂在能耗各指标上均表现良好。在化学除磷上，C厂所耗药品远少于B厂，物耗效率较高，B厂具有较大的降耗潜力，得分也充分说明了这一点。C厂仪表设备和自控策略表现最优，得分均大于等于85分，说明其仪表维护和自控水平已达到国内领先水平。D厂能耗总体表现较好，但12指标得分为0，主要是由于其未能充分发挥A2/O工艺的高效特点。需要通过应用更高级的控制策略，以提高曝气单元的能效，发挥工艺特点。

总体来看，绩效水平由高到低依次为：C厂>B厂>D厂>A厂，C厂能效、物效水平为优，B、D厂为良，A厂为中。除A厂在能耗上急需改进外，各厂的能耗、物耗、仪表与自控均优于全国平均水平[6]，说明该地区总体技术和管理水平较优，但仍存在节能降耗潜力。

3 结论与建议

本着“以评促进”的原则，区域环境管理部门应对表现优良的污水处理厂给予嘉奖，以促使其他污水处理厂产生节能降耗的积极性和主动性。对于落后的污水厂，政府应投入部分人力物力，给予技术支持，帮助其提高运营管理水平，改进绩效，从而从整体上改善区域污水处理厂的能效、物效。

（1）通过结合地区实际情况优化指标、计算区域标准值，可得到改进的、具有区域特色的评价指标及标准值体系，适用于不同地区污水厂、不同需求的绩效评价。

（2）本研究提出的污水处理厂节能降耗绩效评估体系能够较好地区分该地区不同水平的污水处理厂，且评价结果有助于改进污水处理厂能效、物效。

（3）山西省长治地区总体技术和管理水平较优，但大部分污水厂仍存在节能降耗潜力。应通过奖励与补贴制度并进机制全面提升区域污水厂绩效。

（4）建议相关管理部门应加强对污水厂单元细节能耗的收集，更新计算标准值，增加评价体系的区分性能，使评价结果更具实用性和可操作性。

［1］Lingbo Yang，Siyu Zeng，Miao He，Jining Chen，et al，（2009）An Approach to Performance Assessment SysteMfor WWTPs with Emphasis on Energy Saving and Chemicals Consumption Reduction.［C］2009 3rd International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering（iCBBE 2009），1-4.

［2］Lingbo Yang，Siyu Zeng，Jining Chen，Miao He，Wan Yang，et al，（2009） Operational Energy Performance Assessment SysteMof Municipal Wastewater Treatment Plants.［C］Water and Energy International Conference（IWA 2009），1-11.

［3］王希希.城市污水处理行业发展及其标杆管理体系研究.硕士学位论文［D］.北京：清华大学环境系，2004.

［4］念东，王佳伟，刘力超等.城市污水处理厂化学除磷效果及运行成本研究［J］.给水排水，2008，34（5）：7-10.

［5］林荣忱，李金河，林文波.污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径［J］.中国给水排水，1999，15（1）：21.

［6］杨向平.中国城镇污水处理厂汇编［M］.北京:中国城镇供水排水协会，2006.

Abstract：The energy-saving evaluation systeMofwastewater treatment plant has great value in both supervision and performance evaluation.With synthesizing the existing evaluation system，the regional feature evaluation index and standardized systeMwere put to apply and improve the performance evaluation in the wastewater treatment plant in Changzhi.The results indicated that this evaluation index can better evaluate wastewater treatment plants of different levels in the area.Besides，it can be used to improve the energy efficiency and materials efficiency of a wastewater treatment plant.Some management strategies such as rewards and subsidies are proposed to improve the wastewater treatment plants'performance.

Keywords：energy-saving；Wastewater Treatment Plant；Changzhi

（责任编辑 王建华）

The Regional Evaluation and Management on Energy-saving and ConsuMption-reduced in Wastewater Treatment Plant

QIAO Ying，LIJian-hua
（Environmental Information Center of Changzhi，Changzhi Shanxi046000）

X703

A

1673-2014（2010）05-0027-03

2010—08—23

乔 莹（1973— ），女，山西河津人，工程师，主要从事环境工程及环境管理工作研究。