论提升污水处理质量的高效措施及节能降耗

2022-11-23夏莉娜

皮革制作与环保科技 2022年6期

夏莉娜

(重庆市排水有限公司，重庆 400000)

在提升污水处理质量以及节能降耗的工作进程中，污水处理厂应结合新思路、新思想，参照现有的工艺流程，优化各项设备的运行功率，对污水池内部的氧气含量进行有效管控，同时控制微生物的反应效率，从而实现有效的节能减排功效。

1 我国污水处理现状

新时期，随着我国加大环境保护力度，污水处理厂的污水处理工艺、处理水平也得到了有效提升，但与此同时，随着我国基础工农业的发展以及人们生活水平的不断提高，城镇污水以及农村污水的含量、成分也发生了相应的变化，污染程度也进一步加剧。当前我国城镇污水中包含大量的重金属污染物，同时也包含大量无法溶解的微固体颗粒。通过对市场经济的发展规律进行分析总结可以看出，经济发展初期必然会造成相应的水环境污染，影响人们的身体健康。但是随着国家、社会对污水处理工作的重视程度不断提升，无论是工业生产还是居民城镇用水均得到了有效地管控[1]。

近几年，我国污水处理行业无论是针对污水还是污泥的处理技术，通过结合水再生技术的使用都取得了较大突破，部分项目已经达到国际先进水准。随着改革开放的不断深入，我国在污水处理行业也取得了快速的发展，当前污水处理厂结合了多样化的处理工艺、处理手段，如氧化法、稳定塘法、土地处理法等多种技术，使得污水厂的处理效率得到了有效提升。目前，我国污水处理厂除了能够稳定有效地处理有机物，还能够有效分离污泥中的磷、氮等多种元素，使我国的污水处理事业上升到一个全新的高度，但是仍然存在很多问题。

2 污水处理厂存在的问题分析

城市污水管网未进行雨污分流，导致暴雨天气污水处理厂超负荷运行和污水溢流等情况，比如长江中下游在汛期、洪峰过境时，由于长江水位过高，淹没箱涵导致江水倒灌等情况，影响进水水质，对环境整治和污水处理的影响较大（可在汛期到来之前，采取对管网各溢流口等易造成污水倒灌的进水口进行封堵，检查并更换压力井盖等措施。污水处理厂密切注意进水颜色和水质，并根据实际运行情况进行工艺调整等）。

城市污水处理厂的臭气污染和噪音污染的治理也面临着较大问题，比如城市污水处理厂的臭气会影响周边居民的生活（可对污水处理厂的污水池增设加盖除臭，采用生物除臭装置等进行除臭处理后达标排放等）（现行污水处理厂污泥去向：水泥厂，园林公司，污泥干化等）

此外，虽然污水在经过不同工艺的处置管控之后能够满足国家排放标准，但是在污水处理期间所产生的污泥等相应的沉淀物仍然未得到有效妥善地处理[2]。除此之外，当前污水处理厂内部的除臭装置也存在缺陷，污水厂内部的进水池层、沙池、初沉池等运作系统在运行过程中由于年代久远产生了严重的臭气，使得现场污水处理管理工作的质量和效率难以得到有效提升，同时由于在污水处理过程中产生大量的污染气体，也给周边的居民以及操作人员的身体健康带来威胁。

3 提升污水处理质量的高效措施

在实现对污水处理厂的节能管控过程中，工程技术人员应当对工厂内部各种设备的运行状况进行分析考量，通过增加潜水推流器、减少曝气设备的使用频次来有效降低设备的运行损耗，安装相应的变频设备也能实现对提升泵的有效管控，同时也能减少电能损耗。此外，控制污水处理厂以及污水池内部的溶解氧含量也能够提高工作效率，在此过程中，工程人员还需要有效控制污泥的浓度，严格管控回流比，并将各项数值控制在合理范围内。

3.1 根据气候、温度、进水水质、水量的变化调整运行方案

首先在污水厂综合布局管控方面，工作人员可以考虑对现有污水管道的结构进行改善和优化，并根据气候情况适当调整污水管道的布局，在前期施工设计、规划过程中，污水厂应当考量相关区域降雨量以及日常污水排放量，合理完成对管道设施的布置，合理调整管道布局方案，使污水处理厂在暴雨或突发性涨水的情况下能够应对污水处理工作的实际需求。同时，污水处理厂内部还应做好防洪防汛的措施，避免污水在暴雨天气由于涨水逸散到周边环境中[3]。

3.2 采用新型高效沉淀池，提高处理效果

可结合A/A/O生物反应池，增加碳源投加使总氮达到出水标准；后续采用高效沉淀池加V型滤池过滤的深度处理工艺，使处理后的污水经加氯消毒的出水水质能达到一级A标准后再进行排放。

3.3 活性污泥法

活性污泥法最早起源于上个世纪初始阶段，但是由于该项技术工艺具备繁琐的人工操作管理步骤，因此活性污泥法在过去的污水处理工作中并没有得到有效推广和使用。结合活性污泥法需要实现对污水的进水、曝气、沉淀以及将产生的水集中在一个池子内进行统一管控，但是随着当前基础工艺技术的发展革新，加上各种新型设备的不断投入使用，当前的活性污泥处理法操作工艺也更加简单和方便，只需要结合一个反应池即可完成相应的处理管控，不需要通过传统的二层池、回流池以及相应的处理设备，其运作方式较为灵活多变[4]。但是在每个反应池内部都需要设置相应的曝气装置以及输水管控系统。但利用结合活性污泥法处理相应的污水也存在一定的局限性，比如反应池的容量利用率相对较低，因此结合活性污泥法只适用于规模相对较小的污水处理工作。在当前城市污水处理管控工作中，结合活性污泥法的使用相对较为常见，污水处理厂应当考量城市区域每天所产生的污水量来选取特定的处理工艺，以提高污水处理质量和效率。

3.4 污水生物学处理

顾名思义，污水生物学处理主要是利用微生物所产生的一系列反应，实现对污水内部的有机物进行必要的氧化分解处理，进而达到对污水处理管控的目的。其整个过程需要借助相应的细菌、微生物通过微生物内部所产生的酶对外在物质进行氧化、还原、合成等多样化的生化反应，将污水中原本很难去除的有机沉淀物转换为微生物自身的物质。此外，也可将部分有机物进行氧化分解，转化为气体或水等无机物融入到污水中，从而使污水内部的污染物质能够得到快速有效地降解。结合污水生物学处理法的使用在当今污水处理行业相对较为常见，此类结合技术能够减少对污水的二次污染，但是污水的处理成本却相对较高。

3.5 氧化沟法

氧化沟法相对较为简单，同时，对其实施相应的管控也较为便捷，因此在市场内部结合氧化沟法的使用也相对较为普遍。当前氧化沟法逐渐成为污水处理厂的热门工艺，结合此方法主要是将表面曝气转变为转刷曝气，并借助定向化的处理管控工作，实现对污水内部脱磷脱氮的处理管控效果。但是在此过程中，工程人员需要将氧化沟进水模式进行多样化管控设置，以抵抗暴雨流量等多样化的冲击，但是部分城市通常采取合流制排水系统来实现对污水更加方便地处理。

4 污水处理厂的能耗分析

我国污水处理厂使用了大量的机械设备，其中必然要面临相应的能耗管控问题。在城市污水处理过程中所产生的能耗包含对污水、污泥在提升及运输期间所消耗的电能，在生物处理方面进行供氧所消耗的能量，同时在污水、污泥等处理工艺过程中也会发生相应的能源损耗，此外，不同的污水处理厂在运行期间也会产生不同的电力损耗。因此，污水处理厂需要根据污水的规模特性、污染程度、处理工艺、处理模式来有效管控污水处理过程中所需的能耗。

5 污水处理厂节能降耗措施

5.1 降低电耗、水耗、药耗

污水处理厂应结合城市管网水位、居民用水时间段、进水集水井内液位高度等情况来调整水泵的运行台数或调整变频泵的频率，以保持水泵的稳定运行，从而节省电能。所有电器设备都要采用节能产品，如太阳能灯等；在进行厂区绿化、设备冷却等时，可以采用污水处理后的尾水；通过采用新型无功补偿装置，提高功率因数；采用尾水发电工艺，减少厂区的用电量；根据实际的运行使用效果，选择合适的药剂；根据水质情况选择药剂的投加量。

为了有效减少在污水处理工作中所需要额外注入的氧气含量，在进行进水指标比设计管理时需要适当地提高相应的设计值，尽可能地使污水池内部的氧气含量略高于设计值[5]。在一般情况下，氧化沟工艺中使用的曝气设备通常具备较高的转刷功率，能够将污水进行充氧搅拌处理。由于在污水处理进程中随着微生物的不断发酵，污水处理工作对氧气含量的要求也会逐渐降低，与此同时，在此期间污水池中的氧气含量也会进一步减少，曝气设备的运行时间也需要适当减少。然而在此过程中不可避免地会导致推流搅拌功能出现相应的不足，从而在污水处理时，池底内部会造成相应的污泥堆积。为了有效避免池底堆积相应的污泥则需要开启更多的曝气设备，但是与此同时也会导致污水池内部的氧气浓度进一步提高，从而降低污水处理的品质，进而造成相应的浪费。若污水池内部的氧气浓度在处理过程中没有参考具体的处理状况来进行设置则会影响处理效果。为了有效解决此类问题，污水处理厂可以适当增加相应的潜水推流器来代替此过程中转刷曝气设备的使用，将转刷爆气设备的使用频次适当降低。在此期间，工程人员也需要有效管控单台潜水推流器的功率，将其总功率控制在合理的范围内。

5.2 污水提升泵安装变频器

通过以上的分析总结可以看出，在污水处理工作中对污泥、污水的提升处理往往会消耗大量的电力，水泵的运行通常是结合恒定的交流电动机，在此期间工程人员可以通过调节阀门或挡板来控制水泵的流量，在此过程中势必会导致电机的电力运行浪费，如果在此过程中适当地结合调频变频技术，可以有效调节电动机的转速，并取消传统的挡板或阀门，以达到良好的节能管控效果。具体来说，污水处理厂需要在现有的提升泵内部安装相应的变频设备，在需要控制进水量时，可以选择调节变频器，以此来实现对电机运行功率的有效管控，确保泵房内部的液面、液位不会发生频繁地改变，同时可以确保泵房在较高的液位上能够稳定有效地运行，并减少水泵的扬程，最终达到节能管控的目的，使得液位得到持续稳定地改善。通过相关数据研究表明，在提升泵内安装相应的变频器能够有效节约15%左右的电能。

5.3 控制溶解氧

当前大部分污水处理厂在对污水进行处理管控的过程中，通常会结合生物反应法来对污水池进行定向化处理，但是在此期间可能会出现过度曝气的状况，从而导致相应的能源浪费。除此之外过度曝气还会导致水池内部的污泥沉降性受到相应地影响。由于在氧化沟运行期间需要有效控制内部的溶解氧含量，工程人员需要参考氧化沟在运行过程中各个时段的溶解氧含量，以此来实现对设备的有效调节，将其内部的氧气含量控制在合理水平；其次，二层池的泥水分离也需要保持良好的状态，在该过程中可以结合相应的推流搅拌器进行灵活多变的转刷调整。而为了达到相应的节能管控效果，工程人员需要将D0（溶解氧）值设置在适当范围内，而且不同区域、不同深度的D0值也存在一定的差异，因此，工作人员需要结合多点测量，并借助算术平均值来实现对相关数值的有效管控。通过数据表明，随着二层池内的充氧量进一步降低，其内部的活性污泥将会转变为灰褐色，但是所净化的水质却没有得到大幅度地改善。因此，D0值并不能够实现对污水中COD去除的管控，只是对污水池内部的氨氮元素产生相应的影响，从而可以通过有效地降低D0含量来达到节能管控的效果。

5.4 合理控制污泥的浓度

通常情况下，在对污水、污泥进行处理管控的过程中，工程人员需要有效管控整个处理活动期间的外部环境温度。一般情况下，如果环境温度的温差在5 ℃左右时，微生物的代谢速度就会受到相应地影响。因此，相关工作人员可以根据此类特征，在不同时期、不同季节采取不同的水温控制策略，以此来提高微生物的新陈代谢速度，减少在处理污泥、污水过程中所消耗的能量，具体来说，是将进水温度控制在22～25 ℃内相对较为适宜，工作人员可以借此来有效管控污水池内部的固体颗粒含量，同时也有利于在转刷开启阶段获得较高的DO，避免二层池内部出现厌氧的状况。除此之外，在此过程中提高相应的DO也能够有效抵消硝化反应，避免二层池在厌氧环境中通过化学反应而释放出相应的氮气，并将池底的污泥带出，从而影响净化水的品质。除此之外，工作人员还需要根据不同的季节，合理地调整污泥浓度，将曝气池出口的DO值控制在合理的管控水平，从而减少转刷的运行时间，节约相应的电能。

5.5 严格控制回流比

通过相关数据可以看出，污水处理厂控制相应的污泥回流比能够有效提高对污水、污泥处理的质量和效率，同时还能够减少相应的电力损耗。具体来说，由于在进水过程中污水中的无机物含量相对较高，就难免会出现二层池相应的桶堵塞的状况，在此过程中回流泵在运行期间其二层池桥将无法正常稳定地运作。针对这一现象，工作人员需要分析污泥在二层池内不同时间段所具备的沉降曲线，并对泥桶高度进行科学合理地设置，以确保回流泵在运行过程中不会出现堵塞现象，从而保证污泥出泥过程能够正常，以此保证相应的回流比能够控制在70%～75左右，即工厂内部在对污水污泥的回流比进行设计时不应当设置为100%，否则会消耗相应的电力，并且还不能够取得更好的处理效果。另外，从工艺流程出发，减少相应的污泥回流比之后可以适当降低回流量，也可以保证出水品质得到提升，并减少水质内部的污泥含量。由于在回流比得到有效控制降低之后，在各个期间、各个时间段的水力停留时间也得到了相应的延长，使得水池内部的硝化以及反硝化反应能够有效地进行，从而有利于污水处理厂实现脱氮处理，同时也能够有效管控二层池内部磷的释放量，以此减少回流量，控制二层池内部的固体负荷，将其管控在合理的数值范围内，以此来提高污泥与污水的分离效果，最终改善出水品质。除此之外，提高相应的回流污泥浓度也能够使回流泵在输送污泥的过程中进一步降低对其内部微生物的损害，确保在后续对污泥进行处理管控时，能够提高相应的处理效率，同时回流污泥和剩余污泥的浓度得到有效地提升也能够减少回流泵的工作负荷，提高工作效率，使得各项出水指标能够满足相应的标准，并且节约相应的电能。