城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

趙久將(西藏昌都市環(huán)境保護局環(huán)境工程評估中心，西藏 昌都 854000)

城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

趙久將(西藏昌都市環(huán)境保護局環(huán)境工程評估中心，西藏 昌都 854000)

當今社會的兩大基礎(chǔ)性能源就是能源與水，我國正處在高速發(fā)展階段，高能源需求與高能源之間的矛盾也越來越突出，因此，我們必須探尋一條節(jié)能降耗的發(fā)展途徑。唯有減少了城市污水處理廠的能源，才能使城市污水處理廠的資金投入實現(xiàn)有效的降低，使能源的使用率實現(xiàn)全面的提升。所以，對如何有效的降低城市污水處理廠的能源進行分析與探討具有極其重要的現(xiàn)實意義。

城市污水處理廠；節(jié)能降耗；途徑

由于城市人口的日益劇增，城市污水處理廠的運作也變得越來越難。如何使城市污水處理廠的運作效率實現(xiàn)有效的提高，在確保出水水質(zhì)的前提下使污水處理廠的運作能耗實現(xiàn)有效的減少，從而達到節(jié)能降耗的目的，這是當下亟待所有污水處理廠解決的一大難題。為此，筆者對當下我國城市污水處理廠的能源損耗及其分布情況進行了分析，同時對如何實現(xiàn)城市污水處理廠的節(jié)能降耗進行了探討，可供參考。

1 當下我國城市污水處理廠的能源損耗及其分布狀況

城市污水處理屬于一個能源損耗較高的產(chǎn)業(yè)，其能源損耗主要體現(xiàn)在燃料、藥耗以及電能等多個方面，其中電能損耗大概占據(jù)了總體能源損耗的90%，因此，電能損耗是城市污水處理廠能源損耗較大的一個部分[1]。2011年，我國城市污水處理廠的用電量大概達到了100×108KW·h，大概是我國社會用電量總和的0.2%。城市污水處理廠的電能損耗主要體現(xiàn)在供給生物處理的氧氣、提升污泥污水、處理處置污泥、廠區(qū)照明、混合的推動以及附屬建筑的用電等方面。其中電能損耗最大的一個環(huán)節(jié)就是曝氣，其電能損耗大概是污水處理廠總體電能損耗的50%，其次，污泥污水的處理處置也是污水處理廠中電能損耗較大的一個環(huán)節(jié)，其電能損耗大概占據(jù)了總體電能損耗的3%~5%，由此可見，我國的處理污泥污水的設(shè)備及技術(shù)還待進一步的優(yōu)化。到目前為止，我國城市污水處理廠的平均電能損耗水平是0.29kwh·m-3，其中有84%的城市污水處理廠的平均電能損耗水平保持在0.440kwh·m-3，較之西方發(fā)達國家，我國污水處理廠的平均電能損耗水平還相對比較落后[2]。例如，目前我國單位年限內(nèi)處理污水的電能損耗總和大概是100×108KW·h，假如電能損耗能夠減少20%，那么就可以節(jié)省20×108KW·h的電能，因此，我國城市污水處理廠在節(jié)能降耗方面還是具有較大的發(fā)展空間的。

2 城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

目前我國城市污水處理廠的能源損耗主要分布在處理、處置污泥以及處理、提升污水等環(huán)節(jié)，其能源損耗主要體現(xiàn)在藥劑損耗、污水處理以及設(shè)備的電能損耗等方面。因此，應(yīng)當從改進污水污泥的處理、曝氣和泵領(lǐng)域以及日常運作的節(jié)能設(shè)計等方面著手來實現(xiàn)城市污水處理廠的節(jié)能降耗。

2.1 曝氣設(shè)施節(jié)能降耗途徑

城市污水處理廠中能源損耗較多一種設(shè)備就是曝氣機，因此，若想使城市污水處理廠的能源損耗實現(xiàn)有效的減少，就必須將曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗工作落實到位。通過對某市污水處理廠的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該污水處理廠大約50%的能源損耗都是源自曝氣設(shè)備。按照目前的工作標準要求，再根據(jù)以往的實踐，筆者認為可從如下三方面來實現(xiàn)曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗：第一，可通過應(yīng)用變頻器來使交流電機的轉(zhuǎn)速方式實現(xiàn)有效的優(yōu)化，從而有效的把控風機的具體流量，進而使風機達到節(jié)能降耗的目的；第二，可從內(nèi)部著手，對溶解氧自動控制系統(tǒng)加以選取與應(yīng)用，以便有效的把控好溶解氧的濃度。在處理污水的過程中，污水的處理效果會因溶解氧濃度的大小而受到直接的影響，通過選用溶解氧自動控制系統(tǒng)來對溶解氧濃度實施科學、恰當?shù)目刂疲梢允谷斯げ僮鞯恼`差實現(xiàn)有效的降低，從而達到節(jié)能降耗的目的；第三，可通過改善曝氣系統(tǒng)，再借助精準的把控辦法來使曝氣設(shè)施實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。譬如，可以依據(jù)有關(guān)部門的幫助，再結(jié)合污水處理廠的實際經(jīng)濟狀況，制定漸減式的曝氣設(shè)計預(yù)案。在第1環(huán)節(jié)、第2環(huán)節(jié)以及第3環(huán)節(jié)中分別按照35%、30%以及25%的比例來設(shè)置曝氣，如此一來，不僅可以使曝氣設(shè)備的工作效果實現(xiàn)逐步提升，同時還能使曝氣設(shè)備達到節(jié)能降耗的目的[3]。

2.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗途徑

城市污水處理中一個非常重要的能源損耗設(shè)備就是污水提升泵，其會對后期的污水處理能否繼續(xù)進行造成極大的影響，而且其本身的能源損耗也非常大，對污水提升泵站設(shè)計進行改善可以極大的提升污水提升泵站的節(jié)能降耗效果。當下我國城市污水處理廠泵之所以會損耗較多的能源，主要是因為電機缺乏較高的效率、運作控制不良和水量波動以及設(shè)計的動作能力比實際水量所需的能量要大等[4]。因此，筆者認為可從如下幾方面著手來實現(xiàn)污水提升泵站的節(jié)能降耗：第一，選用變頻泵來代替所有的提升泵，以便全面提高城市污水處理廠的總體性能。例如，我國某市的污水處理廠通過改造提升水泵的變頻技術(shù)，實現(xiàn)了大約12%的能源節(jié)省；第二，將工頻泵轉(zhuǎn)變成部分變頻泵，并將其當作最終的調(diào)速泵，再根據(jù)實際情況來對其進行運作；第三，采取多級動態(tài)液位控制對策技術(shù)。在現(xiàn)實的運作過程中，可采取轉(zhuǎn)速加臺數(shù)控制法來使定速泵實現(xiàn)平均流量運作，如果水流的波動比較大時，應(yīng)當對轉(zhuǎn)臺數(shù)進行適當?shù)脑鰷p，再通過改變調(diào)速泵的運作速度來迎合水流量的改變；第四，應(yīng)當經(jīng)常對水泵實施養(yǎng)護，以使水泵的電能損耗及摩擦實現(xiàn)有效的減少。若想使水泵達到節(jié)能降耗的目的，則必須對提升泵的運作效率進行全面的提高，除了應(yīng)當采取如上辦法之外，還必須從泵設(shè)備著手，加大對泵的高程設(shè)置及日常管理力度，再根據(jù)污水處理廠的具體運作狀況，不斷的對運作條件進行歸納與總結(jié)，以便選取出最好的運作條件，從而最大限度的提升泵設(shè)備的動作效率。

2.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污泥處理在城市污水處理廠中也是一個非常重要的部分。目前的污泥比較繁雜，其除了包含的污染物非常多之外，而且其分解過程也極其繁雜，如果只是簡單的采取處理污泥的辦法，根本無法取得較為理想的處理效果，所以，在處理污泥的過程中，還應(yīng)當對污泥資源的回收利用加以探求，以實現(xiàn)污泥處理的節(jié)能降耗。污泥的處理環(huán)節(jié)主要可分為污泥的脫水、穩(wěn)定以及濃縮等三個部分。其中，主要可利用自然脫水及機械脫水兩種辦法來對污泥進行脫水處理，當下使用較為廣泛的就是機械脫水方式，機械脫水損耗的能源主要是電能，通常來說，采取離心脫水方式所損耗的電能相對比較少，可是無法達到較好的污泥的預(yù)處理效果，而且還極易出現(xiàn)機械磨損情況，因此，應(yīng)當通過實踐來對更好的脫水技術(shù)加以尋求，以使污泥處理的節(jié)能降耗效果實現(xiàn)有效的增強；污泥的穩(wěn)定主要包括好氧、厭氧以及堆肥處理等三個環(huán)節(jié)，不過也有很多污水處理廠不對污泥進行穩(wěn)定處理就直接實施污泥的脫水處理的。通常來說，厭氧消化過程中所形成的沼氣可用于補充泥污穩(wěn)定過程的能量；污泥濃縮應(yīng)當將生物氣浮技術(shù)作為首選，并以此來取代單純的策略氣浮，從而達到提高濃縮效率、減少能源損耗的目的。除此之外，還應(yīng)當將潺潺的回收利用落實到位。揮發(fā)性有機物占據(jù)了污泥的絕大部分，日本主要是利用厭氧來削減消化污泥，通過此種辦法，每噸污泥可以形成大概680m3的沼氣，再借助磷酸型燃料電池殼大概可以得到污水處理廠50%的能源。回收利用污泥的辦法主要包括如下幾種：對厭氧消化的所形成的沼氣加以回收利用；對焚燒污泥所形成的熱能加以回收利用；摻燒及堆肥。

2.4 污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污水處理過程的能源損耗主要體現(xiàn)在污水的生化處理及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)，其中，污水生化處理環(huán)節(jié)的能源損耗主要產(chǎn)生于曝氣系統(tǒng)，而污水的預(yù)處理環(huán)節(jié)主要可分為沉砂池及格柵。因為前面有討論過曝氣系統(tǒng)，故此處著重討論污水預(yù)處理過程的能源損耗。首先，曝氣沉砂池極易因曝氣設(shè)施的應(yīng)用而出現(xiàn)較大的能源損耗，所以，通常應(yīng)當采取旋流式及平流式的方式來設(shè)計沉砂池，以達到節(jié)能降耗的目的；其次，必須將設(shè)置格柵落實到位，盡管整個格柵在處理污水的過程中沒有較大的節(jié)能作用，可是，其卻可以有效的降低后期其他設(shè)備的能源損耗，所以，必須針格柵的設(shè)置落實到位。通常情況下，可以在泵房集水井、污水渠道的進口位置或者污水處理廠的前段位置設(shè)置格柵，以此來截留較大的漂浮物，避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，進而確保污水設(shè)備的正常運作。

3 結(jié)語

總而言之，城市污水處理對于發(fā)送我國城市用水環(huán)境以及促進我國經(jīng)濟的健康、穩(wěn)定發(fā)展都具有極其重要的意義，但是其卻存在著較大的能源損耗問題，因此，如何在城市污水處理廠中采取節(jié)能降耗途徑，這是值得我們不斷探索與研究的課題。

[1]首座“植物園式”污水處理廠落滬引入3000余種植物[J].城市道橋與防洪.2016(07).

[2]李明.淺談城鎮(zhèn)生活污水處理廠節(jié)能降耗措施[J].科技創(chuàng)新導報.2012(01).

[3]麥逢清,鄧洪秀.污水處理廠節(jié)能降耗措施探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012(08).

[4]常江,楊岸明,甘一萍,孟春霖,彭永臻,張樹軍,應(yīng)起鋒.城市污水處理廠能耗分析及節(jié)能途徑[J].中國給水排水.2011(04).

趙久將（1979-），男，籍貫：山西朔州，民族：漢，學位：大學，職稱：工程師，研究方向：各類建設(shè)項目環(huán)境影響技術(shù)評估工作，西藏昌都市環(huán)境保護局。