城市污水处理厂节能降耗途径研究

李菲

【摘要】水资源短缺已成为全球性的重要问题。在社会和经济快速发展过程中，伴随着水资源的大量耗损，我国越来越多的城市都存在着水资源污染及匮乏的问题，因此需要重视水资源的循环利用，加强对污水进行处理。但当前我国各城镇污水处理厂由于自身技术不完善，在污水处理过程中存在着能耗过大的问题。文章从污水处理厂的能耗分析入手，进一步对城镇污水处理厂的节能措施进行了具体阐述。

【关键词】污水处理厂；能耗；污水提升系统；曝气系统；污泥处理系统

1.污水处理厂的能耗分析

城镇污水处理厂每天都需要对城市生产生活中产生的大量污水进行处理，采取各种方法将污水中的污染物进行分离，从而使排放的水质能够达到规定的标准，这不仅能够有效的保护水资源环境，而且对经济的可持续发展也具有非常重要的意义。一直以来我国污水处理厂发展都较为缓慢，污水处理厂能源消耗量大的问题得不到有效重视。排放标准的提升，进一步加剧了污水处理过程中能源的消耗量，这使污水处理厂能源消耗问题越来越受到重视。当前我国污水处理厂在污水处理过程中，在提升污水和污泥、生物处理供氧及污泥处理等工艺过程中存在大量的能源消耗问题，特别是污水生物处理和污泥处理过程中能耗比重更大，在曝气、污水提升及污泥处理等生化处理阶段也存在着较大的能耗。由于污水处理厂存在着能源消耗大及运行成本高的问题，这对城市污水处理厂的建设和发展起到了较大的阻碍作用，因此需要加大对污水处理工艺和设备能耗能效等问题进行研究，注重新工艺的应用，从而实现污水处理的高效性和低能耗，加快城镇污水处理厂建设，确保水资源环境的安全。

2.城市污水处理厂节能降耗途径

2.1 建立完善的管理机制

城市污水处理厂建立节能降耗管理机制，能够有效控制各方面的资源的使用效率和成本。具体来说，就是对污水处理的各个工艺阶段进行能耗分析，从而明确不同处理内容的实际需求。这样一来，管理人员就能挖掘各个控制环节的节能降耗潜力，从而达到厂内运行的节能降耗目标。例如，可管理机制制定人员可通过加强对设施、设备以及药剂进行标准化管理的方式，来达到上述目标。而建立岗位责任制、设备设施责任制以及定期分析设备设施的运行情况，是使城市污水处理厂达到经济性运行效果有效途径。此外，管理机制还应建立激励机制：制定科学的考核、控制指标和激励制度，全体员工积极参与，职责明细，奖罚分明，使员工自觉培养节能降耗的习惯，实现企业与个人的双赢。例如，加强对药剂的贮存管理，即建立相关的管理规范，从而达到药剂高效使用的严防雨淋、暴晒，这是避免生产使用药剂浪费的关键途径。

2.2 曝气设施节能降耗途径

城市污水处理厂中能源损耗较多一种设备就是曝气机，因此，若想使城市污水处理厂的能源损耗实现有效的减少，就必须将曝气设备的节能降耗工作落实到位。通过对某市污水处理厂的调查发现，该污水处理厂大约50%的能源损耗都是源自曝气设备。按照目前的工作标准要求，再根据以往的实践，笔者认为可从如下三方面来实现曝气设备的节能降耗：第一，可通过应用变频器来使交流电机的转速方式实现有效的优化，从而有效的把控风机的具体流量，进而使风机达到节能降耗的目的；第二，可从内部着手，对溶解氧自动控制系统加以选取与应用，以便有效的把控好溶解氧的浓度。在处理污水的过程中，污水的处理效果会因溶解氧浓度的大小而受到直接的影响，通过选用溶解氧自动控制系统来对溶解氧浓度实施科学、恰当的控制，可以使人工操作的误差实现有效的降低，从而达到节能降耗的目的；第三，可通过改善曝气系统，再借助精准的把控办法来使曝气设施实现节能降耗的目的。譬如，可以依据有关部门的帮助，再结合污水处理厂的实际经济状况，制定渐减式的曝气设计预案。在第1环节、第2环节以及第3环节中分别按照35%、30%以及25%的比例来设置曝气，如此一来，不仅可以使曝气设备的工作效果实现逐步提升，同时还能使曝气设备达到节能降耗的目的。

2.3 污泥处理节能途径

污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及促其综合利用。污泥处理主要包括污泥的浓缩、稳定和脱水。其中，污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法、和离心法。污泥的稳定主要有厌氧、好氧和堆肥处理。污泥脱水有机械脱水和自然脱水两种方式，目前大多选择的机械脱水，机械脱水的主要能耗是电耗，机械脱水方法主要真空吸滤法、压滤法、和离心法等。一般使用离心脱水的电耗较低，但对污泥的预处理效果要求高，容易磨损，还需要在实践中探寻新的脱水工艺，提升节能降耗效果。针对采用压滤法在脱泥前的工艺，可以在污泥均质池采用“进泥-沉淀-进泥”循环方式减小含水率，以减少后期脱泥时间和耗药量。

2.4 污水提升系统的节能措施

水泵作为污水处理厂中非常重要的设备，其在运行过程中存在着大量的电能消耗，因此需要有效的提高水泵的运行效能，实现泵房的节能，从而达到污水处理厂节能降耗的目标。首先，科学对水泵扬程进行设计，实现水泵的节能。在对污水厂高程设计过程中，普遍采用估算方法来对水头损失进行计算，而且估算值往往都要高于正确值，这就导致实际设计过程中水泵扬程存在偏高的现象。因此在对污水处理厂设计时，对于污水处理系统总水位差的计算需要与地形有效结合，并利用详细的水力学进行计算，这样所确定的水泵扬程也更为合理。同时为了能够进一步达到节能的效果，还需要尽可能的降低水泵扬程，即在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的设备型式来对构筑物的进水口、出水口和管道之间进行连接，有效的降低水头损失。同时还可以利用可调堰代替固定堰，利用淹没堰代替非淹没堰，合理对构筑物进行布置。其次，重视设备的管理和更换，以此来达到节能的效果。当前部分污水处理厂泵房效率较低，设备能耗一直居高不下，无法实现水量的连续调节，这就导致污水处理厂能耗量很难降下来，因此需要对水泵进行改造，以此来达到水泵节能的效果。在对水泵改造过程中，可以利用就频调速度技术，将其在污水提升系统中进行应用，实现泵站设备的合理搭配，提高水泵运行效率，并进一步减少水泵运行过程中对电网带来的冲击。在设计污水厂水泵机组过程中，尽可能选择同一泵型及同一型号的水泵，这样可以为后续的维修和管理工作带来更多便利。在实际水泵运行过程中，需要针对实际情况进行科学合理的操作，尽可能减少水泵启动的频率。

2.5 节约药剂的途径

降低城市污水处理厂对絮凝剂的消耗，是实现节能降耗目标的重要途径之一。就目前來说，我国生产污水处理厂使用药剂的厂商有将近230家，其生产品种涉及100多个，且总产量已达20万吨。这就给城市污水处理厂优化选择絮凝剂带来了一定难度，因为，污水处理厂工作人员不仅要考虑其使用单价，还要考虑其药剂使用的效果。为实现减量化应用目标，药剂的应用性能应具备降低污泥含水率以及提高污泥脱水性能的作用特点。在污水处理厂的生产工艺方面，节约絮凝剂的途径可使用能够实现生物降解的、脱水效率更高的、以及不会造成二次污染的天然高分子改性絮凝剂。就目前的市场环境来说，污水处理厂，可将纤维素、淀粉、多糖类以及蛋白质等衍生物代替传统的聚丙烯酰胺，来反应制作絮凝剂。在生产絮凝剂的过程中，要通过精确投加药剂，来避免出现不必要的浪费问题。此外，还可采用试验的方法，来确定高分子絮凝剂以及混凝剂配制所需的药液浓度以及投加量等参数，这是使絮凝剂在污水处理厂的生产工艺中发挥出最佳絮凝效果以及混凝效果的有效途径。事实证明，通过减少药剂的投入量、精确药业投入设备的计量，能够在很大程度上降低污水处理厂的药耗。

结论

污水处理厂的节能降耗涉及方方面面，真正做到节能降耗需要从设计初期工艺选择、设备选型、污泥处理及处置方式等多方面考虑，为节能降耗源头奠定硬件基础，运行过程中根据本厂水量、水质等实际情况，制定可行的节能降耗措施及相应的奖惩制度，做好设备的维护保养及大修计划，减少故障率，将节能环保理念贯穿生产经营的各个环节，促进源头减排和能效提升，才能为企业节能降耗创造更多途径。

参考文献

[1]袁宏林，陈宏儒，李为.城市污水处理厂能耗分析与节能降耗途径[J].给水排水，2012，S1：244-247.

[2]孙晓杰，罗洁瑜，王敦球，朱义年.我国城市污水处理厂节能降耗研究进展[J].桂林理工大学学报，2012，04：519-523.