小型城镇污水厂节能降耗分析

南宁市地下管网和水务中心 段磊

城市污水处理可以对城市用水环境进行优化，对我国经济实现可持续续发展具有积极影响，但是同时也存在能源浪费问题。结合以上内容，城市污水厂需要进行节能降耗工作，结合具体情况来进行分析和探索。

一、城镇污水处理厂的能耗现状

污水处理厂的污水处理原理就是通过一定的技术手段将污水中的污染物和杂质分离出来，获得能够达到一定质量标准的水源。以往的污水处理厂建设只是为了减少污水对于环境的污染，对于处理后的水源质量要求相对较低，但随着我国水资源短缺现状愈发严重，污水处理厂处理后的水源用途逐渐增加，要实现水资源利用效率的提升，进行循环再利用，污水处理技术要不断进步，这在一定程度上加大了污水处理厂的难度，污水处理厂需要消耗更大的能源资源，成本更高。而高能耗的污水处理也是对城镇资源的一种消耗，也会造成一定的污染，因此，城镇污水处理厂只有不断进行技术提升，才能做到节能降耗的同时，实现污水处理的目标。当前常武地区城镇污水处理厂的工艺主要采用 A2 /O+转 盘过滤器+消毒（主体工艺），工艺流程：进水→粗格栅→污水提 升泵→细格栅→沉砂池→ A2 /O生化池→二沉池→转盘滤池→ 消毒→排入河道。据资料统计上述流程中，二级处理单元耗能最大，大约占整个污水厂总能耗的69%；其次是预处理单元，约占总能耗的21%，污泥处理单元等其他约占总能耗的10%。由此可见，节能潜力最大是预处理与二级处理单元，其次是污泥处理单元。因此节能应从这三个处理单元着手，对其主要设备的运行状态及运行方法进行挖掘，从而实现整个污水处理系统的节能。

二、城镇污水处理厂的能耗分析

（一）电耗

对于城市污水处理厂每年的用电数据需要进行深入分析，可以认识到消耗电量占据了总电量的3%，未来我国人口数量将会不断增长，因此未来污水处理厂消耗电能将会增加20%左右。消耗的电能现如今正在逐年增加，因此可以得知在电能消耗方面具有巨大的节能空间。城市污水处理厂对于电能消耗情况需要加强控制，能够结合污水处理的具体情况来展开分析，对处理环节进行深化，了解究竟是在哪些环节消耗了大量电能，曝气处理、污泥处理、污水提升等环节都消耗了大量的电能，但是其中曝气处理消耗电能较多，主要是因为该环节采用了鼓风机设备。

（二）药耗

城市污水处理厂在污水处理过程当中需要进行生化反应，在此过程当中进行化学除磷，在这个过程当中需要聚合氯化铝，并且在污泥脱水系统当中添加絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）。污水厂在运行环节对于药剂投放计量和时间都需要进行控制，但是目前缺乏智能化，导致絮凝效果并不好，需要加大药剂的投放量，在这个过程当中，污水处理成本就会提高，但是同时降解性能没有得到有效发挥，会对环境造成二次污染。

（三）水耗

当前污水处理厂在水回用系统方面没有进行深入分析，导致内部系统不够健全，污水处理工艺需要对用水情况进行分析，出水标准在处理过程当中能够得到充分利用，避免污水处理厂内部水资源消耗过大现象，否则就会出现净水资源消耗过大，加大处理成本。

三、城镇污水处理厂能耗特点分析

城镇污水处理厂需要进行二级处理，污泥处理和生化处理过程当中都需要消耗大量能源，需要对消耗能源情况来进行分析。其中一部分的污水处理厂在节能方面具有很大的潜力，目前水平达到了发达国家20世纪初的水平。但是在经济和技术方面可能会受到发展限制，城镇污水处理厂的水回用系统不够完善，需要增加新鲜水耗。能够根据以上情况来对城镇污水处理厂能耗特点进行分析。

（一）能耗整体较高

污水处理厂在运行环节可能会消耗大量的费用，其中能耗费用占据了40%左右，可以得知我国城镇污水处理厂的能耗整体偏高，城镇污水处理厂的运营成本在不断增加，因此在污水处理过程当中缺乏高效性和持久性。

（二）电耗差异较大

污水处理当中主要的能耗就是电耗，并且在整个能源消耗当中占据较大比重。一、二线城市和三线城市的污水处理厂相比电耗差异较大，需要根据统计结果来进行深入分析。一线城市污水处理电耗为0.073kW·h/m3，二线城市的污水处理电耗达0.325kW·h/m3，三城市的污水处理电耗0.150kW·h/m3，二、三线城市污水处理厂的电耗居然比一线城市多两倍到四倍，因此在污水处理过程当中，需要根据具体设备来进行深入分析。

（三）运营成本较高

电耗目前是影响城镇污水处理厂运营成本的关键，市场化的不断推进，越来越多的城镇把政府包揽的污水处理厂工作交给企业来进行运营，但运营过程当中，城镇污水处理厂的运营成本包含众多，占据比重较多的就是运营电费和药剂费。

四、城镇污水处理厂的节能降耗措施

（一）污水提升系统的节能措施

污水处理厂在开展工作过程当中需要对水泵加强重视，因为水泵设备在运行过程当中会消耗大量的电能，需要对水泵的运行效能进行充分分析，泵房需要实现自身的节能效果，有助于达到污水处理厂节能降耗的目标。首先，需要对水泵进行科学分析，充分发挥水泵的节能功效。污水处理厂设计环节，污水处理系统总水位差的计算需要和地形情况进行密切配合，进行详细计算，促进水泵工作运行更为合理。与此同时可以利用可调堰代替固定堰，淹没堰代替非淹没堰，建筑物也需要进行合理布局。其次，设备的管理和更换工作需要加强重视，积极推动节能工作得到进一步发展。现如今部分污水处理厂泵房效率较低，设备能耗较大，连续调节水量工作无法得到实施，出现了污水处理厂能耗较大的现象，因此需要加强水泵改造工作，充分实现水泵节能效果。水泵改造环节需要对调频速度技术进行充分利用，能够在污水提升系统当中进行有效运行，对泵站设备进行合理搭配，有助于提高水泵的运行效率，减少电网对于水泵运行过程当中的冲击。

（二）曝气系统的节能措施

首先，曝气系统规模需要结合实际情况来进行完善，水处理厂设计环节，高峰或者是日高峰都需要氧量来对曝气系统的规模进行控制。曝气系统运行环节，能够采取有效措施来进行控制，避免氧气不足问题出现，积极推进活性污泥浊得到进一步的运行，避免对水质造成负面影响。其次，曝气设备在选择过程当中需要对供养能力和调节能力进行深入分析，系统运行效率和设计规模都能够得到提升，在应用过程当中需要把握内部的相关联系，对调整工作加强重视。在设计过程当中，供氧能力和调节能力需要进行深入分析，有助于实现曝气设备的选择，积极推进曝气系统节能工作。然后，风量需要加强控制，污水处理厂在工作过程当中需要借助风量来对气阀进行调节，变频调速系统需要得到充分的发挥，实现对风量的自动控制，节能效果能够得到有效发挥。最后，反应器结构设计要和氧传递进行密切结合。

（三）污泥处理系统的节能措施

泥污脱水系统在应用过程当中可以对泥污进行有效处理，但是在设备应用过程当中会损耗较多的能源。首先需要对每个环节的关系进行充分把握，应用高效絮凝剂，电耗和用水量都需要进行科学调整，压滤机效率也能够得到提升。在污泥处理过程当中需要采取以下两种措施来进行节能工作的开展：（1）高效低能耗设备的应用。现如今，我国正处在科学技术不断发展的背景之下，城镇污水处理厂的相关设备也能够进行更新，降低水资源的消耗，实现节约用水，在运行过程当中避免设备磨损问题的出现，运行成本低，因此在应用过程当中具有广泛的空间。（2）厌氧沼气的利用。厌氧处理过程当中会产生甲烷沼气，沼气能够得到二次利用，节能价值高，可以用于居民住宅使用，消化池和污水厂都能够进行加温取暖。在我国大中型城市污水二级处理厂就会采用沼气来进行发电工作，对用水量进行积极补偿，减少污水厂的电能消耗，节约运行成本。

（四）药剂消耗节能措施

污水处理厂的药剂消耗需要根据絮凝剂使用情况来进行分析，我国有数百家水处理药剂生产厂商，品种众多，年产量能够达到二十余万吨。因为絮凝剂产品不同，因此需要充分发挥自身高效性，才能够提高污泥絮凝效果，泥污处理过程当中需要把节能降耗工作作为重点。药剂费用的单价需要进行综合考虑，积极推进降低运行成本的目标得以实现。污水处理厂泥污在处理和应用过程当中需要选择高效、具有性价比的絮凝剂，对于絮凝剂使用情况来进行充分分析。结合以上内容，脱水效果需要满足具体条件，然后轻松降解，避免二次污染问题的出现。结合絮凝剂体情况来展开深入分析，包含衍生类别较多，主要是能够替代传统聚丙酰胺絮凝剂的使用。实践经验积累具有重要性，可以对絮凝剂进行有效判断，减少浪费问题的出现，利用高分子絮凝剂和相关混凝剂来进行药液配置，浓度情况和投放量都需要作为重点进行分析。絮凝剂设备在应用过程当中需要对日常保养和维护工作加强重视，保证计量准确性，减少误差问题的出现。

（五）节约自来水途径

污水处理过程当中需要提高清洁水的利用效率，在工艺选择方面需要结合自身条件，对水回用系统进行优化。目前污水处理厂的脱水反冲洗在应用过程当中具有重要的影响和意义，能够降低自来水使用量，实现资源有效利用，并且充分节约成本。

（六）节约电能源的使用

污水处理厂需要积极推进节能减排工作的开展，减少电能消耗，因此需要对机械设备加强重视。水泵在应用过程当中耗电量较高，并且运行时间过长会导致工作效率降低。因此污水处理厂需要设定固定时间，然后交替开展水泵抽水工作，能够充分提高设备运行效率。

（七）合理规模和建设污水处理厂

首先，需要保证污水处理厂周边的水质和环境参数具有可靠性，否则会对污水处理厂当中建筑物容积、电气机械设备数量和参数选择的准确性造成负面影响，具体体现在最终造价和后期运行方面稳定性受到影响。可以得知进水BOD5 值和曝气池处理过程当中构筑物容积之间呈现正相关联系。需要对污泥负荷、混合液悬浮固体平均浓度和泥龄曲取值保持在正确范围之内，生物反应池的容积可能会受到BOD5 值大小的影响。同时需要认识到曝气鼓风机参数和设备数量都与 BOD5 值具有一定的联系。其次，需要对污水处理量进行充分了解，水量主要和当地经济发展程度、城市排水方式、人口数量、工业废水量和规划年限具有直接的联系。在污水处理厂建设过程当中需要对当地的具体情况进行充分的了解，数据需要具有准确性和真实性，由此才能够推动未来发展规划得到充分实现，并且需要对污水厂的日处理能力进行确定。最后需要根据目标水质和处理量的具体情况来选择经济合理的建设方案。

（八）其他消耗降耗节能措施

采用一定量药剂来进行泥污消毒工作，对于污水处理厂的发展来说具有积极的影响和意义。药剂在应用过程当中会出现消耗问题，虽然消耗量不多，但是也需要采取有效措施进行节能工作的开展。生物除磷技术在应用过程当中不需要药剂，污泥量也在逐渐减少。高分子混凝剂能积极推动化学除磷工作，了解药剂的消耗情况，泥垢的脱水性能能够得到提升，在应用过程当中实现节能降耗的目标。

五、城镇污水处理厂节能降耗发展前景

城市发展离不开污水处理，并且目前城镇污水处理厂正在对污水处理节能降耗技术进行深入研发，未来污水处理厂还会进行技术改革，由此可以实现污水处理的低能耗和高效率处理目标。污水处理系统主要包含污水管网、污水泵站、污水处理厂，需要对污水处理设施进行高效、安全处理，然后需要让污水排放达到相关标准，还需要实现节能降耗的目标，不断提高污水处理系统的管理运行能力。相关企业积极研发污水管网与污水处理厂联合的调度与运行系统，实现联合调度和优化运行，促进安全管理得到进一步的发展。目前该系统主要是引进现代先进的信息技术和互联网技术，实时监测来对能源进行联合调度，实现优化运行。与此同时，现代的GPS和PCL技术也能够得到有效发挥，利用仪表和摄像功能来展开具体操作，系统人工智能和设备数据能够实现共享，监测和管理的准确性能够得到提升；该系统在智能调度方面也发挥重要的作用，有助于系统实现安全运行。并且该系统在无锡市城北污水处理厂已经得到了实际应用，取得了相应的成果，有助于填补我国水处理行业的空白，实现经验模式向数字模式的转变，推动智能调度转型，发挥示范工程的作用，为污水处理厂节能降耗工作在未来指明了发展方向，促进我国污水处理厂得到进一步的发展。

六、结束语

综上所述，现阶段我国人民生活水平不断提高，促进了人们污水处理意识得到了进一步增强，能够积极推进污水处理工作。污水处理过程当中可能会受到多方面因素的影响，需要结合影响因素来进行分析，来对污水处理技术进行探索和研究，节能降耗理念需要和污水处理技术进行充分融合，促进我国污水处理工作得到进一步发展，能源消耗问题得到减少，降低运行成本。