污水處理廠節能降耗的有效措施探討

侯宏良

【摘? 要】人們對能源的高需求與地球能源有限性之間的矛盾逐漸加劇，人們需要找到一條節能降耗的發展道路。因此，污水處理廠必須采取節能降耗措施，從而提高能源的利用率。

【Abstract】The contradiction between people's high demand for energy and the limitation of the earth's energy is gradually increasing. People need to find a way to save energy and reduce consumption. Therefore， the sewage treatment plant must take measures for energy saving and consumption reduction， so as to improve the utilization rate of energy.

【關鍵詞】污水處理廠;節能降耗;有效措施

【Keywords】sewage treatment plant; energy saving and consumption reduction; effective measures

【中圖分類號】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）01-0088-02

1 引言

隨著城市人口的逐漸增加，污水處理廠的運作難度逐漸增加。需要在保證水質的情況下，提高污水處理廠的運行效率，減少運行過程中的耗能量，從而實現節能降耗的目的[1]。本文主要講解目前污水處理廠的能源消耗情況，對污水處理廠的節能降耗提出一些建議。

2 污水處理廠的能源消耗情況

城市污水處理廠本身屬于能源消耗比較多的產業，消耗的能源主要為電能、藥劑、燃料等方面。其中，電能的消耗占總能源消耗的九成以上，所以電能消耗是污水處理廠中最大的消耗能源。電能消耗主要用于提升污泥污水、供給生物處理氧氣、廠區照明、處理污泥、附屬建筑的用電、混合推動等方面，還有一個方面為曝氣，這方面造成的電能消耗最大，可以達到總電能消耗的50%。

3 污水處理廠節能降耗的有效措施

污水處理廠中的能源消耗主要集中在處理污泥、處理污水、提升泵、曝氣等環節中，在這些環節中主要為電能消耗以及藥劑消耗[2]。需要改進污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等環節的日常運行設計，從而達到節能降耗的目的。

3.1 曝氣設備的節能降耗措施

在污水處理廠中曝氣機消耗的電能最多，想要在污水處理廠中實現節能降耗，需要改進曝氣機，從而落實節能降耗工作。根據研究發現，污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機消耗的。可以從三個方面達到節能降耗的目的[3]。

①可以使用變頻器有效優化交流電動機轉速原理，更好地把控風機的流量，從而促進風機實現節能降耗。

②可以從內部進行處理，選擇以及應用溶解氧自動控制系統，有效控制好溶解氧的濃度。在進行污水處理的過程中如果溶解氧的濃度出現異常的情況會直接影響污水處理的效果。因此，需要選擇溶解氧自動控制系統，科學、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，進而降低污水處理過程中消耗的能源。

③改善曝氣系統，能夠更加精準地控制曝氣設備，從而更好地降低能源消耗。例如，可以在有關部門的協助下，根據污水處理廠的經濟情況進行曝氣設計的改善，采取在第一環節占比35%、第二環節占比30%、第三環節占比25%的方法設置曝氣，從而提高曝氣設備的工作效果，逐漸降低能源消耗。

3.2 污水提升泵站的節能降耗措施

污水處理廠中還有一個消耗能源較多的設備即污水提升泵，該設備本身消耗能源比較大，對污水提升泵進行改進設計，有利于在保證水質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的效率不夠高，并且存在運行控制不良的情況，設計的動作能力需要消耗較多能源等[4]。在減少污水提升泵的能源消耗時可以從幾個方面進行：

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，可以節省12%的能源。

②將工頻的泵全部轉換為變頻的泵，并最終改造成調速的泵，并根據實際的情況進行運行。

③使用多級動態液位控制技術，在運行過程中使用控制轉速加臺數的方法讓定速泵可以使用平均的流量進行運行。當出現水流波動較大時，可以適當地增減運轉臺數，然后改變泵的運行速度。

④加強對水泵的日常養護，從而減少水泵的摩擦以及電能消耗。如果想要水泵實現節能降耗的目標，需要全面提高提升泵的運行效率，需要對提升泵設備的操作進行規范，不僅需要加大日常管理力度，還需要加強對泵進行科學的參數設置，根據污水處理廠的具體運行情況進行改進，不斷歸納以及總結運作條件，選擇最好的運作條件，從而提高提升泵的運行效率。

3.3 污泥處理環節的節能降耗措施

污水處理廠中進行污泥處理的環節也非常重要。進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行處理[5]。在進行污泥處理的過程中，需要尋求一種方法，可以對污泥中的資源進行回收利用，從而達到污泥處理環節節能降耗的目的。在進行污泥處理的過程中可以分為三個部分，分別為污泥的脫水、穩定和濃縮。在污泥脫水中主要使用機械脫水以及自然脫水兩種方法。其中，使用最多的為機械脫水，機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，但是沒有辦法達到較好的預處理污泥的效果，還很容易發生機械磨損的情況。因此，需要找到更好的脫水技術，在保證污泥處理效果的情況下降低能源消耗。污泥的穩定可以分為三個環節，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對污泥實行穩定處理，直接對污泥進行脫水。一般來說，在厭氧環節中產生的沼氣可以為在穩定過程中使用的能量提供補充。污泥的濃縮過程中一般使用單純氣浮技術，而使用生物氣浮技術進行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進行回收利用，在污泥中揮發性有機物占比較大，日本一般使用厭氧的方法消化消減污泥，其中，每噸污泥可以產生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。對于污泥的回收利用主要通過厭氧消化的方法產生沼氣，將可焚燒的污泥作為燃料產生熱能回收，對燃燒后的污泥或者部分污泥進行堆肥。

3.4 污水處理環節的節能降耗措施

在污水處理廠中，污水的生化處理以及污水預處理環節使用的能源較多。其中，污水的預處理中主要分為格柵以及沉砂池[6]。污水的生化處理環節中導致能量消耗較大的原因是需要使用曝氣系統。前文已經介紹了曝氣系統的節能降耗措施，此處主要講解污水預處理中節能降耗的措施。

①在沉砂池中很容易由于曝氣設備導致能源消耗較大。在設計沉砂池時，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實現節能降耗。

②在進行污水預處理過程中需要科學合理地設置格柵，在污水處理過程中使用格柵本身無法起到較大的節能作用，但是可以降低后期中其他設備的能源消耗。因此，必須嚴格落實格柵的設置。一般需要將格柵設置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進污水處理設備的穩定運行。

4 結語

綜上所述，污水處理廠對于城市經濟發展、用水質量等具有重要的作用。但是污水處理廠中能源消耗較大，因此，使用改進污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等日常運行設計的方法，達到節能降耗的目的。但是目前技術有限，還需要人們不斷進行研究以及探索，從而更好降低污水處理廠的能源消耗。

【參考文獻】

【1】張俊波.某污水處理廠MBR系統節能優化改造分析[J].節能，2020，39（02）：161-164.

【2】楊根權.城鎮污水處理廠氧化溝工藝節能技術措施探討[J].能源環境保護，2018，32（06）：44-49.

【3】謝永攀，姚奎，張淑瓊.污水處理廠能耗分析及節能措施探討[J].廣州化工，2018，46（18）：101-103.

【4】張安龍，謝飛，羅清，等.中國城鎮污水處理廠節能降耗研究進展[J].環境科學與技術，2018，41（S1）：116-119.

【5】郭昉，吳毅暉，李波，等.我國城鎮污水處理廠節能降耗研究現狀及發展趨勢[J].水處理技術，2017，43（06）：1-4+10.

【6】張倬瑋，張會寧，李志麗，等.北方某城市污水處理廠節能降耗改造及運行[J].中國給水排水，2016，32（24）：133-138.