节能低碳技术在污水处理中的应用

2022-11-23赖桔伟

皮革制作与环保科技 2022年8期

赖桔伟

（重庆国际投资咨询集团有限公司，重庆 400023）

随着社会经济的快速发展，工业化和城市化的持续推进，环境污染问题越发突出，其中，水环境污染问题尤其严重。众所周知，水资源是人类发展必不可少的资源，如果水资源的污染问题一直未得到有效改善，这既对生态环境造成了严重污染，又影响了人们正常的生产生活。因此，对于污染水资源的治理势在必行，而在众多的污水处理技术中，利用节能低碳技术处理污水具有重要意义。

1 节能低碳技术的含义

当前，我国的环境污染问题日益凸显，社会各界开始广泛重视绿色环保，对于节能减排也提出了更高要求，因此，也促进了节能低碳技术在各个领域的应用[1]。通常，节能低碳的含义可分成两部分即节能和低碳，且这两者之间既存在着一些联系，又彼此有所差别。其中，节能就是要求人们在生活中要做到节约物质资源和能量资源，这主要是因为资源和能源都是有限的，比如：石油、木材和矿产等。同理，水资源也是有限的，由于当前的水资源污染十分严重，所以，在污水处理工作中更需要实现节能减排的目标。而低碳就是要求人们在生活的过程中要减少能量的消耗，也可以认为是降低二氧化碳的排放量。如果二氧化碳过度排放，就会对大气造成一定污染，甚至会出现“酸雨”现象，而酸雨的出现，也会对河流，湖泊等水资源造成一定污染。所以，在污水处理的过程中，低碳也十分重要。而所谓节能低碳技术，就是在相关技术的发展中，要充分的与节能和低碳相契合。

2 污水处理现状

2.1 我国污水处理起步较晚

（1）追溯我国污水处理的起步时间发现，是从20世纪30年代才开始关注污水的处理问题，这相比于其他国家晚了很长一段时间。例如，早在18世纪60年代，英国就开启了影响世界格局的工业革命，但随之带来的问题是英国的母亲河—泰晤士河受到了严重污染。所以，在1762年英国就针对污水问题采用了相应的处理技术；甚至开始采用石灰及金属盐类等处理城市污水。但随着改革开放的到来，我国也在一定程度上加快了污水处理技术的发展，截至目前，已发展出了多种污水处理技术。但在污水处理技术的发展过程中，也存在着一系列的问题，如传统的污水处理技术已不适用于处理当前污水中复杂的污染物。而污水处理作为城市建设工作中的关键性一环，若是污水排放问题未能获得合理解决，这既会对水资源造成严重污染，同时还会威胁人们的身体健康[2]。

（2）曾有专家把我国污水处理的效果与美国进行对比，发现处理技术还是相对落后。当前，我国污水每年的排放量已达到了350亿m3，但城市污水处理仅占15.8%，而美国在七八十年代的时候，城市污水处理基本上就已经达到了70%，从以上数据对比发现，我国城市污水的处理效率还是不理想，但随着未来污水处理技术的不断发展和创新，一定会提高污水的处理效率。

2.2 所需成本较高

随着经济的快速发展，城市化进程的加快，城市污水的排放量与日俱增，而对于一个城市的长远发展来说，妥善解决污水处理问题，需要的资金投入是十分巨大的。例如，位于云南省昆明市的滇池，从上世纪60年代就开始出现污染的问题，一直没有得到人们的重视，直到后来滇池的污染在一定程度上对昆明的环境，经济发展均造成了一定的影响，才开始进行治理，且在治理的10年时间里总共花费了45.62亿元，但只取得了一定效果。从滇池的治理中就可以发现，对于环境治理的投入成本非常高。近几年，虽然国家正在逐渐增加污水治理的资金投入，但对于当前水环境的污染现象，以后的投入资金会更多。

2.3 设备工艺比较落后

曾有调查发现，我国当前使用的相关污水处理设备中，只有三分之一是在正常的运行中，而另外三分之一是处于停工状态，最后三分之一是存在各种问题无法运行的状态，所以，整体来看污水处理前景十分不乐观。而对于相关的设备，也存在着一些技术方面的问题，这主要是目前的设备工艺比较落造成的。近几年，我国的污水处理技术已借鉴了一些发达国家的技术，然后再继续研究和创新，也有了属于自己的专利技术，但应用在污水处理中，却一直存在着能耗高、效率低等问题。

2.4 操作人员技术素质较低

当前，污水处理效率比较低的主要原因之一是操作人员的技术水平较低。这主要是因为在以前，我国一直是以经济建设为中心，忽略了对生态环境保护的问题，因此，相关专业的技术水平没有得到很好的发展，而选择投身于环保专业的技术人员就更少。其中，对于部分操作技术人员来说，专业性较差，技术素质较低，当运用先进的机械设备与治理技术的时候，不能很好地应对，反而还会在一定程度上由于操作不规范影响技术设备的正常运行。所以，这就对技术人员的专业性提出了更高的要求。

3 节能低碳技术对于污水处理的重要性

3.1 投入成本较低，可有效促进污水治理政策的顺利实施

当前，国家正在逐渐提高对环境保护的重视程度，其中，污水的治理至关重要。因此，在污水的实际治理过程中，也相应投入了大量人力物力，但取得的效果并不是很明显，这主要是因为当前的污水治理技术还不是很到位。而节能低碳技术的出现，对于污水治理来说具有十分重要的意义。在节能低碳技术的实际应用中，由于投入成本较低，可以在很大程度上缓解国家在这方面的经济压力。同时，节能低碳技术的广泛应用，还可以打破国外一些国家的垄断。而在实际的污水治理方面，由于部分地区经济不发达，在这方面投入较低，导致污水的处理技术和设备没有及时更新和更换。但如果拥有了节能低碳技术，地方政府在污水治理方面的信心会更足，这在一定程度上也有效推进了国家污水治理政策的顺利实施。基于以上原因，节能低碳技术具有十分重要的作用。

3.2 社区和居民的非饮用水回用

水是人们生活中离不开的物质，在一个人的一生当中，可能要用掉7 000 t左右的水，但水资源又是一个有限的资源，如果不加以充分利用，就会加重水资源短缺的问题。当前，由于城市化进程的加快，城市的污水量剧增，大量排放的污水严重污染了水资源，而这些污水当中，有一部分主要是来自于生活污水。对于生活污水的处理，一般情况都是通过下水道流通到相关的污水处理厂，然后按照以下流程进行相关的污水处理：格栅→调节池→缺氧池→好氧池→MBR→混凝沉淀池→达标排放。通常，生活污水不仅会对环境带来一定的危害性，还会对居民的身体健康造成一定威胁，这主要是因为在生活污水中会存在着大量的病原微生物，而这些微生物会在污水中大量繁殖，就会造成一些传染病的蔓延。而节能低碳技术在此时就体现出了一定的重要性，该技术可以把社区和居民的非饮用水在经过合格处理后进行回用。例如，经过科学处理以后的污水，可用来灌溉花园、城市道路清洗、洗车等，这一定程度上使水资源得到了充分利用。

3.3 工业用水的回用

随着经济的快速发展，我国的许多地方都建立了工厂，而这些工厂都有一个特点，那就是都建造在靠近河流的位置，这主要是因为工厂在生产过程中使用的水量较大，但因此产生的污水就较多，且处理成本也较高。对于工业废水，相关企业应该及时处理，工业废水处理方式可以参考下面的流程：废水→调节池→中和池→曝气氧化池→混凝反应池→沉淀池→过滤池→pH回调池→排放。但如果工厂没有科学合理对这些污水进行处理，而是直接把污水排放进河流当中，这就会对水环境造成严重污染。而节能低碳技术的运用，就可以在一定程度上使工业用水得到很好的回用。通常，工业用水在通过合格处理加工后可以再次利用，也可以用于其他行业的发展，这对于水资源的可持续发展奠定了良好基础。

4 节能低碳技术在污水处理中的有效应用

4.1 有机能源的回收

在污水处理的过程中，通过运用节能低碳技术就可以在一定程度上去回收并利用有机能源，通过这样的方式，也可以在一定程度上有效减少资源浪费，同时，还能有效促进节能的效率，这对于实现资源的优化起到了更好的作用。通常，有机能源的来源主要来自于两个方面，一个是化学排污，另一个是工业废水。在这两个来源排放的污水中，所蕴含的有机能源是较为丰富的，但如果在加工处理的过程出现一定失误，就很有可能造成部分能源的浪费，这会在一定程度上降低了污水处理厂的工作效率，但通过节能低碳技术的使用，就能够在一定程度上很好回收化学排污和工业废水中的有机能源，从而进行再利用。同时，在有机能源的处理以及相关的降解技术中，对所需使用的设备也提出了较高要求，因为只有通过先进设备的使用，才可以回收一些废渣，而这些废渣的价值就可以减少一定的成本投入，因此，通过这样的方式就很好地达到了节能低碳的效果。

4.2 太阳能和热能的应用

众所周知，太阳能和热能都属于可再生能源，所以，科学合理利用能源也可以在一定程度上实现污水处理中节能低碳的效果。如在一些西方国家，已经在污水处理中提出了运用太阳能技术，首先，将吸收太阳能的集热板铺垫在搭建好的污水池上面，然后，再利用收集起来的太阳能的能量对污水进行一定处理。同时，在整个污水处理的过程与其他的污水处理技术相比，所消耗的能量只是其他技术的六分之一，而且，还不需要后续维护，只要保证设备能正常运行就可以了，这在一定程度上很好地实现了节能低碳的目标。除了太阳能，热能在污水处理应用当中也普遍受到关注，首先，可通过利用热泵的方式对低位热能进行回收，即污水的温度就会被吸收一部分，从而使其温度降低，然后，就可以让污水的流量达到一个很好的稳定性，最后，将多余的热量储存起来，而这部分多余的热量就可以进行充分利用，成为一个清洁能源。

4.3 设备能效的提升

对于部分污水处理厂来说，采用的都是一些很常规的设备，主要是利用电力资源，所以，在后续的运行过程中要对耗电设备的性能进行一定调整，然后在这个基础上再去选择一些有效的措施，这样就可以在一定程度上节约一部分的电力，从而达到节能减排的目的。首先，可以对输送泵的出水方式进行一定改造，把堰口的方式改造成管道，这样就可以大力提升设备的效能。同时，经过这样的改造方式，可有效降低跌水的高度，或有效控制流出量，这在一定程度上就可以让输送泵更好地运行。其次，在曝气装置的选择上，要尽量选择一些压力小的局部构件，这样就可以使曝气装置很好地形成一个推流，让进氧高转移率和水流断面可以得到一定的提高。最后，在出水口的的选择上面，也要尽量选择一些耐固性较强的管材，这样就可以减少局部磨损造成的损失，也可以使污水在流动的过程中形成一种自流。

4.4 低碳技术的应用

在污水处理过程中，经常会用到一种物质，即反硝化除磷型物质，这种物质的除磷功能比较强。磷在排放的污水中是经常存在的一种元素，由于该物质会对人体的骨骼系统造成一定的损害，所以，去除这种元素是十分有必要的。而反硝化除磷型物质的使用，能够在一定程度上有效地去连接脱氮过程和除磷过程，然后使COD进行一定的转化。通常，这种物质的使用过程是通过在节能低碳的基础上来进行反应，具有一个很好的有效循环的特征。

4.5 净化槽环保技术的应用

净化槽污水处理的主要工作原理是，将全混流好氧生物反应器和平推流厌氧反应器进行一定程度的结合，然后再加以有效运用，但都需要进行厌氧处理。在实际的污水处理中，该技术的优点比较明显，具有投入成本低，便于运输，且能把污水中的多种物质进行一次性处理。目前，该技术采用的是更为创新的方法，这在一定程度上是利用了势能所产生的能量，从而很好地达到了节能低碳的目的。