段 鋼

(北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部，北京 102602)

談節(jié)能低碳技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

段 鋼

(北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部，北京 102602)

介紹了污水處理節(jié)能低碳技術(shù)的研究現(xiàn)狀，提出研究目標(biāo)與技術(shù)路線，著重分析了精確曝氣系統(tǒng)的構(gòu)建，展望了污水處理節(jié)能低碳技術(shù)的應(yīng)用前景。

節(jié)能低碳，污水處理，精確曝氣

在污水處理廠運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，水泵提升、曝氣等是能耗最多的工藝環(huán)節(jié)，也是污水廠運(yùn)行費(fèi)用中占比最大的部分。研究污水處理節(jié)能低碳技術(shù)，對(duì)污水廠能耗較高的工藝環(huán)節(jié)實(shí)行系統(tǒng)優(yōu)化控制，對(duì)于保障污水處理廠出水水質(zhì)、提升運(yùn)行管理水平、節(jié)約能耗及運(yùn)行費(fèi)用、踐行綠色低碳污水處理新理念具有重要意義。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開(kāi)展了污水處理節(jié)能低碳技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究，對(duì)于污水處理過(guò)程中能耗控制、節(jié)能減排等技術(shù)手段與運(yùn)行管理方法尤其重視，并相應(yīng)研發(fā)了一系列節(jié)能設(shè)備及系統(tǒng)優(yōu)化控制措施。除此之外，相關(guān)國(guó)家還結(jié)合綠色低碳、節(jié)能減排等理念提出了諸多污水處理新概念。

國(guó)內(nèi)正日益重視污水處理節(jié)能低碳技術(shù)的應(yīng)用研究，諸如工藝仿真、精確曝氣等技術(shù)手段的規(guī)模化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了污水處理過(guò)程的優(yōu)化控制，有效起到了節(jié)約能耗，提升運(yùn)行管理水平的目的。如北京某污水處理廠二期項(xiàng)目，通過(guò)建立以精確生化反應(yīng)數(shù)學(xué)模型為依托的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣池內(nèi)溶解氧的精細(xì)化控制，在處理工藝出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，很大程度上降低了鼓風(fēng)機(jī)的能耗，系統(tǒng)耗電量顯著降低，節(jié)能效果顯著。目前，節(jié)能減排、綠色低碳已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)，與此同時(shí)，節(jié)能低碳的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)指南、政策措施、考核辦法等工作均正在有條不紊地推進(jìn)中。

2 污水處理節(jié)能低碳技術(shù)的研究目標(biāo)與技術(shù)路線

1)研究目標(biāo)。污水處理節(jié)能低碳技術(shù)應(yīng)用研究，根本目標(biāo)在于指導(dǎo)污水處理廠建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理工作，最終實(shí)現(xiàn)保障污水處理廠出水水質(zhì)、提升運(yùn)行管理水平、節(jié)約能耗及運(yùn)行費(fèi)用、踐行綠色低碳污水處理新理念。

2)技術(shù)路線。污水處理節(jié)能低碳技術(shù)研究的重點(diǎn)是水泵提升、曝氣等能耗最大的工藝環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理的提升高度，選擇恰當(dāng)?shù)钠貧鈴?qiáng)度和曝氣量就成為了重中之重。圖1是本研究的技術(shù)路線示意圖。

3 污水處理精確曝氣系統(tǒng)的構(gòu)建

1)精確曝氣系統(tǒng)原理?！熬_曝氣系統(tǒng)”就是將計(jì)算機(jī)和儀表控制統(tǒng)一集成到一個(gè)自動(dòng)化的污水處理系統(tǒng)當(dāng)中。通過(guò)動(dòng)態(tài)地優(yōu)化與調(diào)整曝氣、回流等主要運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到使污水廠穩(wěn)定運(yùn)行的目的，從而極大地節(jié)省運(yùn)行電耗和人工費(fèi)，保證了處理效果。

2)精確曝氣系統(tǒng)的特點(diǎn)。a.穩(wěn)定地控制生物池中的溶解氧濃度?？刂凭瓤蓛?yōu)化在工藝要求的溶解氧設(shè)定值的±0.5 mg/L，提高生化處理效率，提高達(dá)標(biāo)率。b.解決生物池曝氣不均衡的問(wèn)題，合理的分配氣量，大大減少了閥門及鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)頻率。控制鼓風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定的功率下供氣，保障曝氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。c.提高污水廠的自動(dòng)化水平。實(shí)現(xiàn)污水廠最重要過(guò)程參數(shù)溶解氧濃度的可控，保證實(shí)施運(yùn)行后完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。d.縮短污水處理廠的工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)間。e.顯著提高污水處理廠的抗負(fù)荷沖擊能力。f.降低污水廠工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高污水廠的運(yùn)行效率。

3)精確曝氣系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)。曝氣池內(nèi)DO控制在0.5 mg/L～5.0 mg/L之間的任一設(shè)定值，控制精度在設(shè)定值的±0.5 mg/L范圍內(nèi)；實(shí)現(xiàn)5 min～10 min內(nèi)迅速調(diào)整支管曝氣量，使DO重新穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值附近±0.5 mg/L以內(nèi)；實(shí)現(xiàn)25%～40%的節(jié)氣率，在鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量可調(diào)節(jié)的情況下，對(duì)應(yīng)可實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)8%～15%節(jié)電率。在各低壓控制系統(tǒng)中采用集中補(bǔ)償方式，功率因數(shù)補(bǔ)償后達(dá)到0.95以上。

4 污水處理節(jié)能低碳技術(shù)應(yīng)用前景

節(jié)能低碳技術(shù)可應(yīng)用于污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理的全過(guò)程，如污水處理過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，同時(shí)在污水廠運(yùn)營(yíng)期間，可利用工藝仿真，對(duì)污水廠的真實(shí)運(yùn)行狀況進(jìn)行再現(xiàn)，借助計(jì)算機(jī)虛擬平臺(tái)獲取出水水質(zhì)、能耗狀況以及評(píng)價(jià)指標(biāo)的仿真結(jié)果，由此模擬出在實(shí)體污水廠難以實(shí)現(xiàn)的工況、運(yùn)行策略及控制對(duì)策對(duì)運(yùn)行效果的影響等，從而幫助污水廠發(fā)現(xiàn)并解決運(yùn)行中諸如進(jìn)水負(fù)荷沖擊、能耗過(guò)高、曝氣或回流不合理、季節(jié)水溫變化對(duì)工藝造成的影響等問(wèn)題，探索如何通過(guò)調(diào)節(jié)工藝運(yùn)行參數(shù)把污水廠面臨的各種不利因素造成對(duì)運(yùn)行效果的影響降到最低，從而提高污水廠的運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化和節(jié)能降耗。

[1] 蔣克彬.水處理工程常用設(shè)備與工藝[M].北京：中國(guó)石化出版社，2011.

[2] 馬溪平，徐成斌，付保榮.厭氧微生物學(xué)與污水處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017.

Theapplicationofenergysavingandlowcarbontechnologyinsewagedisposal

DuanGang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarters,Beijing102602,China)

The paper introduces the research of energy saving and low carbon technology, and makes the research target and technical routine, especially analyzes the construction of precision aeration system. Finally, the paper forecasts the prospect of energy saving and low carbon technology in sewage disposal.

energy saving and low carbon, sewage disposal, precision aeration

1009-6825(2017)30-0186-02

2017-08-16

段 鋼(1980- )，男，碩士，工程師

X703

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