污水處理廠節(jié)能降耗措施分析

張 明

（莊河市光水污水處理有限公司，遼寧大連 116400）

1 污水處理廠現(xiàn)狀以及能源消耗分析

1.1 污水處理廠運(yùn)行分析

污水處理廠的有效運(yùn)行關(guān)乎城市發(fā)展的方方面面，隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，污水處理廠的工作壓力越來越大，相對(duì)于過去十幾年，現(xiàn)階段污水處理廠的工作量提高了十幾倍，由于相應(yīng)的污水處理設(shè)備較為落后且工藝流程較為欠缺，污水在處理過程中伴隨的能耗也越來越大，整個(gè)行業(yè)均出現(xiàn)污水處理效率不高等問題。為解決污水處理效率不高、能耗大的問題，需要引入新型的污水處理設(shè)備，信息管理控制設(shè)備以及先進(jìn)的工藝流程和管理制度。

1.2 污水廠能源損耗分析

污水處理廠在對(duì)污水進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)拉升及對(duì)其中微生物進(jìn)行處理，需要消耗大量能量。其中污水廠各種污水處理設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)使用的電力占據(jù)工廠總電力的60%以上，如何解決污水的轉(zhuǎn)運(yùn)效率是污水處理廠節(jié)能減排的關(guān)鍵所在，同時(shí)為了加快污水和污泥的處理速度，也需要消耗大量能量對(duì)微生物進(jìn)行降解，因此，合理優(yōu)化污水處理工藝流程也是節(jié)能減排的環(huán)節(jié)之一。

2 污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)保的重要性

在加強(qiáng)生態(tài)環(huán)保工作中，污水處理廠起到了不可替代的支撐作用，為城市居民宣傳了生態(tài)環(huán)保的重要性，實(shí)現(xiàn)了讓更多居民對(duì)節(jié)約、環(huán)保的意義有一定認(rèn)知，切實(shí)從自身角度出發(fā)，減少水資源浪費(fèi)，以此實(shí)現(xiàn)注重節(jié)約用水及循環(huán)利用，對(duì)生態(tài)環(huán)保工作強(qiáng)化起到了促進(jìn)作用。且污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)的革新，促進(jìn)了社會(huì)持續(xù)化發(fā)展，在環(huán)境保護(hù)工程開展過程中，其目的就是在于減少資源的消耗以及污染的侵害，以此保障社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，而污水處理為環(huán)保工程較為關(guān)鍵的一環(huán)，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

3 污水處理廠節(jié)能降耗的措施

3.1 曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中曝氣機(jī)消耗的電能最多，想要在污水處理廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，需要改進(jìn)曝氣機(jī)，從而落實(shí)節(jié)能降耗工作。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機(jī)消耗的。可以從三個(gè)方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的。①可以使用變頻器有效優(yōu)化交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速原理，更好地把控風(fēng)機(jī)的流量，從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。②可以從內(nèi)部進(jìn)行處理，選擇以及應(yīng)用溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效控制好溶解氧的濃度。在進(jìn)行污水處理的過程中如果溶解氧的濃度出現(xiàn)異常會(huì)直接影響污水處理的效果。因此，需要選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，科學(xué)、合理地控制溶解氧的濃度，最后可以使用人工操作手段，從而降低存在的誤差，進(jìn)而降低污水處理過程中消耗的能源。③改善曝氣系統(tǒng)，能夠更加精準(zhǔn)地控制曝氣設(shè)備，從而更好地降低能源消耗。例如，可以在有關(guān)部門的協(xié)助下，根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行曝氣設(shè)計(jì)的改善，采取在第一環(huán)節(jié)占比35%、第二環(huán)節(jié)占比30%、第三環(huán)節(jié)占比25%的方法設(shè)置曝氣，從而提高曝氣設(shè)備的工作效果，逐漸降低能源消耗。

3.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中還有一個(gè)消耗能源較多的設(shè)備即污水提升泵，該設(shè)備本身消耗能源比較大，對(duì)污水提升泵進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，有利于在保證水質(zhì)的情況下減少污水提升泵消耗的能源。污水處理廠的污水提升泵消耗的能源較多主要是由于電機(jī)的效率不夠高，并且存在運(yùn)行控制不良的情況，設(shè)計(jì)的動(dòng)作能力需要消耗較多能源等。在減少污水提升泵的能源消耗時(shí)可以從幾個(gè)方面進(jìn)行：①將污水處理廠所有的提升泵改成變頻泵，從而提高總體的性能。例如，某市的污水處理廠中使用變頻提升泵，可以節(jié)省12%的能源。②將工頻的泵全部轉(zhuǎn)換為變頻的泵，最終改造成調(diào)速的泵，并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行運(yùn)行。③使用多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制技術(shù)，在運(yùn)行過程中使用控制轉(zhuǎn)速加臺(tái)數(shù)的方法讓定速泵可以使用平均的流量進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)水流波動(dòng)較大時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦鰷p運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，然后改變泵的運(yùn)行速度。④加強(qiáng)對(duì)水泵的日常養(yǎng)護(hù)，從而減少水泵的摩擦以及電能消耗。如果想要水泵實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要全面提高提升泵的運(yùn)行效率，對(duì)提升泵設(shè)備的操作進(jìn)行規(guī)范，不僅需要加大日常管理力度，還需要加強(qiáng)對(duì)泵進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)污水處理廠的具體運(yùn)行情況進(jìn)行改進(jìn)，不斷歸納以及總結(jié)運(yùn)作條件，選擇最好的運(yùn)作條件，從而提高提升泵的運(yùn)行效率。

3.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

污水處理廠中進(jìn)行污泥處理的環(huán)節(jié)也非常重要。進(jìn)行污泥處理的步驟比較多，由于污泥中的污染物比較多，目前沒有足夠理想的方法進(jìn)行處理。在進(jìn)行污泥處理的過程中，需要尋求一種方法，可以對(duì)污泥中的資源進(jìn)行回收利用，從而達(dá)到污泥處理環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的目的。在進(jìn)行污泥處理的過程中可以分為三個(gè)部分，分別為污泥的脫水、穩(wěn)定和濃縮。在污泥脫水中主要使用機(jī)械脫水以及自然脫水兩種方法。其中，使用最多的為機(jī)械脫水，機(jī)械脫水中消耗的能源為電能，使用離心脫水的方法消耗的電能較少，但是沒有辦法達(dá)到較好的預(yù)處理污泥的效果，還很容易發(fā)生機(jī)械磨損的情況。因此，需要找到更好的脫水技術(shù)，在保證污泥處理效果的情況下降低能源消耗。污泥的穩(wěn)定可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對(duì)污泥實(shí)行穩(wěn)定處理，直接對(duì)污泥進(jìn)行脫水。一般來說，在厭氧環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沼氣可以為在穩(wěn)定過程中使用的能量提供補(bǔ)充。污泥的濃縮過程中一般使用單純氣浮技術(shù)，而使用生物氣浮技術(shù)進(jìn)行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達(dá)到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進(jìn)行回收利用，在污泥中揮發(fā)性有機(jī)物占比較大，日本一般使用厭氧的方法消化消減污泥，其中，每噸污泥可以產(chǎn)生約680m3的沼氣，通過磷酸型的電池殼能夠得到50%的污水處理廠的能源。對(duì)于污泥的回收利用主要通過厭氧消化的方法產(chǎn)生沼氣，將可焚燒的污泥作為燃料產(chǎn)生熱能回收，對(duì)燃燒后的污泥或者部分污泥進(jìn)行堆肥。

3.4 污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中，污水的生化處理以及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)使用的能源較多。其中，污水的預(yù)處理中主要分為格柵以及沉砂池。污水預(yù)處理中節(jié)能降耗的措施：①在沉砂池中很容易由于曝氣設(shè)備導(dǎo)致能源消耗較大。在設(shè)計(jì)沉砂池時(shí)，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。②在進(jìn)行污水預(yù)處理過程中需要科學(xué)合理地設(shè)置格柵，在污水處理過程中使用格柵本身無法起到較大的節(jié)能作用，但是可以降低后期其他設(shè)備的能源消耗。因此，必須嚴(yán)格落實(shí)格柵的設(shè)置。一般需要將格柵設(shè)置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進(jìn)口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進(jìn)行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進(jìn)污水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 著重提高污水處理廠在自動(dòng)化方面的水平

自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)階段污水事業(yè)發(fā)展過程中較為重要的一項(xiàng)，從一定程度上而言，我國各領(lǐng)域都在通過自動(dòng)化水平的提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行成本投入的減少，以此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的最大化提升。針對(duì)我國污水處理廠而言，自動(dòng)化管理是一項(xiàng)較為重要的建設(shè)性工程，其信息技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)與污水處理過程有機(jī)結(jié)合的情況下，可以有效規(guī)避污水處理過程中出現(xiàn)的節(jié)能問題以及環(huán)保問題的發(fā)生。將信息化技術(shù)與污水處理設(shè)備連接，以計(jì)算機(jī)為控制主體，在運(yùn)行的過程中，信息化處理系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面分析，并以分析結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)污水處理設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)化調(diào)整，其中涵蓋了處理故障信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整。此外，自動(dòng)化水平會(huì)根據(jù)污水處理效果的情況，對(duì)其處理進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)污水處理質(zhì)量的最大化提升。因此。隨著污水處理廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污水處理廠在運(yùn)行管理方面面臨著巨大的壓力，提高自動(dòng)化程度，是提高污水處理保證的基礎(chǔ)性同時(shí)，在一定程度上降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，以此保證污水處理廠在經(jīng)濟(jì)效益最大化以及環(huán)保節(jié)能的基礎(chǔ)上提高污水處理效率以及污水處理質(zhì)量。此外，現(xiàn)階段我國大部分污水處理廠已開始全面推廣在線監(jiān)測(cè)污水出水的技術(shù)，將出水有關(guān)數(shù)據(jù)通過傳輸?shù)姆绞较颦h(huán)保管理部門進(jìn)行提供，減少了環(huán)保管理部門抽查工作量的同時(shí)，可以對(duì)一些要求不符的污水進(jìn)行進(jìn)一步處理，以便工作人員利用有關(guān)系統(tǒng)完成后續(xù)的排放工作以及管理工作，以保證排出的污水滿足我國污水排放的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，污水處理廠應(yīng)以擴(kuò)建污水處理廠基礎(chǔ)設(shè)備以及自動(dòng)化水平為基礎(chǔ)，切實(shí)圍繞自動(dòng)化控制開展有關(guān)工作，落實(shí)環(huán)保節(jié)能這一核心目標(biāo)的同時(shí)，對(duì)污水處理廠可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

4 結(jié)語

污水處理質(zhì)量以及效率與生活在污水處理廠周圍居民的日常生活有直接關(guān)系，同時(shí)還會(huì)影響到周圍環(huán)境。因此，以污水處理廠現(xiàn)階段發(fā)展情況進(jìn)行了一系列研究，發(fā)現(xiàn)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備以及技術(shù)可以有效保障污水處理質(zhì)量以及效率得到提升，并在一定程度上滿足我國節(jié)能環(huán)保宏觀戰(zhàn)略，促使污水處理廠可持續(xù)發(fā)展。