浅谈污水处理厂节能减排实现的途径

孙钧

（扬州公用水务集团有限公司江苏扬州225009）

浅谈污水处理厂节能减排实现的途径

孙钧

（扬州公用水务集团有限公司江苏扬州225009）

污水处理厂是现代城镇建设必不可缺的节能减排设施，是一个地方生态文明建设成效的基本要求和重要标志，对构建资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。本文将结合现代光伏节能技术，提出要积极推进污水处理厂能源与资源的综合利用，从而为我国污水处理厂发展提供了方向性的思路借鉴与参考。

污水处理厂；节能减排；实现途径

污水处理厂是现代城镇建设必不可缺的节能减排设施，是一个地方生态文明建设成效的基本要求和重要标志，对构建资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。改革开放以来，随着现代化、城镇化进程的加快，我国大力加强污水处理厂建设，并取得了很大的初步成果。根据住房和城乡建设部公布的统计数据，截至2014年底，我国城镇已经累计建成污水处理厂3717座，污水处理能力已达到1.57× 108m3/d，污水处理厂在改善城镇水环境方面发挥了重要作用[1]。

当前，从整体上来看我国对污水处理厂建设和排放标准越来越高，污水处理综合能力显著提升，但依然存在一些问题，主要表现为运行成本较高、运行过于简化、能源消耗整体较高、不同级别城市的污水处理厂电能消耗差异较大等。本文根据我国污水处理厂的实际情况，基于相关的理论和实践基础，就我国城镇污水处理厂节能减排的实现途径问题进行研究和探讨。

1当前我国污水处理厂能源消耗的现状

根据国务院及住建部等相关要求，所有城市都应建立污水处理厂。当前，我国的污水处理厂主要集中在县级以上城市，乡村及以下一级建立污水处理厂的较少。从整体上来看，我国对污水处理厂的建设和排放标准越来越高，大多污水处理厂的污水处理综合能力显著提升，但在污水处理和能源消耗方面依然存在一些问题。

1.1污水处理厂运行过于简化

按照国家要求，大多城镇的污水处理厂都购置和设立了健全的污水处理工艺设备，但在实际运行上存在过度简化的问题，一些污水处理厂为节约运行成本和费用，只是简单的对污泥进行处理并将其随意堆放，有的甚至只是在应付检查时处理一下，造成一些城市出现“污泥围城”的严重问题。

1.2污水处理厂的能源消耗整体较高

如表1所示，在据相关统计数据，在污水处理厂的整体运行费用中，能耗费用占了总运行费用的43.5%，因此我国污水处理厂是一个能源消耗整体比较大的行业和产业。近年来，随着世界能源危机的加剧，能源价格节节攀升，一些污水处理厂因为自身能耗较高，使得全厂运行费用节节升高，造成利润无法填补成本的情况，从而影响了污水处理厂的持续工作和发展。

表1污水处理厂运行费用情况

1.3不同级别的城市污水处理厂的电能消耗差异较大

电能、燃料和药剂是污水处理厂在运行过程中主要的能源消耗，其中电能消耗所占比例最高，并且一级城市与二级城市污水处理厂的耗电差异较大。一级城市污水处理厂耗电为0.073kW· h/3，而二级城市污水处理厂的耗电高达0.325 kW·h/3，是一级城市的4倍多。因为，与一级城市污水处理厂不同，二级城市污水处理厂除了需要进水泵、污泥处理机械、附属建筑方面的耗电外，还有回流污泥泵、曝气池供养设备、污泥处理方面的电能消耗[2]。

1.4污水处理厂的运行成本较高

随着越来越多的污水处理厂由政府包揽变为市场化经营，污水处理厂的运营成本问题成为决定污水处理厂可持续发展能力的关键。污水处理厂的运行费用主要包括管理费、折旧费、动力费、维修费、人工费等，如表2所示，从当前的实际来看，我国污水处理厂的运行成本较高，其中管理费和折旧费占了一半以上的比例。

表2污水处理厂运行费用情况

2污水处理厂的节能减排方式与途径

加强污水处理工作力度，提高污水处理效率和效果，是污水处理厂实现节能减排目标的重要手段和途径。具体而言，要实现污水处理厂的节能减排目标，应从以下几方面入手。

2.1在工艺优选中实现节能减排

污水处理工艺设备对投资和运行成本具有初始性和长期性的重要影响，也决定了能耗和排放量的水平。因此，在污水处理厂建设过程中，要积极选择技术先进、运行成本高、处理效率高、排放物较低、操作和维修简便的工艺设备。例如：一级处理设备具有能耗低、投资少、管理简单等优点，选用一级处理设备要注意去除有机物，选用中和的方法，通过强化分离、沉降、絮凝等工序，提高格栅、沉砂池的效率，从而降低二级处理的运行负荷与成本，达到强化一级处理的效果，最终实现系统节能的目标。二级处理设备，则可以选用深井曝气式的活性污泥法系统实现节省土地的目的，采用厌氧技术来减少产生污泥的整体体积和降低污泥后续处理费用，采用生物膜处理法进行维护管理，采用A2/O工艺来对污水进行处理，从而实现整体的节能和减排目标[3]。

2.2在高效装置中实现节能减排

在污水处理厂的整体运营费用中，电能消耗所占比重比较高，因此采取相应的节能减排措施，应从耗电设备入手才能大有可为。厂区污水处理厂的耗电部位主要集中在曝气装置、输送泵及其他耗电设备。其中，曝气系统耗电占总能耗的绝大部分在40%～70%，污水提升耗电约占总能耗的10%～20%。因此，可以采取有效措施对初次提升泵、剩余污泥泵、污泥回流泵、内回流泵、反应器深度、气泡液体接触时间等进行优化，从而节省人力物力财力，实现污水处理厂的节能减排目标。

2.3在污水提升过程中实现节能减排

污水提升泵，是污水提升过程中所消耗能源最大的设备，但其具有很大的节能减排空间。而我国目前的具体情况是，在设计污水处理厂的高程时，相关数据普遍都偏高，从而造成提升泵的设计扬程也普遍过高，以至于污水处理厂的整体电耗量较大。因此，为减少污水处理厂的能耗，应对污水提升泵进行进一步的节能改造和设计，从而促使污水提升过程能够实现节能减排。

2.4在污水处理过程中实现节能减排

污水处理过程是消能的关键和核心部分，因此要积极关注这部分的技能减排举措。一方面，可以通过对曝气系统进行节能改造，从而降低污水处理厂的整体能源消耗量，这就需要对曝气装置进行合理的设计，并在具体的操作过程中进行科学控制，才能有效提高整个曝气系统的总能效指数。另一方面，选择曝气设备时要充分考虑其调节能力和供氧能力，从而有效地避免能源的浪费。此外，在选择鼓风机时，可以选择变频调速风机，这样才更有利于便捷操作和减少故障，从而实现合理控制风机风量的目的，最终达到节能减排的整体效果。

2.5在污泥处理过程中实现节能减排

污泥处理中，在严格按照章程指导进行科学操作和合理运行的前提下，可以投入适当的高效絮凝剂，从而减少污泥脱水系统的整体能源消耗量。在设备优选上，要积极选择效率高、能耗低的设备，努力降低和减少设备的磨损率，努力降低整体的运行费用，进而节约污泥处理系统中造成的能源消耗量。同时，要充分发挥厌氧沼气的功能和作用，通过燃烧沼气来实现加温、取暖发电来降低电能等综合性效果。

2.6在管理创新中实现节能减排目标

现阶段，我国的污水处理厂管理模式还比较传统和落后。大多污水处理厂还在主要依靠政府来建设和运营。这种管理模式容易造成资源的浪费，并不利于处理厂运行效率的提高，从而严重阻碍污水处理企业和行业的持续健康长远发展。在社会主义市场经济不断改革和完善的情况下，应积极顺应社会发展态势，努力推进污水处理厂建设运营的市场化、产业化和专业化。例如：可以采取政府委托专业污水处理公司进行管理的模式，由专业污水处理企业进行集中管理，也可以将污水处理厂由事业单位进行改制从而实现企业化管理。此外，一些地方试行的托管运营模式、供排水“一体化”模式、“移交—运营—移交”模式、“建设—运营—移交”管理模式、公共部门与私人企业合作模式等都可以积极借鉴和采用[4]。

3促进污水资源与能源综合利用

随着我国污水处理厂市场化水平的不断提升，行业竞争的剧烈程度越来越大，水价微利趋势越来越明显。要充分利用现代光伏节能技术，积极推动污水的能源化以及污泥的减量化、资源化，不断提升污水处理厂资源和能源的综合利用水平和效率。

3.1对热泵系统改造，实现污水热能利用

可以将污水热能作为厂内制冷、制热的自用型能源，也可以通过不断开拓市场，以合理价格为周边用户提供制冷和供热服务，从而实现污水热源的资源化和经济利益化。比如：扬州市洁源光伏发电股份有限公司的六圩污水处理厂光伏电站和汤汪污水处理厂光伏电站，这两个项目都是污水处理和光伏发电的创新融合设计，为清洁能源应用与污水处理行业的示范项目。其中六圩污水处理厂的光伏发电站充分利用了生物池、水解池、二沉池、高密度沉淀池上部空间；汤汪污水处理厂光伏电站则充分利用生物池上部空间，且二者都实现了土地资源的二次利用。六圩污水处理厂的光伏电站的装机容量5.925MW，预计每年发电量逾590× 104kW·h；汤汪污水处理厂光伏电站的装机容量为3.28MW，预计煤电发电量逾320×104kW·h，两个项目的电量可全部用于污水处理，有力促进了污水处理厂的节能减排。

3.2售卖污泥中所提取的各类副产品

在污泥处理过程中，会产生沼气、鸟粪石等具有较高再利用价值的各类副产品。对于沼气，可以通过并网销售，或者自建沼气加气站实现直接销售，从而实现经济价值。鸟粪石具有氨、磷等重要有机成本，可以积极与农资部门和企业联系，将其作为一种缓释肥料，将其在化肥市场进行销售，从而获取较好的经济收益。

4结语

在建设生态文明的新常态下，节能减排是我国必须长期坚持的战略选择，污水处理厂在实现节能减排中承担着重要的任务和使命。当前，我国污水处理厂面临的节能减排形式依然比较严峻，集中基础设施设备建设和运行管理费用是问题的关键所在。要实现污水处理厂节能减排的高效目标，努力在提高投资效率、更新污水处理设备、提升污水处理方法、优化厂内管理秩序、增强污水处理厂整体可持续发展能力上下功夫，积极借鉴和引用世界各国的先进经验，努力促使污水处理厂资源和能源的综合、充分利用，不断提升我国污水处理厂“变污为宝”和节能增效的综合能力与水平，力争在实现节能减排目标中做出新的更大贡献。

[1]陈松.污水处理厂节能减排的实现途径探讨[J].中国新技术新产品,2014,04:183-184.

[2]胡昊波.污水处理厂风光互补发电的研究与设计[J].能源与环境,2014,03:81-82.

[3]庞勇.污水处理厂节能减排、保护环境的实现途径[J].科技与创新,2014,20:157-158.

[4]潘然舒.探讨污水处理厂节能减排的实现[J].科技与企业, 2014,22:77.