探討污水處理廠的節能降耗

張浩 董升華

摘要：污水處理是一種高能耗的產業之一。高能耗造成污水處理運營成本高，同時也加劇了我國現階段的能源危機，我國經濟正處于高速發展階段，對能源的需求與依賴日益增加。本文分析了污水處理廠的節能降耗的相關方面。

關鍵詞：污水處理廠；節能；降耗

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

引言

污水問題在各個城市是普遍存在的，隨著中國經濟的快速發展，城市污水越來越多，污水成分復雜多變，城市污水處理過程復雜，給城市污水處理廠的處理能力帶來巨大的壓力。隨著中國節能減排工作的不斷深入，城市污水處理廠作為主要減排的載體，在減排工作中顯得尤為重要。對城市污水處理廠的影響進行科學分析，并尋找處理措施對提高污水處理廠的處理效率，減輕社會壓力和環境保護壓力具有較大的促進作用。

1、污水處理廠的作用

污水處理廠將城市污水進行收集，經過一系列的處理措施，達到排放標準，將其進行回收再利用，既減少凈水的利用率，又降低污水排放對水體的污染，對保護水資源和土壤資源和空氣污染起到非常重要的保護作用。

a)城市污水處理有利于保護地下水資源不受破壞，污水收集處理后，達到排放標準，污水不再滲入地下水體內，保護了地下水的安全；

b)污水得到治理，不會排放到下游，從而減少了污水對下游土壤及植被的污染，對保護耕地，保護植被起到重要作用；

c) 污水處理后，其中的污染物得到收集，有效地降低了其中污染氣體的排放!對減輕空氣污染起到一定的作用。然而，城市污水處理廠對環境同樣產生不利影響，需要認真對待，采取措施，降低其影響范圍。

2、制約污水處理廠能耗的因素

2.1、污水處理廠建設規模與處理量

據統計分析，城市污水處理廠的平均噸水的能耗與水廠的處理規模成反比，特別是日處理量超過5萬噸的污水處理廠，其噸水能耗下降較為顯著。當設計規模與實際處理量都增大時，在運行中實際處理量往往是低于設計規模的，這樣就導致了部分能耗的損失，要想減小這部分能耗的損失，就要盡可能的按照實際處理量進行污水處理廠的規模設計。

2.2、污水處理廠的工藝選擇

作為城市高能耗行業之一的城市污水處理行業，其節約能耗已成為城市發展必須解決的問題。采用優化的、合理的、高新的污水處理工藝是污水處理廠必須重視的環節，污水處理廠采用什么樣的工藝，除了考慮水質的要求!工藝的先進性與可行性這些因素外，還應考慮所選工藝的合理及簡單化，特別要著重考慮運行時的穩定可靠、經濟及管理維護方便。

3、節能技術改造

3.1、增設快速濃縮池

隨著我國對排水標準的不同提升，目前不僅需要對出水COD進行控制，同時還要控制NH3-N/TP等，而且一些濃縮池所剩余的部分污泥還會釋放磷，所以針對這種情況，目前在一些新建的污泥處理廠內，則不再進行濃縮池的設置，這就為后期污水處理的成本增加埋下了伏筆.因為這勢必會在污泥脫水時電耗增加，而且藥耗量也會上升.所以針對于剩余污泥在濃縮池內停留時釋放磷的問題，則需要在利用向污泥內添加絮凝劑來解決，而且這些絮凝劑也不需要再額外購置，其只需將脫水濾液中剩余的部分進行添加即可，這樣可以有效的減少污泥在濃縮池內停留的時間，避免了磷的釋放，而且也達到了濃縮的效果，這樣在污水處理時，其脫水效率也會有較大程度的提高，同時也不用過多的增加藥耗，對節約成本起到關鍵的作用.

3.2、污水提升泵的變頻改造

通常在選擇污水提升泵時，其都會以最大揚程和最大流量的設計來對水泵的參數進行選擇，這就導致使用過程中，水泵則處于低揚程!大流量和低效區的狀態下，直接導致耗電量的增加，而且電機極易出現過熱的情況。

針對于這個問題，可以通過對水泵的性能曲線進行改變，從而對其效率進行調整，而通過對轉速進行調整，可以使水泵趨于高效區內，而且沒有能量的損失，運行的效率也處于較高的水平、所以利用變頻調速技術對電機進行調速，具有較大的優勢，可以說是電機的主流技術之一，對提高電機的效率，降低能耗起到了積極的意義。

利用變頻電機的這種節能技術，根據其集水池水位的變化規律，采用智能化節電設備對其污水提升泵進行了變頻節能改造，采用多點水位控制，水位探測儀采取多層次水位探測，使水泵電機的轉速根據水位高低進行變頻調節。設定集水池的水位為H時，變頻電機的輸出轉速為700r/min。對應的變頻器頻率為45Hz。當進水井水位高于或低于H時，產生一個偏差值，其如果增大（為正），變頻電機輸出的轉速升高，泵的流量越大，水位隨之下降；反之，這個值減?。樨摚r，變頻電機的轉速變小，水泵電機的轉速降低，進水量持續穩定，節能效果明顯。

4、城市污水處理廠節能降耗的途徑

4.1、污水提升

污水提升過程中的節能污水提升過程中最為消耗能源的設備便是污水提升泵，其具有很大的節能空間。因而，為減少污水處理廠提升泵房的電能消耗需對其進行節能設計。目前，我國在設計污水廠高程時，數據都偏高，造成提升泵設計揚程也過高，造成電耗量大。根據水泵有效功率的公式 Nu=γQH，我們可發現當γ和Q確定時，Nu和H是成正比例的，因而，當水泵揚程降低后，一定能達到節能的效果。在設計污水廠高程時，要防止多次進行污水提升，以免造成能源的浪費；在布置各構筑物和管線時，要注意其緊湊性，避免拐角，縮短輸送距離，可將反應池和沉淀池進行合并，以此來避免水頭的損失；進行設計時，要注意構筑物的特點以及構筑物間的關系，盡量節約土地資源，杜絕不切實際的設計。

在污水提升過程中，可引進先進的設備，加強管理，以求實現節能的目的?？刹捎米冾l調速技術，優化配置泵站設備，保障水泵運行的質量；選擇型號相同的水泵機組，以便于進行維修；可對水泵進行合理的更換，適時地啟動水泵，將污水處理工作放在晚上進行。

4.2、污水處理過程中的節能

污水處理過程中的節能主要通過對曝氣系統的節能來降低整個污水處理廠的整體能耗量。降低曝氣系統的能源消耗需要合理設計曝氣系統的規模，在操作過程中要進行合理的控制，從而提高曝氣系統的總能效；選擇曝氣設備時，要充分考慮到曝氣設備的供氧能力和調節能力，避免能源的浪費；在進行鼓風機的選擇時，要選擇變頻調速風機，有利于操作的便捷，減少故障，要合理控制風機的風量，以達到節能的效果。

4.3、污泥處理過程中的節能

在污泥處理過程中，減少污泥脫水系統的能源消耗，需要投入適當的高效絮凝劑，嚴格按照操作章程進行科學的運行。在對設備的選擇上，要優選效率高但能耗低的設備，減少設備的磨損率，降低運行費用，從而節約污泥處理系統過程中的能源消耗；充分利用厭氧沼氣，通過沼氣的燃燒來用于加溫、取暖等方面，還可以利用沼氣發電來降低電能的消耗。

4.4、其他節能措施

可選擇平流沉砂池，避免使用消耗能量大的沉砂池，盡可能用重力來進行排砂；污水處理廠采用節能電燈，建設太陽能設備，充分利用太陽能，減少電能的消耗，提高污水處理廠中設備的工作效率，實現自動化；改進生物除磷工藝，降低藥劑的消耗量，減少污水中的含泥量，降低污泥處理的能源消耗。

結束語

隨著污水處理廠的快速發展，其高能耗，運行費用高的問題亟需解決。因而，必須改進污水處理技術，完善無數處理設備，加強節能減排工作，提高能源利用率，建設資源節約型社會，促進人與自然的和諧發展。

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