淺談污水廠運行中的節能降耗控制措施

薛勁楓

（吉林省遼源市水務集團公司，遼源 136200）

淺談污水廠運行中的節能降耗控制措施

薛勁楓

（吉林省遼源市水務集團公司，遼源 136200）

在社會經濟飛速發展的過程中，環境污染和資源緊缺問題已逐漸引起人們的重視，而城市污水處理廠的數量不斷增多，且建設規模越來越大。為保證污水處理廠滿足節能減排的需求，必須要做好污水廠運行的節能降耗工作，節約能源，降低能耗。本文詳細探討了污水廠運行中的節能降耗的控制措施，以期能提供一些有價值的參考意見。

污水處理 節能降耗 工藝選擇 設備選擇

當前，污染問題日趨嚴重，水資源日趨短缺。水是人類的生存之本，因此國家開始大力建設污水處理廠，隨著城市污水處理廠的數量不斷增多，規模不斷擴大，其能源消耗總量也不斷提升。為降低城市總能耗，需要采取一系列的措施，科學控制污水處理廠運行的能耗。

1 城市污水處理廠能耗的制約因素和控制對策

1.1 建設規模和處理量

相關調查研究表明，城市污水處理廠的平均噸水的能耗與處理規模成反比關系，日處理量在5萬t以上的污水處理廠，每噸水能耗下降較明顯。若設計規模和實際處理量都增加，那么在運行過程中，設計規模往往高于實際處理量，從而導致大量能耗損失；要想減少該方面的能耗損失，在設計污水處理廠規模時，要充分依據實際處理量進行設計。

1.2 污水處理廠的工藝選擇

城市污水處理行業作為城市的一個高耗能產業，其節約能耗已成為實現城市可持續發展的必要措施。因此，污水處理廠要結合具體情況，選用科學合理的污水處理工藝。在選擇工藝時，除要考慮基本的水質情況、工藝可行性因素外，還要將工藝的合理性、簡單性等因素納入考慮范圍，以保證污水處理順利進行。在污水處理中，生物處理階段消耗的能耗占污水處理廠總能耗的70%以上，且不同生物處理工藝的能源消耗存在差異性。以兩家污水處理廠對比為例，日處理量都為5萬t，A處理廠運用A2/O工藝，B處理廠則運用氧化溝工藝，經過一段時間的運行后，發現A處理廠的單位能耗遠遠高于B處理廠的單位能耗。從電耗角度來講，二級生物處理工藝電耗最高的是SBR工藝，最低的是土地處理和人工濕地，處于中間階段的工藝主要有氧化溝工藝、A/O工藝和A2/O工藝。因此，為了有效降低污水處理廠的能耗，需要結合實際情況，科學選擇生物處理工藝。

1.3 合理選用污水處理廠設備

第一，合理選擇提升泵。預處理單元在污水處理前端，在污水處理廠總能耗中，預處理單元會消耗掉五分之一的能耗，其中，提升泵消耗掉了大量資源，預處理單元其他附屬設施的能耗只占據小部分。因此，要想降低污水處理廠能耗，需要科學選擇提升泵。為實現提升泵的節能要求，首先要科學選擇型號，其次是適當降低提升泵的揚程。研究發現，在建設污水處理廠時，提升泵的選擇要依據泵的流量和揚程，制作一個水泵工作曲線圖，如圖1所示。

圖1 水泵工作曲線圖

在最小凈揚程情況下，如果流量為30m3/h，那么就需要8.5m左右的揚程。通過繪制泵的曲線和裝置曲線可以發現，在最小凈揚程和最大凈揚程情況下，泵的流量分別為30m3/h和24m3/h，兩種工況都滿足泵的使用要求。結合該要求合理選擇提升泵，才能保證流量—揚程達到最優。在當前市場中，水泵具有各種各樣的型號、種類和安裝運行方式，因此，其電耗也不盡相同。設計污水處理廠時，往往依據穩定狀態，但在實際運行中，會出現異常，此時，時時全速運轉的要求就無法得到滿足。因此，選擇的水泵除了與流量-揚程工作狀態最佳曲線符合外，還可以串并聯使用多臺水泵，或運用變頻泵。若這樣設計水量不穩定，可以啟動不同數量的水泵，或改變水泵頻率，以避免水泵出現低速運轉問題。

第二，合理選擇曝氣裝置。曝氣池在生物處理工藝中具有最大的能耗，因此，為了降低水廠能耗，選擇的曝氣裝置需要具備較高的氧轉移率。目前，主要運用進口的膜式微孔曝氣器，相較于傳統曝氣器，其具有更高的氧轉移率，且能更加均勻地布氣，具有較高的動力效率。相較于普通的曝氣器，其還具有較長的使用壽命和較大的通氣量，不容易出現堵塞問題。因此，運用先進的微孔曝氣器，可以有效降低整個污水處理廠的總能耗。

第三，科學選擇鼓風機。通常情況下，可以選擇兩種曝氣方式，分別為鼓風曝氣和機械曝氣，前者已得到廣泛應用。為了降低水廠能耗，需要科學選擇鼓風機。相關數據表明，進口單級高速離心鼓風機具有超過80%的效率，而多級低速的離心鼓風機只有60%～70%的效率。

1.4 污水處理廠的污泥處理

在建設污水處理廠時，需要考慮如何處置污泥。研究污水處理廠的總體運行費用可以發現，總能耗中電耗占據了較大比例，此外，污泥處置費用也是其一個重要方面。因此，需要選擇科學的污泥處理方法，提升污泥處理水平，最大限度地降低能耗。可以從以下幾方面入手。

首先，在設計過程中，將污泥處理能力納入考慮范圍，既要考慮水質水量的超負荷，還要考慮污水處理廠的遠期發展，留出空白，方便未來的擴建和改造，以便更加靈活地維護污水處理廠的運行。提升污泥處理能力，可以減少污泥調理劑PAM的投加量，從而顯著降低費用成本。

其次，充分考慮再次利用污泥。研究發現，污水處理廠的污泥中存在大量的氮磷鉀、鈣鐵鋅等元素，對植物生長十分重要，因此，可以考慮把其作為農田肥料。回收利用污泥不僅與可持續發展的理念符合，而且能有效降低污泥處置成本。此外，還要降低污泥產量，這對預處理能力提出了較高要求，科學運用格柵系統，從源頭上減少污泥產量，從而有效降低污泥處置費用，延長污水處理廠后續設備的使用壽命。

2 節能對策和建議

首先，優化設計，科學選擇設備型號。在設計過程中，將進水水質和水量波動性充分納入考慮范圍，并與其他污水處理廠的運行數據進行對比，合理選擇提升機驅動設備，優化設計方案，將降低能耗理念貫穿于污水處理設計的整個過程中。

其次，做好污水處理廠的運行維護工作，及時優化升級污水處理設備。在運行過程中，要定期地檢測維護污水處理設備，及時更換或改造那些落后老化的設備和工藝。

最后，優化處理工藝。研究發現，能耗浪費問題在污水處理工藝中也較為嚴重，針對該情況，需要積極運用先進技術，優化污水處理工藝，如借助計算機技術，科學構建數學模型，輸入相應的數據，以便對所用設備的最佳氣量、安裝距離等進行計算。

3 結語

當前，全社會開始普遍關注城市污水處理廠的節能降耗問題，節能降耗取得較大進展。但依然存在諸多問題，要想更好地實現污水處理廠的節能降耗，需要優化設計，合理選擇設備，做好設備維護工作，革新處理工藝，貫徹可持續發展的理念，從而推動污水處理行業的整體進步和發展。

[1]吳軍偉，朱學紅.淺談污水處理廠的節能降耗[J].中國給水排水，2011，（10）：123-125.

[2]沈曉玲，薛敏，李大成.無錫惠山污水廠的優化運行與節能降耗[J].中國給水排水，2011，（18）：55-57.

[3]楊峰.淺談污水處理廠的節能降耗[J].黑龍江科技信息，2012，（18）：122-124.

Introduction to Saving Energy and Reducing Consumption in Operation of the Sewage Plant of Control Measures

XUE Jinfeng
(Liaoyuan Jilin Water Group Co., Ltd., Liaoyuan 136200)

With the rapid developm ent of s ocial economy, the problem of environmental pollution and resource shortage has gradually attracted people's attention, whil e the number of urban sewage treatment plants is increasing, and the construction scale is growing. In order to ensure that the sewage treatment plant to meet the needs of energy s aving and emission reduction, we must do a good job in the operation of the sewage pla nt energy saving and reducing consumption, save energy, reduce energy cons umption. This paper discusses the energy saving measures in the operation of wastewater treatment plant, in order to provide s ome valuable reference.

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