污水處理廠節(jié)能減排的實現(xiàn)途徑探討

陳 松

（鄭州市城區(qū)河道管理處，河南 鄭州 450000）

污水處理廠節(jié)能減排的實現(xiàn)途徑探討

陳 松

（鄭州市城區(qū)河道管理處，河南 鄭州 450000）

本文主要通過對我國城市污水處理情況的調(diào)查，來分析我國城市污水處理廠的能源消耗問題，對我國污水處理廠運行費用進行了解，從而探索實現(xiàn)污水處理廠節(jié)能減排的有效途徑。

污水處理廠；節(jié)能減排；途徑

隨著時代的發(fā)展，能源消耗已成為全球關注的熱點問題。為緩解能源危機，我國大力開展節(jié)能減排工作，使得各領域的企業(yè)和工廠都開始重視能源消耗問題。作為高耗能產(chǎn)業(yè)的污水處理，為求發(fā)展必須加快開展節(jié)能減排工作，以降低污水處理運營成本。

一、我國城市污水處理情況

隨著我國城市現(xiàn)代化的建設，使得我國越來越重視城市的環(huán)境問題。而城市水環(huán)境更是城市生態(tài)環(huán)境中的重要部分。因而，在“十二五”期間，為改善城市水環(huán)境狀況，國務院對城市水污染處理廠的建設極為重視。要求各城市必須都建有污水處理廠，加強污水處理工作，提高污水處理的效率。

據(jù)最新調(diào)查，截止于2013年3月底，我國各城鎮(zhèn)所建立的污水處理廠總數(shù)為3451座，污水處理能力大約為每日1.45億立方米。目前已設有污水處理廠的城市高達649個，城市里的污水處理廠有1981座，其污水處理能力為每日1.19億立方米；已設有污水處理廠的縣城有1313個，縣城里的污水處理廠共有1470座，其污水處理能力為每日2518萬立方米。

根據(jù)2013年年末統(tǒng)計，我國城市污水處理廠的污水處理能力比起2012年增長了4.4%，每日污水處理能力為12246萬立方米，城市污水處理率比起2012年提高了0.6個百分點，為87.9%。

近年來，我國的污水處理廠幾乎遍布全國，污水處理能力也逐年增高，但仍存在著許多問題。雖然大多城市污水處理廠都有健全的工藝設施，但是其在運行上過于簡單化，只是簡單的處理污泥甚至于不處理，便將其隨意擱放，以此來節(jié)約污水處理廠的運行費用，提高污水處理效率。這種現(xiàn)象的普遍存在，導致我國部分城市出現(xiàn)污泥圍城的狀況。

污水處理廠的能源消耗率很高，受能源危機導致能源價格增長的影響，污水處理廠的運行費用過高，其利潤無法填補成本。

二、我國城市污水處理廠能源消耗現(xiàn)狀

隨著我國污水處理廠的發(fā)展，對污水處理廠的排放標準也越來越嚴格，有效地改善了我國城市水環(huán)境狀況。但目前我國城市污水處理廠仍是一個能源消耗大的產(chǎn)業(yè)，由于能源危機的加劇，使其不得不采取措施來降低能耗，加強節(jié)能減排工作。污水處理廠高能耗，運行費用高的問題為我國城市污水處理廠的發(fā)展帶來了困擾。

污水處理廠運行的過程中，所消耗的能源主要有電能、燃料和藥劑等等。但其中消耗最高的便是電能了。據(jù)調(diào)查所知，我國污水處理廠電能的消耗大約占其總能耗的十分之九。這是一個很大的比重。目前我國污水處理廠電能消耗的平均水平與國外發(fā)達國家相差較遠。

據(jù)調(diào)查分析，我國一級城市污水處理廠每處理一立方米的污水便要消耗0.073度的電量，而二級城市污水處理廠則是0.325度的電量。

表1 我國一級城市污水處理廠電耗

表2 我國二級城市污水處理廠電耗

三、我國城市污水處理廠運行費用

隨著社會的發(fā)展，我國城市污水處理廠已不再只是依靠政府來運行了，由政府管理走向市場化經(jīng)營。因此，污水處理廠必須關注其營運成本問題，如何以最少成本獲取最多利潤，實現(xiàn)污水處理廠效益最大化，是污水處理廠運營者的重要任務。污水處理廠的運行費用主要來自于能耗費、人工費、管理費等方面。

表3

表4

由表一可知在我國污水處理廠運行費用中能源消耗費占比重大，其能耗費主要體現(xiàn)在污水提升、曝氣供氧、污泥傳送等方面。

表5 污水處理各部位能耗分布

四、實現(xiàn)污水處理廠節(jié)能減排的有效途徑

（一）污水提升過程中的節(jié)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(jié)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(jié)能設計。目前，我國在設計污水廠高程時，數(shù)據(jù)都偏高，造成提升泵設計揚程也過高，造成電耗量大。根據(jù)水泵有效功率的公式Nu=γQH，我們可發(fā)現(xiàn)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(jié)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(jié)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(xiàn)節(jié)能的目的。可采用變頻調(diào)速技術，優(yōu)化配置泵站設備，保障水泵運行的質(zhì)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。

（二）污水處理過程中的節(jié)能

污水處理過程中的節(jié)能主要通過對曝氣系統(tǒng)的節(jié)能來降低整個污水處理廠的整體能耗量。

降低曝氣系統(tǒng)的能源消耗需要合理設計曝氣系統(tǒng)的規(guī)模，在操作過程中要進行合理的控制，從而提高曝氣系統(tǒng)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(diào)節(jié)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(diào)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(jié)能的效果。

（三）污泥處理過程中的節(jié)能

在污泥處理過程中，減少污泥脫水系統(tǒng)的能源消耗，需要投入適當?shù)母咝跄齽瑖栏癜凑詹僮髡鲁踢M行科學的運行。在對設備的選擇上，要優(yōu)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(jié)約污泥處理系統(tǒng)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(fā)電來降低電能的消耗。

（四）其他節(jié)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(jié)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(xiàn)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。

結語

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

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[4]史海島.中小型污水處理廠運營節(jié)能降耗途徑的研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（03）.

TE08

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.150