簡嘉楓

摘要：目前，我國污水處理廠基礎(chǔ)建設(shè)和運(yùn)營尚存有許多問題，為了解決并改善我國污水處理的現(xiàn)狀，本文結(jié)合國內(nèi)外污水處理廠的實(shí)際情況，通過詳細(xì)分析污水處理廠的產(chǎn)物排放情況、能源消耗情況等，將節(jié)能減排的思想理念貫穿于污水處理過程中的工藝優(yōu)選系統(tǒng)節(jié)能、高效裝置設(shè)備節(jié)能、原料節(jié)能和創(chuàng)新管理節(jié)能這幾個(gè)方面，提出了減排節(jié)能，實(shí)現(xiàn)污水處理廠效益最優(yōu)的切實(shí)可行的建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；節(jié)能減排；途徑

一、引言

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國城鎮(zhèn)建設(shè)截止2009年底累計(jì)建成污水處理廠1993座，總處理能力已經(jīng)超過1億 m3/d。面對未來嚴(yán)峻的“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)，許多污水處理廠已經(jīng)面臨著嚴(yán)峻的節(jié)能減排任務(wù)，污水處理廠需結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況降低成本進(jìn)行節(jié)能，以完成“十二五”減排目標(biāo)，提升污水處理行業(yè)的競爭力。因此，現(xiàn)結(jié)合國內(nèi)外最新的研究理論成果，從污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行出發(fā)，引入清潔生產(chǎn)審核機(jī)制，并提出切實(shí)可行的節(jié)能減排途徑。

二、污水處理廠耗能現(xiàn)狀分析

由于在國家的管控下，對污水處理廠處理后的水質(zhì)要求越來越高，而污水處理廠的平均處理成本已經(jīng)達(dá)到0.8元/ m3，因此對于污水處理的高運(yùn)行成本現(xiàn)狀已成為國家相關(guān)部門所面臨重大的問題。在污水處理廠的運(yùn)營維護(hù)成本中，能耗成本約占40%～80%，主要集中在混凝沉淀、污泥輸送與處理、曝氣供氧以及污水提升等部位。隨著國家對水質(zhì)要求的不斷提高，污水處理過程中，污泥和CO2的排放量也在逐漸增加，而這又與我國當(dāng)前環(huán)境保護(hù)要求中的減少污染排放相抵觸。曝氣供氧能夠產(chǎn)生大量的CO2，而混凝沉淀與曝氣供氧也會產(chǎn)生大量的污泥。因此污水處理廠的節(jié)能減排工作需從曝氣供氧和混凝沉淀這些部位出發(fā)，提出具體節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑，完成“十二五”減排目標(biāo)，滿足行業(yè)和國家需求。

三、污水處理廠節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)途徑分析

（一）工藝優(yōu)選實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能

在選擇污水處理工藝過程中，需要考慮的是系統(tǒng)投資與運(yùn)行的成本，同時(shí)污水處理工藝的選擇也決定著能耗與排放物量。因此選擇污水處理工藝時(shí)，必須具備操作簡單、技術(shù)先進(jìn)、投資運(yùn)行成本低、處理高效和維修簡單等特點(diǎn)。

一級處理管理簡單、能耗低、投資少、可去除一定的有機(jī)物，因此可以通過絮凝、分離、強(qiáng)化沉降等工序，采用中和法，提高沉砂池和格柵等方法使一級處理得到強(qiáng)化，從而降低二級處理的運(yùn)行成本和負(fù)荷，達(dá)到工藝優(yōu)選系統(tǒng)節(jié)能的目的。

二級處理工藝優(yōu)選，深井曝氣活性污泥法系統(tǒng)節(jié)省土地，Carrousel氧化溝無需初沉池，3 池交替工作氧化溝系統(tǒng)可不單設(shè)二沉池，SBR 等工藝集反應(yīng)與沉淀于一池，這些都在一定程度上節(jié)省了資源，因此可考慮選取這些污水處理工藝。厭氧技術(shù)可降低后續(xù)污泥處理費(fèi)用，而且無需曝氣，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的，而且能量可回收。因此可以加大突破厭氧技術(shù)的多重限制，如處理速度慢、菌溫等限制條件?？梢栽谙到y(tǒng)需要和允許的前提下采用厭氧技術(shù)處理。在生物膜處理法中，各種處理工藝便于管理和維護(hù)，在生態(tài)食物鏈條件下活性污泥產(chǎn)生較少，能夠通過自然通風(fēng)的處理方法進(jìn)行充氧，其上生長的亞硝化菌和硝化菌具有脫氮作用，而且生物轉(zhuǎn)盤和生物濾池等工藝能夠節(jié)省能源，去除BOD耗能少，動力費(fèi)用低，因此在污水處理工藝選擇中可采用生物膜法。A2/O工藝可改進(jìn)為改良型UCT工藝、倒置A2/O工藝；SBR工藝可改進(jìn)為ICEAS工藝、IDEA工藝、CAST工藝和CASS工藝。諸如這些改制后的工藝可應(yīng)用于污水處理廠的進(jìn)一步改造和升級。此外，人工濕地系統(tǒng)具有建造和運(yùn)行成本低、出水質(zhì)量好、耗能少、操作簡易等特點(diǎn)，因此在選擇污水處理工藝時(shí)也可采用人工濕地與生化處理污水或者是生態(tài)工程單獨(dú)運(yùn)行相互結(jié)合的方式進(jìn)行污水處理。利用自然界的生物作用、物理化學(xué)作用、植物、水體、土地等去除污水中的溶解有機(jī)物、懸浮物和重金屬等，凈化水質(zhì)。通過人工濕地的建造能夠降低耗能、減少污染排放，從而達(dá)到污水處理節(jié)能減排的效應(yīng)。

（二）高效裝置實(shí)現(xiàn)設(shè)備節(jié)能

在污水處理廠的運(yùn)營費(fèi)用中，電耗費(fèi)用所占比例約為40%左右，若針對電耗采取相應(yīng)的措施，從耗電設(shè)備著手進(jìn)行節(jié)能，這不失為一種節(jié)能的可行之法。廠區(qū)耗電部位主要是曝氣裝置、輸送泵等設(shè)備。其中曝氣系統(tǒng)電耗較為嚴(yán)重，再者是污水提升電耗，曝氣系統(tǒng)電耗占到總電耗的絕大部分，此外其他設(shè)備裝置的電耗也很嚴(yán)重，這就需要采取合理的控電節(jié)能措施對這些部位加強(qiáng)管理，以減少不必要的財(cái)力、人力和物理的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能減排的最優(yōu)效果。

（三）無害高效藥劑實(shí)現(xiàn)原料節(jié)能

水處理藥劑包括殺菌劑、緩蝕劑、阻垢劑、凝聚劑、絮凝劑、脫色劑、消泡劑、清洗劑和離子交換樹脂等，多為化學(xué)合成的有機(jī)高分子體。水中預(yù)處理污染物的濃度和性質(zhì)，水質(zhì)參雜、PH值、水溫共同決定了水處理藥劑的用量和種類的選擇。同時(shí)還應(yīng)考慮藥劑的污染性質(zhì)，使用方法等，防止水處理過程中引起水質(zhì)二次污染。例如在運(yùn)用膠體顆粒處理水質(zhì)時(shí)，可將有機(jī)混凝劑和無極混凝劑進(jìn)行聯(lián)合使用，應(yīng)用能夠提高污泥脫水性能和最大限度降低污泥含水率的混凝劑，以達(dá)到提高混凝效果和節(jié)省藥劑用量的目的，從而大幅度地降低了污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。目前國內(nèi)外污水處理多數(shù)采用混凝沉降法來提高效率，混凝劑的使用尤其普遍。

（四）管理模式創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)管理節(jié)能

現(xiàn)階段我國污水處理廠的管理模式多采用政府建設(shè)和運(yùn)營的管理模式，這樣嚴(yán)重地阻礙了污水處理事業(yè)的市場化發(fā)展，其運(yùn)行效率受阻，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。對此，可以實(shí)行污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行的產(chǎn)業(yè)化和市場化。例如采用政府委托專業(yè)的污水處理公司管理的管理模式，污水處理廠則由專業(yè)企業(yè)進(jìn)行集中化管理，使其變?yōu)槠髽I(yè)式的運(yùn)營模式。委托管理的優(yōu)點(diǎn)是能夠減少財(cái)力、人力和物力的投入，利用專業(yè)人士進(jìn)行經(jīng)營管理能夠在很大程度上提高工作效率，降低管理風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化資源配置，當(dāng)然委托管理仍需要政府、組織對其進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)督，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新管理節(jié)能。

四、結(jié)束語

目前，我國污水處理廠基礎(chǔ)建設(shè)和運(yùn)營尚存有許多問題，應(yīng)根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況朝著降低污染物排放、提高能源和資源利用率的方向向前發(fā)展。加大污水處理各個(gè)方面的研究，擇優(yōu)選取低耗、高效、減排、節(jié)能的污水處理技巧，完成“十二五”減排目標(biāo)，提升污水處理行業(yè)的競爭力，努力將我國建設(shè)成為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會。

參考文獻(xiàn)

[1]寧艷春，何洪波，邱延波，王英楠，蒲文晶，史耀波，邵巍，謝丹. 數(shù)學(xué)模擬在污水處理廠節(jié)能減排中的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，03：1-3+56+79.

[2]胡志榮，Chapman K.，Dold P.，Jones R.，Takács I.. 全污水處理廠數(shù)學(xué)模擬的BioWin模型[J]. 給水排水，2008，S1：159-166.

[3]郝曉地，趙義，仇付國，M.C.M.van Loosdrecht. 從微觀機(jī)理認(rèn)識污水處理廠的節(jié)能減排[J]. 中國給水排水，2008，04：89-94.

[4]楊凌波，葛勇濤，謝繼榮，應(yīng)啟鋒，曾思育，何苗. 基于節(jié)能降耗的污水處理廠績效評估體系研究[J]. 給水排水，2009，S1：222-226.

[5]賴學(xué)江，李銳. 分散再集中式污水處理是湛江市節(jié)能減排的有效途徑[A]. 中國化工學(xué)會.中國化工學(xué)會2009年年會暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會議論文集（下）[C].中國化工學(xué)會：，2009：3.