污水處理廠污水處理節能技術

杜麗麗

（山西省建筑標準設計研究院，山西 太原 030000）

隨著污水產生量的不斷增加以及環保要求不斷提高，使得污水處理廠不斷增加。從污水處理廠實際運行來說，實現對污水處理的同時，也需要消耗很多能源。按照介質劃分，能耗主要包括燃料和電能以及藥劑等。

1 設備選型及優化

設計時為保證最大流量需求，我國大多數城鎮污水處理廠（尤其是建設年代較早的污水處理廠） 普遍存在設備選型過大、配置單一、恒速運行等配置不合理問題。污水廠運行期間，由于進水量波動較大，進水提升泵不能始終處于高效區運行，能效較低。同時，污水廠實際進水水質與設計進水水質往往相差較大，在進水水質水量波動的情況下，因風機選型過大且型號單一，運行調整靈活性差，造成風機系統能耗浪費，還可能導致好氧池DO 過高，進而使得較高DO 的內回流混合液進入缺氧池而導致進水碳源損失。由于風機選型過大，所調研部分污水廠滿負荷運行期間，當導葉開啟度調整為30%時，其仍需要部分放空才能維持好氧池正常DO水平，其噸水電耗明顯高于其他同類型污水廠。因此，提高設備配置水平，合理進行設備選型是污水廠降低能耗的關鍵所在。隨著行業節能降耗意識的提高和節能技術的發展，污水處理廠在新建或改造時已經開始注重設備的優化配置或技術改造，如采用變頻調速技術、不同型號設備搭配選型、工頻和變頻設備組合配置、車削葉輪等，以增強污水廠運行的靈活性。例如，在進水提升泵配置設計時，一般至少配置1臺變頻泵或1 臺小型泵，以應對污水處理廠進水水量波動變化，同時達到節省進水提升泵運行能耗的目的。

2 錯峰用電

為緩解我國城市用電高峰時段負荷過高、電網峰谷時段負荷差較大等電力供應緊張的情況，國家出臺了相關政策，各省市根據不同時間段的用電負荷情況制定了不同的電價，如峰、平、谷三檔電價和尖、峰、平、谷四檔電價，收費標準依次降低。在對城鎮污水處理廠進行調研時發現，部分污水廠在保證出水穩定達標的前提下，通過合理控制，在電網負荷較低時加大運行負荷，用電高峰期減少設備運行數量或調低設備運行頻率，將電網用電高峰時段的部分負荷轉移到用電低谷時段，減少電網的峰谷負荷差。這樣可以降低污水廠運行費用，同時實現社會資源的優化配置。做好供配電系統的節能此部分的能源消耗控制，多采取以下方法：1） 無功補償。結合工藝運行情況，選擇集中補償或者分散補償。以分散補償為例，通過在用電設備中配置相應的電容器，通過增加低壓線路電網運行的功率因數，實現對線路損失的控制，不過很難實現對變壓器銅損的控制。而集中補償可降低銅損，通過在負荷中心設置低壓配電房的方式，實現集中補償。2） 降低線路損耗。推廣使用銅芯電纜的方法，控制線路整體的長度和截面大小，實現對線路損耗的有效控制，達到成本節約的目的。3） 電機節能。通過優選電機設備的方式，比如水泵裝置，推廣運用PLC 變頻控制技術，實現對此部分的能源消耗控制。

3 優化污水處理工藝

目前來說，污水處理工作的要求不斷提高，很多廠子為了達到處理標準，需要購進新的設備，引入新的污水處理工藝，實現污水處理能力水平的提高，與此同時降低整體能源消耗。基于污水處理工藝的運用流程，積極推廣變頻調速技術手段，開展電氣技術改造工作，借助此技術手段，增加處理污水量，減少電氣能源消耗，實現能源節約，同時可以減少電費支出，促使處理廠的經濟效益得以增加。

4 優選節能設備

從電能消耗產生的原因來說，各類設備運行為主要因素，比如使用的風機和水泵等，能夠有效控制電能的使用。例如，風機和水泵等實際運行時，常常處于滿載狀態運行，設備實際負載顯著低于設計值，使得污水處理工藝運行能源消耗比較高，能源的利用率很低，使得電能被浪費。基于此，要優選節能設備，推廣應用變頻節能設備，通過提高設備運行效率的手段，同時運用計算機模糊控制理論，實現對設備運行負荷情況的有效監控，依據負荷變化情況，進行智能化水泵與風機等運行的調節，降低能源消耗，增強工藝運行的節能效果。

5 照明節能

污水廠運行中，照明能源消耗量較大，為降低能源消耗的重點環節。具體實踐中，采取有效的照明節能措施，能夠達到不錯的節能效果，實現對成本的有效控制，增加運營效益。首先，優選光源。從建設的角度入手，通過合理構建廠區環境的方式，保證光源充足，確保能夠達到照明節能的目的。推廣使用節能效果較好的光源，比如細管徑熒光燈和高壓鈉燈等。其次，推廣使用節能型光源附件，比如電子鎮流器以及低能耗鎮流器等，實現對線損的控制，增強供電的效果。最后，優化照明控制系統。以保證照明需求為前提，推廣運用聲光控的方式，減少燈具使用的電能消耗，增強節電效果。

6 電氣線路節能

從電氣能源消耗問題的控制角度來說，線路損耗為重點問題，要采取有效的解決措施，實現對能源消耗的有效控制。通過進行分析明確，負荷三相不平衡會造成線路運行產生大損耗，因此要做好優化。具體布置時，要遵循三相負荷平衡原理，開展電氣線路的布置，達到平衡的狀態，減少因為負荷造成的能源消耗。除此之外，根據工藝運行的電力負荷和電量使用，做好輸電導線型號選擇和橫截面面積計算的把控，確保運行的合理性和安全性。