污水處理工程的能耗來源及節能優化方案分析

鄭建桂

（紅寶麗集團泰興化學有限公司，江蘇泰興 225400）

污水處理工程的能耗來源及節能優化方案分析

鄭建桂

（紅寶麗集團泰興化學有限公司，江蘇泰興 225400）

污水處理工程既存在直接能耗，又存在間接能耗，且不同能耗來源下耗損的能量不同。首先分析了污水處理工程中的具體能耗來源，再以此為基礎，進一步分析了適用于污水處理工程的節能優化方案，如引入高效處理技術、優化污水處理系統、選購高效能的設備裝置、建立污水污泥回用機制。

污水處理工程；能耗來源；節能；優化方案

1 污水處理工程中的能耗來源

污水處理工程中，能源消耗具有較強的密集性。就消耗方式而言，主要包括直接能耗與間接能耗兩種。

1.1 污水處理中的直接能耗

污水處理系統運行過程中耗費的直接能量屬于直接能耗。如電力能耗、燃油能耗、天然氣能耗等。其中，占據比重最大的是電力能耗。因為污水提升、污泥提升、好氧生物處理等，均需耗費較大量的電力。數據顯示，電力能耗是污水處理總能耗的75%。

1.2 污水處理中的間接能耗

污水處理系統運行時使用的非能源產品及其消耗的能量屬于間接能耗。如安裝污水處理系統時消耗的能量、污水運輸過程中消耗的能量、處理過程中使用的藥劑、自然水及蒸汽等。在所有間接能耗產品中，藥劑占據的能耗最大。特別是在對污水進行化學處理或是對污泥脫水時，必須使用大量高價、高質量的絮凝劑，否則污水內的雜質難以全部粘附。

2 降低污水處理能耗的優化方案

能量來源不同、耗能方式不同，亦或能量使用工具不同，都會影響耗能大小。對此，可根據能耗來源分析，進一步優化污水處理的節能方案，以實現真正的節能減排。具體來看，主要優化策略有：

2.1 引入高效處理技術

處理污水的高效能工藝較多，不同工藝的耗能也不同。就節能減排效果而言，物理處理工藝下的能耗最小，化學處理工藝下的能耗最高。因此，在條件允許的情況下，針對成分較簡單的污水，如生活廢水等，建議直接引入厭氧生物處理技術進行處理。相較于其他物理處理工藝，厭氧生物處理技術消耗的能量少、營養少、產泥量小，排放污泥的穩定性更強。加之其可將污水內的有機物轉化成新型清潔燃料——甲烷，總體能耗利用率較高。但值得注意的是，在使用厭氧生物處理技術處理污水時，必須要按照相關規定調配有機污染物與其粘附濃度，防止吸引好氧生物，提高能耗。若需對用厭氧生物處理技術處理后的污水進一步處理，建議引入厭氧水解技術。它可有效減少好氧生物處理的負荷。

2.2 優化污水處理系統

污水處理系統內部環節較多，處理過程較復雜，對其優化的難度也較高。基于本文節能優化主題，筆者擬從構筑物、管線布置、處理單元合建角度出發進行詳細說明。

在構筑物方面，若污水得以一次提升，可先行連接構筑物的進水、管道、出水部件，然后自然地利用重力自流作用，使污水直接流經構筑物，防止污水被多次提升，進而減少水頭損失，降低能耗。基于構筑物作用、特征差異，還可將部分構筑物進行集中布置。如將污泥濃縮池與調節池集中布置、污泥濃縮池與初沉池集中布置。在管線布置上，力求管線與構筑物間的距離短而緊湊，無過多的轉彎，確保污水處理的揚程有效提升。在單元合建方面，先行考慮條件的許可程度。若許可程度較高，則做如下單元合建：中和反應池與沉淀池合建、調節池與濃縮池合建、多功能配水井和泵房合建，從而減少土建工程量，簡化水利輸送流程，節約處理系統建設成本，美化環境，提高污水處理效率。

2.3 選購高效能的設備裝置

應用高效能的設備，如污水提升泵、污泥脫水設備處理污水等，有利于提高污水處理效率，降低能耗。具體來看：

選用流量、揚程均滿足設計要求的污水提升泵，如液下泵或潛污泵，既可減少水泵的臺數，節約成本，又可提高污水處理效率。加之這類水泵的安裝形式較簡單，無需配備繁雜的吸水管或是啟動輔助設備，間接能耗較少。在此，筆者建議，購買污水提升泵時，盡量選擇WG型或者是WGF型的水泵。因為在工況一致的情況下，這種水泵處理污水的效率比其他規格的水泵更高。若水泵機組中所有的水泵泵型都相同，則其維修管理將變得更加簡單。需注意，在調節污水提升的流量時，不要調節閥門，盡量采用調速泵形式。若必須用水泵調速，則選擇大機組的調速水泵。

污泥作為污水處理的重要部分，其處理配置也必須高效能，否則節能無從談起。為此，筆者認為，可選用帶壓濃縮脫水一體機或臥螺沉降脫水機。其中，帶壓濃縮脫水一體機可直接對污泥進行濃縮與脫水，無需污泥濃縮池和攪拌設備的輔助，耗水量較少，占地面積小，整體能耗較少。臥螺沉降脫水機是一種封閉式系統，能為污水處理提供良好的作業環境，并減小設備的磨損程度，整體運行費用較少。

2.4 建立污水污泥回用機制

污水處理工程中最高效的節能方式莫過于建立污水污泥回用機制。在污水回用方面，可將已基本處理完畢的污水輸送到農田種植地帶，以便于農田灌溉，或再進一步進行深度處理，使之轉變成生活雜用水或工業用循環冷卻水。又如，利用厭氧處理技術對污水處理后，利用沼氣管道將新形成的甲烷沼氣輸送到鍋爐內，以加熱厭氧系統，或用沼氣發電，從而節省電力能耗。在污泥方面，可對已處理的污泥進行重金屬、有害物質含量檢測。若重金屬、有害物質含量少，有機質、N、P、K等元素豐富，可將其用于花卉苗圃培植或城市綠化。在鍛造條件較好的情況下，可利用煅燒技術處理污泥，使之轉變成可用的磚、纖維板材等建筑材料。

[1] 劉瓚，張鵬翔.污水處理廠污泥脫水節能降耗技術研究[J].資源節約與環保，2016，（2）：15.

[2] 李雪.淺析我國城鎮污水處理廠的節能降耗措施[J].建筑工程技術與設計，2015，（16）.

[3] 李保建，臧超，劉垚，等.江西某污水處理廠能耗分析與節能措施研究[J].水處理技術，2015，（6）：119-122.

Analysis of Energy Consumption Sources and Optimization of Energy Saving in Sewage Treatment

Zheng Jian-gui

There are direct energy consumption and indirect energy consumption in waste water treatment projects，and the energy dissipated under different energy sources is different.The author first analyzes the specific energy source in the sewage treatment project. Based on this，the author further analyzes the energy-saving optimization scheme suitable for the sewage treatment project，such as introducing high-efficiency treatment technology，optimizing the sewage treatment system，purchasing high-efficiency equipment Device，the establishment of sewage sludge reuse mechanism.

sewage treatment project；energy source；energy saving；optimization scheme

X703

B

1003–6490（2016）09–0039–02

2016–09–16

鄭建桂（1981—），男，江蘇泰興人，環保工程師，主要從事化工企業環保設施建設及后續運行管理工作。