周亞梁 黃東月

摘要：城市污水處理作為一個(gè)高能耗的行業(yè)，近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注。在城市污水處理廠運(yùn)行過(guò)程，能源消耗主要來(lái)源于電能消耗和化學(xué)藥劑消耗。本文以某污水處理廠為例，就污水處理廠能耗進(jìn)行了分析，并提出了城市污水處理廠節(jié)能降耗措施。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;能耗;節(jié)能降耗

中圖分類(lèi)號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.017

Abstract：As a high energy consumption industry， urban sewage treatment has attracted wide attention in recent years. In the operation of urban sewage treatment plants， energy consumption is mainly derived from electrical energy consumption and chemical consumption. This paper takes a sewage treatment plant as an example， analyzes the energy consumption of the sewage treatment plant， and proposes energy saving measures for urban sewage treatment plants.

Keywords：Sewage treatment plant;Energy consumption;Energy saving

污水處理廠的良好管理和運(yùn)行，是確保污水處理達(dá)標(biāo)，減少污染排放的關(guān)鍵，因此，需要加強(qiáng)污水處理廠管理，以降低能源消耗，提升污水處理的效率。目前，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，城市污水廠能耗不斷增加。因此，我們需要合理分析污水處理廠資源消耗，以便采用有效的節(jié)能降耗措施，以減少污水處理廠的能源消耗，確保污水達(dá)到穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)。本文結(jié)合筆者的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，著重就污水處理廠降耗措施進(jìn)行探討。

1 概述

某污水處理廠，分二期進(jìn)行建設(shè)，首期3.0萬(wàn)t/日，二期5萬(wàn)t/日，首期工程內(nèi)包括新建的進(jìn)水泵房、沉砂池、二沉池、紫外消毒池、AA/O曝氣氧化溝、鼓風(fēng)機(jī)房、自動(dòng)控制室等，道路綠化及附屬建筑物。其中粗格柵及提升泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房等土建工程按遠(yuǎn)期規(guī)模8.0萬(wàn)t/天設(shè)計(jì)。

2 污水處理廠能耗分析

2.1 項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中能耗分析

污水廠建設(shè)過(guò)程中的能耗主要是耗用水泥、鋼材以及施工過(guò)程中的用水用電，項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中構(gòu)、建筑物三材用量可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)減少用量;施工過(guò)程中的用電用水消耗可以通過(guò)合理組織生產(chǎn)來(lái)降低。

2.2 項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中能耗分析

2.2.1 污水廠生產(chǎn)過(guò)程分析

本工程污水處理廠主要由一級(jí)處理和二級(jí)處理兩個(gè)部分組成。其中，一級(jí)處理是去除污水中的固體污染物，包括沉砂池和粗細(xì)格柵兩個(gè)部分，其處理對(duì)象為垃圾、懸浮物。通過(guò)一級(jí)處理處理污水，可去除的BOD值為20%～30%。而二級(jí)處理系統(tǒng)作為污水處理廠中重要組成部分，其主要是去除污水中的有機(jī)污染物，其去除COD值可降至10～30mg/L，達(dá)到水體排放標(biāo)準(zhǔn)。深度處理的作用是進(jìn)一步降低二級(jí)處理出水中的有污染物值，深度處理出水可作中水回用。污水處理廠主要通過(guò)管網(wǎng)將污水引入，再經(jīng)過(guò)格柵對(duì)污水中大塊的懸浮物進(jìn)行截留，再利用潛污泵提升，輸送至沉砂池進(jìn)行顆粒去除，經(jīng)沉砂池進(jìn)入生物池，在好氧作用下，池中的污水將被微生物凈化，再經(jīng)二沉池進(jìn)行分離，再進(jìn)入紫外消毒池，最后進(jìn)行尾水排放;對(duì)于剩余活性污泥，應(yīng)將它排至污泥處理區(qū)進(jìn)行處理，經(jīng)脫水后成為泥餅，再進(jìn)行外運(yùn)處置。

2.2.2 能耗種類(lèi)分析

污水處理廠能源消耗包括電能消耗、水資源能耗和藥劑消耗等。其中，電能消耗最多，大概占污水廠總能耗的60%～80%。其來(lái)源于污泥提升、污泥處理、設(shè)備、廠區(qū)的照明等方面的用電。在污水生物處理過(guò)程中，電能消耗大約占全廠用電的70%，污泥處理電能消耗占20%，廠區(qū)照明的電能消耗占10%。在污水處理廠總能耗中，污水提升能耗占10%～20%，曝氣供氧占50%～70%，污泥處理占10%～25%，這三者能源消耗超過(guò)了總能耗的70%。由此可見(jiàn)，城市污水處理廠能耗來(lái)源于污泥提升及污泥處理等過(guò)程，其中，污泥處理的單元過(guò)程耗能量最多。一般二級(jí)污水廠能耗值約為 0.250 kWh/m3。

3 污水處理廠節(jié)能降耗措施

本工程設(shè)計(jì)在工藝方案、工藝流程、設(shè)備選型和操作管理等方面都特別注意了節(jié)能效果，并采取了相應(yīng)的節(jié)能措施，以降低處理廠的運(yùn)行成本。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

3.1 合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)

結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)珠海市已投產(chǎn)的污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)與排水水質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，提出合理的污水進(jìn)水量，盡可能避免進(jìn)水取值過(guò)高，使設(shè)備過(guò)大，從而造成能源損耗過(guò)大而造成浪費(fèi)。

3.2 處理工藝的選擇

處理工藝的合理選擇是實(shí)現(xiàn)污水處理廠節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵。在污水處理流程中采用的生物池是一種能以多種方式運(yùn)行的構(gòu)筑物，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)靈活調(diào)節(jié)其運(yùn)行方式和控制最佳的運(yùn)行條件，最大限度地減低污水處理的能耗。

3.3 污水提升泵的節(jié)能

綜上，污水提升泵的電能消耗占污水處理廠總能耗的10%～20%，因此成為了污水廠節(jié)能的重點(diǎn)。在提升泵節(jié)能工作中，應(yīng)從設(shè)計(jì)上進(jìn)行節(jié)能;例如，在污水提升泵選用時(shí)，盡可能使流量和揚(yáng)程的匹配超過(guò)80%的工作效率。同時(shí)，要結(jié)合進(jìn)水流量合理匹配流量泵，以免閥門(mén)調(diào)控過(guò)多而導(dǎo)致能量損失。

3.4 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能

傳統(tǒng)曝氣控制系統(tǒng)溶解氧波動(dòng)大和各個(gè)池組風(fēng)量分布不均勻，容易造成曝氣不足或過(guò)度曝氣，導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定和電耗增加。為解決傳統(tǒng)曝氣方式存在的缺陷，本項(xiàng)目曝氣系統(tǒng)主要采用高精度的曝氣系統(tǒng)，利用模型及歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)污水的水量、水位、溫度等方面的變化進(jìn)行處理，提前進(jìn)行空氣供給量調(diào)節(jié)，確?？諝夤┙o量的準(zhǔn)確性，提升生物池的運(yùn)行效率，避免出現(xiàn)波動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)曝氣的精確控制目標(biāo)。另外，要確保流量性能和空氣壓力損失之間的平衡，以減少最小壓力損失，適當(dāng)?shù)亟o出鼓風(fēng)機(jī)輸出流量。同時(shí)采用線儀表對(duì)內(nèi)回流比進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到脫氮除磷效果;在污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中，污水處理系統(tǒng)可以將運(yùn)行數(shù)據(jù)采集至數(shù)據(jù)庫(kù)，再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)算，確保模型的真實(shí)性。

在曝氣控制系統(tǒng)應(yīng)用中，主要選用精確曝氣系統(tǒng)，以確保每組生化池溶解的穩(wěn)定性，達(dá)到降低電耗及穩(wěn)定出水水質(zhì)的效果。

3.5 其余節(jié)能措施

①總圖布置上，變配電間靠近鼓風(fēng)機(jī)房和進(jìn)水泵房?jī)蓚€(gè)用電量大的建（構(gòu)）筑物，減少電纜長(zhǎng)度。②將處理構(gòu)筑物進(jìn)行分組，結(jié)合進(jìn)水有機(jī)物濃和水量的季節(jié)變化，在荷未能達(dá)到滿足的條件下，可采用兩組并聯(lián)的運(yùn)行方式，這樣可以達(dá)到節(jié)約能源的目的。③要確保全廠水力、高程計(jì)算的精確性，在運(yùn)行條件良好的情況下，盡可以地減少水頭的損失，降低水泵的工作揚(yáng)程，這樣可以從全廠常年運(yùn)行中節(jié)省電耗。

4 節(jié)能效果

污水處理廠的電能消耗大，成本較高，隨著電費(fèi)的不斷上調(diào)，從而增加了污水處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，部分污水處理廠由于經(jīng)費(fèi)不足而難以維持下去，使部分基建投資項(xiàng)目不能充分發(fā)揮自身的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，在污水廠建設(shè)的過(guò)程中，我們應(yīng)選擇合理的處理工藝和節(jié)能設(shè)備，加強(qiáng)污水處理過(guò)程管理，以實(shí)現(xiàn)污水處理中的低能耗、高效率的運(yùn)行目標(biāo)。通過(guò)采取上述節(jié)能措施，大大提高了水泵運(yùn)行效率和曝氣充氧動(dòng)力效率，降低了設(shè)備運(yùn)行能耗。

5 結(jié)語(yǔ)

城市污水處理廠節(jié)能降耗作為一項(xiàng)全面性工作，涉及到眾多內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)，設(shè)備選型，設(shè)備運(yùn)行管理、人員操作水平等眾多方面。 因此，在實(shí)際運(yùn)行管理工作中，應(yīng)合理分析污水處理時(shí)資源消耗和節(jié)能潛力，以減少能源消耗，降低污水處理成本，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期：2019-01-28

作者簡(jiǎn)介：周亞梁（1986-），男，漢族，碩士研究生，環(huán)境工程中級(jí)工程師，研究方向?yàn)槲鬯畯S生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理。