中小型污水處理廠節能途徑及措施探討

陳娜

摘要：目前在我國，中小污水廠的處理工藝都比較落后，投資比較低，整體的效益不高，對能耗的處理水平不高，造成了資源能源的巨大浪費，這對我國污水廠的整體發展是非常不利的?；诖?，本文對中小型污水廠節能的相關問題進行了具體分析。

關鍵詞：污水廠；污水處理；節能途徑

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

一、污水處理概述

隨著全球經濟的快速發展，污水處理廠的建設規模越來越大，所產生的能源消耗也越來越多。根據相關統計數據表明，活性污泥處理系統在運行過程中所消耗的能源成本占總運行成本的30%到80%左右。隨著全球人口不斷增長，處理污物的標準越來越高，污水處理廠的規模也會越來大。受到污水處理廠規模擴張的影響，在未來的15～20年內所消耗的能源成本也將增加20%以上。如何節能降耗，是污水處理廠經營管理首先應考慮的問題，這對于穩定社會、促進經濟發展有著極其重要的意義。

二、污水處理廠的能耗分析

1.電能消耗

隨著我國污水處理事業的不斷發展，污水處理廠運行過程中所消耗的電能也在逐年增長。目前，電能消耗按地理位置和工藝選擇的不同而不同，平均大約在0.30kW·h/m3左右。污水的提升系統、污泥處理系統和二級生化處理供氧系統是污水處理過程中耗費電能最多的部分，占總工藝耗電量的90%以上。其中二級生化處理系統的電能消耗主要集中在攪拌器、鼓風機和內外回流泵上，鼓風機占二級生化處理系統總耗電量的75%，大約占污水處理廠運行總耗電量的50%，是全廠耗電量最大的系統。因此，二級生化處理系統節能降耗的重點在于降低鼓風機的能耗。

2.藥劑消耗

污水處理廠在處理污水過程中所使用的藥劑主要是絮凝劑，用于污泥脫水。目前，大多污水處理廠所使用的絮凝劑都是人工合成的。絮凝劑不夠的話，污泥含水率降不下來，增加剩余污泥處理難度。而大量的絮凝劑的消耗則會增加污水的處理成本。此外，絮凝劑中含有難以降解的毒性，二次填埋后再一次進入環境，將造成二次污染。

3.自來水消耗

目前，大部分污水處理廠都未建立中水回用處理系統，處理后的污水直接排放到納污水體。在污水處理廠運行過程中會用大量的自來水來沖洗廠內污泥脫水車間、配藥、風機冷卻以及綠化辦公等。因此，我國大部分污水處理廠耗用的自來水量都很大，不但增加了污水處理成本，同時也浪費了很多的水資源。

三、污水治理廠節能運行的現狀分析

當前我國污水治理廠在建設和運行方面最為突出的問題表現為兩大方面，即資金不足和運作低效。具體可概括為以下幾方面:第一，單一的投資主體使得城市污水治理在投資和經營問題上始終存在著分歧，政府在污水治理方面的壟斷機制成為一種慣性力量，建設規模的擴大幾乎沒有可能。政府是污水治理廠建設與維護中唯一的經濟來源，其中的建設與資金風險必然存在。第二，在城市污水治理廠的運作效率方面，由于長期受制于政府的壟斷供給使得城市水環境改善與經營效率之間的矛盾日益突出，加之基礎設施不夠到位也影響到了污水治理工藝的改善。第三，管理機制方面，事業管理體制下很難將責任機制落實到位，無論是資源配置還是市場機制運用都缺乏必要的競爭機制作為引導，加之不夠完善的融資渠道也影響到了城市水污染的治理效率。第四，較為低下的運行負荷率滯后了污水治理廠配套管網設施的完善，水資源浪費問題極為嚴重。此外，在再生水配套設施和污水治理出水要求方面也與規定內容不相符合，管理人員的素質以及工業排水的系統處理都直接制約到污水治理廠的實際運營效果。

四、中小型污水廠節能處理的具體措施

1.污水提升系統節能

污水提升泵是污水提升系統的主要耗能設備。據報道，可通過減小污水提升高度的設計措施，如：采取管道淹沒出流，改變出水方式降低水頭損失，控制跌水高度等技術，以減小出口處水頭損失，可有效降低污水提升高度，節約能耗；在運行管理上，通過水泵電機調速運行，擴大水泵的有效工作范圍可解決水泵效率低下的問題。

2.污水預處理節能

污水預處理系統包括格柵、沉砂池和初次沉淀池，用來截留污水中較粗大漂浮物和比重較大的懸浮物，以保證后續污水處理設施的正常運行。其中格柵的節能空間較少；沉砂池用于去除污水中的泥沙等無機顆粒，常用的沉砂池主要有曝氣沉砂池、平流式沉砂池、旋流沉砂池等，其中，曝氣沉砂池因含曝氣設備而能耗較高，平流式和旋流式則能耗相對較低，因此，在污水BOD濃度不太高的情況下，應盡量采用平流式和旋流式沉砂池來降低能耗；常用的初次沉淀池主要有平流、輻流和豎流三種，其中平流式沉淀池能耗最低，其次為輻流沉淀池，豎流沉淀池能耗最高，盡量選用低能耗的平流式或輻流式沉淀池。

3.城市污水處理廠曝氣池的設計

在城市污水處理廠的設備中，曝氣池作為活性污泥的主要環節，是城市污水處理過程中能耗消耗最大的環境，也是污水處理能效節約最為明顯的環節。因此，在城市污水設計的過程中需要從以下幾個方面做起：合理選擇曝氣設備，城市污水處理廠曝氣系統主要有鼓風曝氣、機械曝氣兩種。同傳統的曝氣工藝比較，機械曝氣的形式更為簡單。在曝氣設備選擇的時候，要按照污水處理的工藝、所處理污水的規模、污水的狀況等作出科學的選擇。當前在城市污水處理的過程中，使用最多的是微孔曝氣盤，在曝氣設計的過程要注重定期進行冷凝水的排放，以避免因為空氣管線積水而造成的空氣管線阻力的增加。準確計算曝氣量，在城市污水曝氣量計算的時候，要按照污水處理工藝、污水的進水量、污水水質等要求，做好污水溶解氧水平的傳氧效率等因素的分析，而并非是單一的使用汽水比做出估算。在這個過程中也有使用汽水比12∶1這個經驗數據來計算出城市污水處理所需的曝氣量。

應用風量調節技術，在城市污水曝氣過程節能措施的研究中，最為重要的舉措是調整風量的技術。鼓風曝氣系統的控制參數作為混合液的溶解氧濃度，傳統活性污泥工藝的值多數在2mg/l左右。鼓風曝氣系統的控制參數是混合液，同混合液的污泥濃度有直接的關系。而城市污水處理的mbr工藝的曝氣池混合液濃度能夠穩定在10mg/l左右，因此，需要將這一濃度建議控制do值在3mg/l上下。城市污水處理的懸浮填料工藝的do值大部分控制在5mg/l左右。過高的do值則要求消耗更多的空氣，來降低污水處理時的曝氣效率，造成能源浪費問題的出現。

4.污泥處理的節能減排設計

污泥處理中的節能減排設計要依照系統能耗分配關系具體設置。人員要依照污泥脫水系統狀況合理選取絮凝劑。一般絮凝劑質量越好，節能效果越高。人員要選取低能耗、高效率設備，定期對設備進行檢查，保證設備操作的規范性、安全性、科學性，降低可能出現的設備損耗，從而減少運行費用。與此同時，人員還可以適當利用厭氧沼氣，通過對厭氧沼氣的加溫、燃燒等處理進行發電，減少不必要的能源消耗。

5.其他節能減排設計

其他節能減排設計的過程中人員可以：（1）合理回用中水，減少水耗支出。廠區用水盡量使用處理完的中水，節省廠區自來水的使用量，如設備沖洗（帶機濾布和旋流沉砂池）、綠化灌溉、生產車輛清洗。（2）降低生產能耗，提高運行收益。從運行操作出發，在保證生產運行穩定的前提下，合理設置設備工作數量和工作時間，確保設備使用最優化。廠區路燈實行季節錯時使用。根據夏季晝長夜短的特點，在滿足照明前提下，路燈開啟時間延遲一個小時，控制生產、辦公場所及員工宿舍空調制冷、供暖能耗。設置制冷、供暖的先決條件和合適溫度，減少空調工作時間，做到能不開空調的盡量不開，能少開的盡量少開（3）使用生物除磷代替藥劑除磷，減少藥劑除磷過程中造成的環境污染，提升污泥處理效果。

綜上所述，在對污水處理廠節能減排實現途徑進行優化的過程中，人員要對各項資源進行合理配置，引入高性能設備，加大可再生能源利用質量，從而保證處理操作的環保性、高效性。

參考文獻：

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