污水處理廠節能減排的實現途徑分析

陸洋

摘要：目前我國污水產生量及處理量不斷增加，運行費用高，能量消耗大。處理污染物的巨大費用已經給相關的市政部門、生產部門帶來了沉重的經濟負擔。如何節約能源、降低消耗，有效控制污水處理廠的運行成本，提高企業的利潤，增強企業的競爭力成為人們關注的重點。本文以某污水處理廠為例，對配電系統、水泵、曝氣系統、中水系統、脫水系統等進行生產運行上的優化調控，在保證出水水質穩定達標的前提下實現能耗大幅度降低。

關鍵詞：污水 處理 節能 減排

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

1、污水處理廠氧化溝工藝調控

氧化溝是污水處理廠最大的耗能部位，為保證微生物的生長和處理效果，需要維持一定Do含量。該污水處理廠采用三槽式氧化溝工藝運行，曝氣設備為德國某公司生產的轉刷，屬于表曝機一種?，F投入運行的共計42臺轉刷，額定功率45 kW，單機運行時問每月為312.2 h，月總耗電量占全廠用電的50%。

根據設計要求，運行初期采用曝氣3h(包括低曝75 min高曝105 min)靜沉1h的傳統硝化反硝化工藝。但隨著進水量及水中各種污染物含量的不斷，設計模式在滿足系統需氧量及控制污泥膨脹等方面存在明顯不足。采用增加轉刷浸水深度、運轉時問來獲得DO含量的增加，不僅增加電耗，而A_由于電流升高、電機運行時問增長而引起的設備故障率提高，造成電費、維修、保養等生產成本的增加，轉刷電流平均增高約10%，噸水電耗達0.3 kW/h，較之前增加了36%。通過對設計運行模式不斷研究調整，確定了以下運行方案:

一是取消低曝時時段，采用邊槽2h轉刷全部高速運行，即2h高曝后2h靜沉;將反硝化厭氧段與靜沉合起來，這樣可以加強反硝化效果，而目_可以減少污泥產生量。轉刷總運行時問減少，邊槽8臺轉刷耗電由原來每天4 433 kWh減少到4 320 kWh。根據電費存在“峰、平、谷”的特點，最大限度實現曝氣階段運行“避峰就谷”。

二是增加剩余污泥排放量來及時更新氧化溝內污泥活性，在滿足菌膠團生長前提下，通過采以低污泥MLSS含量辦法提高污水中DO含量。

三是根據進水水質情況及時調整供需氧量，通過適當減少轉刷運行臺數的方法防止反硝化污泥上浮現象發生。每組氧化溝少開轉刷2臺，2組氧化溝共少開4臺轉刷，可以保證DO含量在正常范圍。停用的1臺轉刷每月節省7 863 kWh，按平均電費0.65元//kWh計算，每月可節約電費2萬元。

四是通過調整出水堰門標高，保證轉刷浸水深度穩定在充氧效果最佳位置并相對固定;控制氧化溝液位，平均分配進水量。轉刷運行負荷減小，轉刷電流平均由原來的85 A下降為68 A左右，每天節電2 200 kWh，每月可節電70x103 kWh左右。

2、泵的控制

通過多年來生產探索，在泵的節能控制上采取以下措施:

一是在確保外圍管網不溢流的情況下，盡量保持集水池的平均液位在較高的水位，減小水泵揚程，降低能耗。

二是根據進水的規律以及水泵的組成情況，確定不同泵數開啟組合以及液位控制條件;水泵運行時盡可能保持在高效區問內(如應控制2臺泵運行在額定流量90%，而不是3臺泵運行在額定流量的60%。進水泵原為4臺150 kW，額定體積流量2880 m}/h。已運行10多年，設備老化，在原有設計控制液位上其流量已達不到最佳，運行電流增大。通過提高進水泵開啟液位，進水泵的體積流量由原來2400 m3/h左右上升到2 600 m3/h。此外根據生產需要，將1臺進水泵更新(功率125 kW，額定體積流量2 390 m3/h)，并采取新型軟啟系統，運行電流僅在190A左右，比其它3臺泵電流減少60^-80 A。同運行時問下，新泵的耗電量比老泵減少約1 }%。與其它3臺進水泵配合使用，完全滿足氧化溝進水水量要求。

三是將白動控制與手動控制結合，在白天及用電尖鋒時段人為控制進水泵運行，減少泵的運行數量及時問;在夜問及用電低谷時多進水，勻衡1天進水量，防止水量的忽大忽小，有效避免尖鋒電價時段，節約生產成本。

四是及時清理泵坑浮渣、更換葉輪等措施提高單位時問水泵流量，結合污泥沉降性能、含量，來合理調整剩余污泥排放量，以提高排泥泵的有效運行時問。

五是水泵選型不準確時，通過改變葉輪尺寸使水泵達到較理想工況點。北郊廠中水出水泵由于選型存在問題，造成泵的揚程遠遠大于實際揚程(泵揚程13 m，實際設計揚程最大只有8 m)，出水泵體積流量(平均1 600 m3/h)長期超過額定體積流量(945m3/h，電流高，電機過熱，而A_不利于中水供應量的調整。為此，將出水泵葉輪切小，體積流量降為1 300m}/h，電流由原來了110 A下降到90 A左右。

五是在使用中采用變頻加工頻相互配合的控制方法。工頻泵定速運行以滿足基本流量的要求，調速變頻泵變速運行以適應流量的變化，流量出現較大波動時以培養運轉臺數作為補充。以變頻泵為主的運行控制，精準的控制進水量與出水量，杜絕了多提少供、中水回流現象的發生，而目_集水井液位的波動范圍小，節能效果明顯，充分延長設備的使用壽命。

3、配電系統的節能控制

在設計供電系統時，我國對變壓器容量設計都存在過大現象。該污水處理廠設計配電室變壓器總容量為4 150 kVA，每1 kVA變壓器每月要收取基本容量電費20元，4 150 kVA每月要收取基本容量電費8.3萬元，占到了總電費的26%。通過對全廠設備用電精準核算后申請減容1 300 kVA，包括1臺1 250kVA和1臺50 kVA變壓器，這樣每月可節約電費2.6萬元，每年可節約電費31萬元，節約電費8%。由此可見減小變壓器容量是節電一個大的方面。

4、脫泥系統的經濟運行

通過反復研究脫水系統各項性能參數，根據電價規律，避峰就谷，調整脫水系統運轉時段降。將污泥脫水時問從白天運行變為11:00 -18:00, 23:00 -08:00 2班問隔運轉，實現了完全在電價平段與谷段運行，降低了電費支出。脫水機是問隔運行，污泥在濃縮池中可以獲得良好的濃縮效果，保證了離心機的處理效果，提高了出泥含水率，為污泥外運不滴漏提供了根本保障。同時，避免了連續進泥造成濃縮池效果差，剩余污泥回流至進水口的現象，消除污泥膨脹發生的一個誘因，取得了一舉多得的良好效果。通過調整前后用電費用比較，節能效果十分明顯，每日節省電費支出300元左右，年可節省電費約10萬元。

5、提高廠內再生水利用率

一是采用污水源熱泵作為廠內冬季供暖系統。污水源熱泵系統是利用中水廢熱作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。其特點是高效節能，運行穩定，白動化程度高。在歷時5個月的供暖期，共耗電237.7x103 kWh，若按平均0.6元/kWh電價，供暖期電費約14萬元多，而以往每年交納的熱力費為25萬元多，而目_供暖質量要明顯高于集中供熱，可見采用污水源熱泵不僅方便環保，而目_極大降低了生產成本，優勢明顯。

二是廠內衛生、綠化、脫水絮凝劑配制等設施運行中將白來水改為中水。在合理范圍內提高聚丙烯酞胺C PAM)溶液的溫度可以提高絮凝性能，減少藥耗，提升脫水系統的整體工作效率。由于是采用廠內污水源熱泵供暖系統的熱水進行加熱，整個裝置只花費了2.5萬元，節省資金。對污水處理廠脫水系統冬季要實現經濟運行來說，提升絮凝劑溶液的溫度是可行性措施之一。廠內的非飲用水全部使用再生水，每年節約優質白來水約20.4 kt、節省水費8.94萬元。

6、結語

污水廠應從電量、設備維護保養、人工優化配置、藥劑最優使用、廠內優化管理等多方面進行節能降耗。在保證出水達標的前提下，根據白身和周邊環境條件，全面和力所能及地進行清潔生產管理，尋找節能降耗的措施，使處理成本不斷下降。

[參考文獻]

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