城市污水處理廠節能降耗途徑研究

摘要：城市污水處理廠保留較為可觀的節能降耗潛能，經過內部工藝類型加工改進，引進西方先進技術設備，在合理時間范圍內搭建起系統化節能規范監管機制，可以切實穩固提升城市污水處理廠節能降耗的效率。文章對城市污水處理廠節能降耗途徑進行了研究。

關鍵詞：城市建設；污水處理廠；節能降耗；節能規范管理機制；污染物排放 文獻標識碼：A

中圖分類號：X73 文章編號：1009-2374（2016）10-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.042

近階段，我國在城市區域相繼開設了城市污水處理工廠，對適當地降低污染物總體排放數量，維持生態、人文環境協調狀態，特別是水環境質量改善，產生較大的支撐引導貢獻。但是該類系統能耗龐大且運行期間的經費十分高昂，特別是在西北區域，不管是經濟、氣候條件，還是污水處理工藝的能耗水平，都存在較大的差異結果，使得相關污水處理廠由于經費問題限制，而無法系統化布置運行。我國長期以來新建的城市污水處理廠達到500多座，當中占據25%以上為A2/O工藝類別，而采用氯化溝工藝的則達到30%左右，證明A2/O與氧化溝工藝在我國新建城市污水處理廠內部指導意義非凡，針對當中能耗構成、損失原委，以及節能控制措施，加以科學論證，絕對是非常必要的。

1 現階段我國城市污水處理廠核心工藝研究

截至今日，我國不同城市污水處理效率急劇降低，有關環境污染治理工作壓力倍增，尤其是在現行處理技術大量資金投入困境的深入影響，使得有關能耗降低、生態綜合型污水處理技術的開發應用工作，勢在必行。需要加以強調的是，此時污水處理成本費用始終是一類不可抗拒的產業限制隱患，想要順利貫徹此類改革指標，就不得不利用最為經濟、最為人性化的服務模式，加以污水整治，這便不可避免涉及到一個污水能耗與功效的問題。下面就花橋污水處理廠的整個污水處理的流程進行能耗分析，提出污水處理廠的節能措施，以供

參考。

具體以A2/O工藝為例，其能耗產生流程包括格柵機、提升泵、沉砂池曝氣、A2/O的O段曝氣、A1段污泥回流、A2段混合液回流、污泥提升等。相比之下，氧化溝工藝流程，則凸顯出氧化溝曝氣及污泥回流、提升和脫水等差異跡象。透過宏觀層面界定，污水處理環節中消耗的能源包括電能、燃料、藥劑等，當中電能消耗比例占據90%以上。截至至今，我國城市污水處理廠電能消耗的平均水平為0.29kWh·m-3，而能耗維持在0.440kWh·m-3的污水處理廠則達到83%，和西方國家相比有很大差距。如污水消毒、污泥消化和焚燒等耗能環節，在我國城市污水處理過程中普及范圍有限，我國單位年限內污水處理實際消耗的電能總數，已經達到100×108kWh，如若將其降低2成以上，最終節約的電能總數大約為20×108kWh，所以說，我國污水處理廠今后節能降耗產業的發展前景，還是大有可為的。

2 目前我國污水處理廠能耗結構驗證解析

筆者主要聯合污水處理廠內不同設備運行功率，加以統計論證，發現污水提升和曝氣系統在處理單位水量過程中，耗電數量分別為0.31kWh/m3、0.37kWh/m3。而在污水提升、生物處理體系的供氧、污泥處理系統以及A2/O工藝控制下的電耗比例分別為27.8%、54.3%、12.1%，在氧化溝工藝內部的電耗比例為24.7%、55.8%、15.9%。

2.1 污水提升系統方面

其主張將粗格柵后的原水提升到高位配水井之上，借此迎合后續單元自流進水需求，因此，水井高度和泵機運行效率提升結果，對于系統實際能耗將產生直接性影響。A2/O和氧化溝工藝的污水提升系統，當中產生電耗分別占據總體電耗的27、8%和24.7%，當中提升泵房都會提前安設5臺相同型號的水泵，技術人員在選型過程中，主要依靠最大流量、揚程和保險系數的乘機加以確認，進一步令富裕流量、實際功率、揚程數據等全面增加。結果，大多數情況下污水處理廠內部進水流量，不會是最大流量，使得水泵在較長一段時間內維持在低效范疇之內，長此以往，必然會令處理廠整體投資和能耗同步偏高。

2.2 曝氣系統方面

設置該類系統的初衷在于使微生物處于一類妥善的溶解氧濃度環境之中，使得其必要的生理活動得以正常運行，通常條件下，實驗環境下的溶解氧濃度為人為地控制在2.3～3.8mg/L。經過實驗人員反復對比校驗得出結論，氧化溝技術所需的氧濃度需維持在2.5～2.8mg/L之間，而A2/O手法所處氧濃度環境則明顯超過了預設指標4mg/L范疇。如此，關于不同類型有機物快速分解反應都會接連滋生，令微生物所需的營養成分瀕臨潰散危機，污泥實際老化速率就更加難以抵制，其間衍生的能源消耗和成本投入數量問題，在一時之間也都將難以系統化應對。

需要額外加以強調的是，格柵的工作原理就是配合獨特器具進行污水內部大粒的雜質吸納，但是后期污水排放數量日漸增大，一旦面對柵欄阻擋，就會造成較大規模的水頭損失問題，因此需要技術人員額外添加水泵設施，借此大幅度改善污水產生的動力勢能條件。與此同時，格柵內部機械粉碎工序流程，也都消耗許多能源，如今已經成功躍居該類結構的主體能耗環節，加上沉砂池在處理污水內部砂粒和懸浮物期間，需要在后續處理環節滋生更多的能耗結果，這些問題都需要現場工作人員予以重視，并且聯合最新技術控制理念和自身實踐經驗予以協調控制。

3 日后我國污水處理廠全新的節能降耗途徑延展

針對污水處理廠運行質量加以協調控制的重點，在于同步降低相關工藝運行期間的能耗數量，之后結合實際狀況建立起特殊能源、藥劑消耗成本的科學控制體系，使不同消耗結果維持在最小范疇之內，為企業可持續發

展提供支持動力。至于后續的調試策略內容主要有：

3.1 提升泵節能控制

這是污水處理廠動力消耗的核心組成單元，針對其加以調試改造的流程表現為：第一，精確化計算水頭損失，從中確認水泵具體揚程；第二，科學搭配定速和變速泵，借此有機適應流量變化規則，污水廠進水量經常會隨著時間、季節產生波動，如若以現階段最大應用流量作為選泵依據，水泵全速運轉時間會達到10%，在無法高效運轉環節中，產生嚴峻的能量浪費危機。

3.2 曝氣系統的節能改造

歸結來講，設計人員選擇風機時往往要在計算需氣量基礎上加上一個足夠大的安全系數，過量供氧以滿足最大負荷時的需要，從而造成曝氣量與實際需氣量相差過大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國外的經驗合理的方法是對溶解氧進行在線檢測，及時反饋給供氧系統及設備以同步調整，將曝氣系統設計為定速加變速相結合的組合方式：首先，定速設備按平均供氧量選擇，定速運轉以滿足基本需氧量；其次，調速設備變速運轉以適應需氧量的變化；最后，需氧量波動較大時通過增減運轉臺數作為補充。

另外，污泥處理系統運作環節中消耗的能源數量，往往和脫水機實際規格條件關系縝密，大多數狀況下，現場工作人員為了令污泥具體脫水質量全面提升，都會本能地額外添加較多數量的絮凝劑，保證在后續環節中精準提煉認證污泥產量和當下含水量，使得脫水機性能和數量得到正確的選取認證。為了順利貫徹此類指標，就是督促技術人員頻繁展開相關實驗活動，借助最新技術設施檢驗確認絮凝劑應該投入的數量。同時，關于厭氧、缺氧、好氧池等，放置在內部的潛水攪拌和混合液回流泵等設施，都會消耗許多能源，后兩者能耗數量往往難以清晰計數，如若工作人員能夠將好氧池實際能耗問題快速解決，實際上就會為城市污水處理節能降耗政策覆蓋落實，提供最為理想的保障。

4 結語

綜上所述，關于城市污水處理廠的能耗，主要集中在污水提升、生物單元供氧、污泥處理系統之中，占據總體電耗的比例則分別為24%、56%和13%以上，可以認定是污水處理廠節能降耗的核心工序環節。單純拿提升泵揚程的確認為例，其需要聯合水頭損失加以驗證，不適合應用估算方式，必要情況下更可借助定速泵和變速泵搭配組合，進行適合流量變化和節能的方案規劃，進一步為我國城市用水環境改善和經濟可持續發展，奠定和諧適應基礎。

參考文獻

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作者簡介：武斌（1988-），男，天津人，天津辰耀化學工程設計服務有限公司助理工程師，研究方向：給排水設計。

（責任編輯：蔣建華）