试析当前城市污水处理厂全流程节能降耗优化运行

吕美英

[摘 要] 随着水资源的大量耗损，水资源短缺已日益成为一个全球性问题，我国仍然处于发展阶段以前为了发展经济忽视了对自然环境的保护，目前为了实现经济的可持续发展，我国越来越重水资源循环利用以及污水的处理。但是目前我国的污水处理技术仍有欠缺，污水处理厂全效运行时能耗过大，为了查明污水处理厂能耗过大的原因，降低能耗保证污水处理的顺利进行，研究了其中两种常用工艺的运行状态，希望能够为解决我国污水处理厂能耗过高做出贡献。

[关键词] 污水处理厂；能耗过高；节能降耗

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 108

[中图分类号] TU922.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）07- 0223- 02

1 污水处理工艺流程，以及主要能能源消耗处

污水的处理主要能耗环节在提升机泵、沉砂池、污泥提升、曝气、污泥脱水、格栅机、污泥回流等。

2 主要的耗能结构

2.1 污水提升系统的主要耗能处

污水提升系统主要工作原理是，通过污水处理泵将污水提升到水井口的高度以方便污水的自主流入，所以在这一环节的能耗主要与污水的提升速度以及提升量有关，同时提升机泵的工作效率以及提升高度也是非常重要的。在这一工艺流程中提升机的能耗占26%左右，在这一环节中一台提升机大概拥有五台机泵，其中两台是留作备用的。在这种情况下在购买提升泵时主要得考虑水泵的工作效率，高效率提升泵全天工作下来节省的能量也是相当可观的。然而在实际工作中造成提升泵不能以最大效率工作的主要原因是污水处理厂的进水量不能满足提升机以最大效率工作所需要的水流量。

2.2 曝气系统的主要能耗

污水处理的过程中少不了微生物的分解这一步骤，然而微生物的活动往往少不了氧气，曝气系统的意义就在于在污水中溶解足够的氧气，以便在下一步的处理过程中微生物能够有足够的氧气来维持活动。

针对溶氧量环节，在前几年的研究中发现实际工作中溶解氧气的量远远大于正常需要的最佳氧气溶解量，在氧气过多的情况下容易造成污物分解过快，水中缺乏营养，从而使污泥老化。更重要的是这种情况下能量的消耗将会大大增加进一步造成能源的浪费。

曝气系统的另一个主要耗能环节就是污泥处理系统，在这一环节中消耗的电量甚至能够整个污水处理系统消耗总电量的13%甚至更多。这个环节中一般需要3～4台脱水机，不间断的轮流进行工作，脱水机在实际工作中污泥的处理量却远不及它设计的实际应有工作效率，如果不能以最大的效率工作，污水处理能源的消耗量将会大大的增加，进而也就在成污水处理厂能耗过高不能正常运行的现象。.

3 降低污水处理能耗的主要方法

3.1 如何提升提升泵的工作效率

整个污水处理过程中提升泵是主要的动力消耗系统，想要做到降低能耗不仅要让它工作在最大工作效率状态，同时还要进行节能设计，降低提升泵能量消耗量的主要方法有以下几种：第一，确定合适的提升泵功率。第二，结合水流量的变化确定合理的转速排水量等。随着季节的波动，不同的时间段内污水厂的进水量也各不相同，要根据不同时段水流量的不同，确定合理的功率，以降低能耗。

3.2 曝气系统的节能途径

由于曝气系统向曝气池供氧具有多变量、高相关、非稳态、大滞后等特点，国内大部分污水厂是通过操作人员对当前工艺运行情况和溶解氧测定值与设定值的偏差分析，根据经验调节曝气设备的开启度来控制池内的溶解氧浓度以适应微生物反应需求，这种方法对溶解氧的调整大大滞后于系统的需求变化，严重影响处理效果。为了保证处理效果，设计人员选择风机时往往要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，过量供氧以满足最大负荷时的需要，从而造成曝气量与实际需气量相差过大，使得曝气单元能耗较高。借鉴国外的经验合理的方法是对溶解氧进行在线检测，及时反馈给供氧系统及设备以同步调整，将曝气系统设计为定速加变速相结合的组合方式：①定速设备按平均供氧量选择，定速运转以满足基本需氧量；②调速设备变速运转以适应需氧量的变化；③需氧量波动较大时通过增减运转台数作为补充。

3.3 污泥处理系统节能途径

污泥处理系统的能耗主要是由于脱水机选择过大而造成大部分时间不在高效段工作，同时，为了提高污泥的脱水性能而投加过量的絮凝剂。因此设计人员应该精确计算污泥产量及含水率等，合理选择脱水机的台数和能力，最好通过试验来确定絮凝剂的投加量。

4 结 论

污水处理系统的能耗主要在污泥的处理环节中，这一环节消耗的能量占整个污水处理系统能耗的55%甚至更多，其次就是污水提升系统和供氧系统，它们分别占总能源消耗量的24%和12%左右。只要降低了它们三者的能源消耗量，污水处理系统的能耗过高问题就能够得到解决。首先就是要精确计算提升泵合理工作状态，不能够估算，也要根据水流量的变化确定合理的工作功率。其次溶解氧系统中主要是氧气的溶解量不要偏高，配合其他设备的工作效率，以及污水量微生物量等确定合适氧气溶解量。最后就是最耗能的污泥处理系统了，这一环节中要始终保持脱水设备工作在最高效率状态，并根据情况适量添加絮凝剂等，以达到节省能源的目的。

主要参考文献

[1]徐晓宇，李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].给水排水，2009，35（12）：47-50.

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[3]袁宏林，王晓昌.DE型氧化沟的脱氮、除磷过程[J].西安建筑科技大学学报：自然科学版，2002，34（1）：34-37.