污水处理厂经济运行优化

张宇龙　霍利　徐志成

摘 要：在保证污水处理厂安全运行、出水水质达标的情况下，提高其经济性是十分必要的，因此污水处理厂的经济运行优化具有十分重要的意义。本文以华北地区某城市污水处理厂为例，介绍了其经济运行优化的一些方法，包括智能精确曝气、优化提升水泵控制模式、避峰就谷运行、多种能源互为补充、开展精细化管理、建设智能水务管理系统等。通过这些措施，降低了污水处理厂的运行成本，提高了经济效益。

关键词：污水处理厂 经济运行 优化

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0048-02

为了治理污染，保护水环境，我国建设了大量的污水处理厂。特别是“水十条”颁布以来，更是掀起了水环境治理、保护的新高潮。污水处理厂是水污染防治工作的重要力量。在充分发挥环境保护效益的前提下，污水处理厂的运行成本也是非常重要的方面。这既关系到污水处理厂自身的生存与发展，也关系到环境保护投入的产出效率。当前，很多污水处理厂不同程度地存在着能耗大、运行成本高的问题。因此，开展污水处理厂节能降耗、经济效益提高工作非常必要。下面以某城市污水处理厂为例，介绍其经济运行优化情况。

1 污水处理厂概况

该城市污水处理厂位于华北地区，目前的日处理规模约为5万t。处理工艺为多点进水、多点回流的A2/O底曝氧化沟+三级处理+辅助化学除磷，包括格栅、进水泵房、沉砂池、氧化沟、二沉池、中水提升泵、澄清池、滤池、鼓风机房、污泥脱水机房、加药间等处理单元。污水处理厂出水指标良好，达到了国家一级A排放标准。

2 智能精确曝气

一般情况下，对于活性污泥处理工艺，曝气所消耗的能耗在全厂总能耗中所占的比例是非常大的。为了保证出水水质达标，往往会设定较高的溶解氧浓度值，更加造成了曝气能耗的浪费。因此，开展污水处理厂节能工作，首先就是要尽可能降低曝气能耗。国内外在这方面做了很多工作，如精确曝气[1]、智能控制曝气[2]等。该污水处理厂采用多级离心变频调速鼓风机。实际运行中，有时溶解氧浓度甚至超过了5mg/L，造成了很大的能源浪费。对污水处理厂进行智能精确曝气改造，充分发挥鼓风机的变频调速能力，在曝气支管上增设调节阀，使氧化沟各区段曝气量可以单独调节，根据实测溶解氧浓度值，智能控制各区段溶解氧浓度水平，既不过高，又保证出水水质。节能降耗效果显著。

3 优化提升泵控制模式

该污水处理工艺分两段进行提升，设有进水泵和中水提升泵。水泵根据集水池水位进行开停控制。对于进水泵，在保证上游排水通畅的前提下，尽可能保持集水池高水位运行，这样可以降低泵的扬程，在抽升量相同的情况下降低了能耗。对于中水提升泵，在满足后续处理所需水头损失、出水顺利排出的前提下，也尽可能降低其扬程，以达到节能的效果。同时，优化水泵的开停组合，使各水泵尽可能处于高效区间。

4 避峰就谷运行

该污水处理厂所在城市工业用电采用分时计价，峰、谷、平不同时段电价差异显著，高峰电价与低谷电价最高相差0.5元/kWh以上。根据当地的这一特点，并结合自身的实际运行经验，该污水处理厂采用了避峰就谷的运行方式，使高能耗设备尽可能多地在低谷电价时段运行。例如污泥脱水机尽可能选择在低谷电价时段运行。再如，在低谷电价时段，适当加大鼓风曝气量，在高峰电价时段适当减少鼓风曝气量，充分发挥氧化沟生化反应池的溶解氧“涵养”作用，保证出水水质的同时，减少了曝气电费。通过避峰就谷运行，该污水处理厂每年可以节约成本数十万元。

5 多种能源互补

该污水处理厂所处地区太阳能资源丰富，厂区内构筑物高度不高，遮挡率低。另外，远期发展用地尚处于空置状态。根据这些特点，并结合国家和地方对光伏产业的优惠、鼓励政策，污水处理厂充分利用太阳能资源，在厂区内建设了光伏分布式能源站，采用“自发自用，余电上网”的方式运行。这样大大节省了公共电网用电量，阳光充足发电量高、设备运行率低时，一部分富余電量可以输送给公共电网，使污水处理厂节约了成本，提高了效益。此外，该污水处理厂还充分利用水源热泵技术。如厂区的中央空调系统，以污水作为冷热源；冬季，把存储在污水中的低位热能提取出来，为厂区供热；夏季，把建筑物内的热量提取出来，释放到污水中，给室内降温。系统投入运行以来，制热、制冷效果良好。通过引入多种能源互为补充，节能减排的同时，污水处理厂也取得了很好的经济效益。

6 开展精细化管理

该污水处理厂开展精细化管理工作，对各种药品、能源消耗等精益求精、详细记录的同时，尽可能通过优化达到用量最少。建章立制，规范各类运营行为，从日常运行，到例行巡检、定期维护、故障处理，甚至到环境清扫等，使每项工作都有章可依，避免跑冒滴漏。此外，对于缺水地区而言，污水经过处理以后仍是宝贵的水资源，再生回用水可以用于工业循环冷却水等很多领域。因此，该污水处理厂积极与潜在的用户联系，卖出再生水，既得到了可观的收益，又充分发挥了水资源的作用。日常处理运行中，污水厂也注意尽可能降低厂用水率，减少不必要的损失，多产水。

7 建设智能水务管理系统

自动化水平的不断提升，能在很大程度上提升企业的生产能力和经济效益[3]。为此，该污水处理厂进行了智能水务管理系统建设。从设备到处理单元再到全厂整个工艺系统，进行全面的检查、优化。智能水务管理系统根据外部条件的变化，智能预报、自动控制、调整、优化污水厂的运行状态，达到安全运行、出水达标、经济高效的目的。显著提高污水厂运行的自动化、信息化、智能化水平，减少污水厂的能耗、药耗，降低运维人工成本，提升污水厂的经济效益。

上面以某城市污水处理厂为例，介绍了其经济运行优化的一些做法。污水处理厂经济运行可以优化的方面很多，有些是通用的，另一些则因每个厂的情况不同而有所差别。每个污水处理厂根据自身特点，制定针对性的优化方案，才会取得良好的效果。此外，经济运行优化也是一个持续改进的过程，各污水处理厂在日常运行中根据实际情况不断改进、持续完善，才能不断降低能耗和运行成本，以尽可能少的投入更好地发挥出污水处理厂的环境效益、社会效益。

参考文献

[1] 李建飞，靖文，程刘.精确曝气系统在污水厂中应用[J].水科学与工程技术，2013（4）：52-54.

[2] 余仁辉，罗飞，赵小翠.污水厂曝气节能智能优化控制系统[J].环境工程，2010（2）：39-41.

[3] 钱蒋科，何艳.污水处理厂的环保节能问题及措施[J].给水排水，2016（19）：168.endprint