郭城

【摘 要】基于提高污水處理廠節(jié)能水平的目的，圍繞電氣節(jié)能問題，做了簡單的論述，提出了電氣節(jié)能措施。從污水處理廠的運行角度來說，積極探索有效的電氣節(jié)能措施和方法，對推動污水處理廠持續(xù)發(fā)展，有著重要的意義。

【關鍵詞】污水處理廠;電氣節(jié)能;光伏技術

中圖分類號： TM727.3;X703 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0311-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.149

Discussion on Electric Energy Saving Measures of Sewage Treatment Plant

GUO Cheng

（Nanjing water group co.， LTD.， Nanjing Jiangsu 210000， China）

【Abstract】Based on the purpose of improving the energy-saving level of sewage treatment plant， this paper makes a simple discussion on the electrical energy-saving problem， and puts forward the electrical energy-saving measures. From the perspective of sewage treatment plant operation， it is of great significance to actively explore effective measures and methods of electrical energy saving for promoting the sustainable development of sewage treatment plant.

【Key words】Sewage treatment plant; Electrical energy saving; Photovoltaic technology

截至2018年6月底，全國設市城市、縣（以下簡稱城鎮(zhèn)，不含其它建制鎮(zhèn)）累計建成污水處理廠3802座，污水處理能力達1.61億立方米/日。全國設市城市建成運行污水處理廠共計2149座，形成污水處理能力1.32億立方米/日?；诖吮尘?，積極探索此課題，提出污水處理廠運行電氣節(jié)能的方法，有著重要的意義。

1 污水處理廠節(jié)能新模式分析

從污水處理廠的產(chǎn)業(yè)特征來說，其為能源密集高耗能產(chǎn)業(yè)，能源消耗費用占據(jù)運營維護成本的30-80%，具有能源消耗大和運行成本高等特點，影響著污水處理廠的持續(xù)發(fā)展。其中，電耗費用占比比較大，解決電能消耗已經(jīng)成為了企業(yè)研究的重點。若能夠減少電能消耗，對企業(yè)來說能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，推動企業(yè)持續(xù)化發(fā)展。從最新的研究和實踐來說，探索應用的光伏+污水處理廠模式，通過推廣應用清潔電能，為污水處理廠解決電耗問題，提供了有力的支持。模式的應用優(yōu)勢，主要是通過建設光伏電站，利用其發(fā)電，為污水處理廠提供所需的電量，如果多余則可以利用余電上網(wǎng)。目前來說，該模式的應用獲得了初步成效，驗證了其推廣應用的價值。

2 污水處理廠電氣節(jié)能技術的應用實例分析

2.1 案例概述

以某污水處理廠為例，運用的是A2/O工藝，污水處理能力水平為4萬t·d-1，處理后出水水質(zhì)標準為一級A排放標準。從其運行的成本方面來說，以電費為主?；谖鬯幚韽S的處理流程能源消耗分析得知，能源消耗單元主要包括提升泵房和鼓風曝氣系統(tǒng)以及高效濾池等。污水處理廠的總設備容量統(tǒng)計約為1387kW，提升泵房的設備容量占比最大，達到27%。根據(jù)過往的能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，提升泵房和高效濾池、回流系統(tǒng)等運行，能源消耗占據(jù)整個污水處理廠運行能源消耗總量的90%以上，因此從上述部分采取節(jié)能措施，實現(xiàn)對電氣能源的節(jié)約，達到降本增效的目的。

2.2 進水提升泵房

從污水處理廠運行的角度來說，提升泵房的能源消耗較大。引入變頻控制技術，實現(xiàn)水泵運行的能源節(jié)約，使得水泵可以保持高效率運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進而達到節(jié)能目標。若可以實現(xiàn)對提升泵房前端集水井以及調(diào)節(jié)池等所擁有的蓄水能力發(fā)揮，通過提高水泵前的水位，達到減少水泵裝置吸水揚程減小的目的，并且能夠減小水泵啟停的次數(shù)以及同步運行的數(shù)量，實現(xiàn)減少能源消耗目標。除此之外，可以達到調(diào)整水流量和水質(zhì)的目的，保證處理工藝的運行效果。經(jīng)過調(diào)查此污水處理廠前端運行的集水井以及調(diào)節(jié)池，有著很強的蓄水能力。經(jīng)過計算分析得知，集水井和調(diào)節(jié)池運行調(diào)節(jié)能力大約為300m3，管網(wǎng)蓄水能力大約為4500m3，可以運用提高集水井水位的方法，通過減少水泵裝置吸水揚程的方法，減少水泵運行的能源消耗。通過對比改造前后的平均電耗得知，運行3臺水泵提升污水方案和減少水泵運行時間的方案相比，以提升水量相同為對比條件，能夠節(jié)約4.9%的電量，獲得了不錯的節(jié)能效果，驗證了提高水泵前的水位方法具有可行性。

2.3 鼓風曝氣系統(tǒng)

一般來說，對于鼓風曝氣系統(tǒng)的運行管理，很多污水處理廠都采取粗放的管理方式，未能科學管理鼓風機，依靠以往的工作經(jīng)驗調(diào)節(jié)，未能結合進出水水質(zhì)的變化情況，開展曝氣調(diào)節(jié)，使得曝氣過量情況頻發(fā)，能源消耗較大。在進行改造時，通過對曝氣系統(tǒng)運行的分析，進行曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。具體做法為，對不同月份水溫條件下運行的生物池，進行曝氣所需氧量的核定。同時對曝氣系統(tǒng)進行劃分，分為第一區(qū)間和第二區(qū)間。其中，第一區(qū)間為11月到次年4月，溫度低于20℃;第二區(qū)間為5-10月，溫度高于20℃，從需氧量數(shù)據(jù)可以得知，第一區(qū)間的11月份以及第二區(qū)間的10月份，生物池需氧量下的鼓風機運行電能消耗最小，兩個區(qū)間其他月份的鼓風機運行能源消耗較大，存在曝氣過量的可能性比較大。通過對鼓風機運行頻率進行相應的調(diào)整，調(diào)控曝氣系統(tǒng)，對其進行優(yōu)化，能夠使得此單元達到節(jié)電運行的效果，能夠節(jié)約5.38%。

2.4 選擇性運行濾池

從此污水處理廠配置的濾池情況來說，配置了3臺規(guī)格為30kW額反沖洗風機;3臺規(guī)格為11kW反沖洗水泵。節(jié)能措施如下：（1）依據(jù)出水在線監(jiān)測設備運行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗監(jiān)測值，以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達到標準為前提，停止運行高效濾池，使得設備停止運行，達到降低能源消耗的目的[1]。（2）依據(jù)出水在線監(jiān)測設備運行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗監(jiān)測值，以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達到標準為前提，保持高效濾池運行，當出水能夠達到排放標準要求并且處于穩(wěn)定水平后，停止其運行，實現(xiàn)降低能源消耗的目的。（3）選擇重點投放時間段。結合重點時間段，比如國家環(huán)保核查的前期以及節(jié)假日等，結合實際情況，運行高效濾池[2]。此污水處理廠運行的高效濾池，共計設置了10個單體池，按照輪流反沖洗原則運行，每次運行的時間為15min，單個單體池每日進行2次反沖洗。基于過去的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每年大約運行天數(shù)為230天，經(jīng)過改造后運行125天，通過數(shù)據(jù)計算得出，此單元節(jié)能空間大約為45.7%。

2.5 污泥回流系統(tǒng)

從控制回流系統(tǒng)的做法來說，常用以下方法：（1）維持污泥回流量不變;（2）維持污泥回流比不變;（3）定期調(diào)節(jié)或者隨時調(diào)節(jié)污泥回流量指標以及回流比數(shù)據(jù)[3]?；谀辔挥嬕约傲髁坑嫷臄?shù)據(jù)，結合污水處理廠污泥回流系統(tǒng)的具體情況，決定運用定期調(diào)節(jié)或者隨時進行調(diào)節(jié)的方法，通過調(diào)整回流量以及回流比，實現(xiàn)運行節(jié)能。在實際調(diào)節(jié)操作時，每次調(diào)節(jié)的幅度都不大，污泥回流比變化沒有大于15%，回流量變化沒有大于10%。運用此方法，同時合理調(diào)整回流泵的運行參數(shù)，雖然操作的復雜程度比較高，不過系統(tǒng)可以保持良好狀態(tài)，節(jié)能空間大約為25%。

2.6 改造總效益

通過采取上述節(jié)能措施，當年1-10月份的累計污水處理量大約為1022.58m3，電量大約為374.63kWh，經(jīng)過計算平均電能消耗大約為0.37kWh·m-3，預計全年處理量為1200萬m3，按照此計算，全年耗電量大約為444萬kWh，相比上一年度減少了29.8萬kWh，換算為標準煤，大約為36.65t。節(jié)能措施的應用效益如下：（1）經(jīng)濟效益。按照0.716元·（kWh）-1進行計算，能夠節(jié)約21.37萬余元。（2）節(jié)能措施的環(huán)保效益。按照1t標準煤產(chǎn)生2.66-2.72t二氧化碳進行計算，每年大約可以減少97.5-99.7t，環(huán)保效益較好。

3 污水處理廠電氣節(jié)能策略的總結

3.1 做好問題的調(diào)查

若想解決問題，必須要對問題有著全面的了解。這需要進行問題調(diào)查，明確污水處理廠系統(tǒng)運行能源消耗大的部分，做好能源消耗的分析，制定相應的解決方法[4]。這需要發(fā)揮廠子的基層員工力量，對各個子系統(tǒng)運行情況進行調(diào)查，深度分析電氣能源消耗問題產(chǎn)生的原因，提出相應的措施，提高電氣節(jié)能水平，實現(xiàn)降本增效的目的，推動污水處理廠持續(xù)化發(fā)展[5]。

3.2 加大技術研究力度

解決污水處理廠電能消耗的問題，除了從各個系統(tǒng)運行的能源消耗入手，采取相應的措施，還需要積極引入新技術和新方法，創(chuàng)新問題解決的措施，提高污水處理廠運行的節(jié)能水平。從當前的發(fā)展實際來說，光伏技術的發(fā)展和應用，為電氣節(jié)能提供了技術保障，獲得了不錯的成效。加大技術的研究，破解污水處理廠能源消耗問題，提出有效的解決方法，減少電能的消耗，提高清潔能源的利用率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益目標和環(huán)保效益目標[6]。

4 結束語

綜上所述，污水處理廠電氣節(jié)能問題的處理，需要做好全面的分析和把控，提出行之有效的解決方法。文中結合具體實踐，分析了污水處理廠電氣節(jié)能方法的運用，總結了提高電氣節(jié)能水平的策略，具體如下：加大技術研究;做好問題調(diào)查和分析等。

【參考文獻】

[1]趙琦.污水處理廠電氣控制設計及節(jié)能措施探討[J].工程建設與設計，2019（01）：79-82+85.

[2]任歲.城市污水處理廠電氣節(jié)能的實現(xiàn)及意義略述[J].科學技術創(chuàng)新，2017（25）：41-42.

[3]林先添.污水處理廠電氣設計和節(jié)能措施分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2017，36（05）：60-62.

[4]張超.淺談我國城市污水處理廠電氣節(jié)能措施[J].科技經(jīng)濟導刊，2016（15）：126-127.