污水處理廠節能降耗技術

＊李 尉

（金堂海天水務有限公司 四川 610400）

引言

多年來，我國經濟社會發展取得了卓越的成就，但由于傳統的發展理念落后，在經濟發展中對環境問題的忽視造成了嚴重的后果，尤其是水污染問題造成了水資源短缺、水源污染等一系列的生態破壞。可持續發展理念提出后，各個城鎮都建立了專門的污水處理廠，來進行生活污水、工業廢水的處理。但是，一些污水處理技術存在較大的能源消耗，并不完全符合可持續發展的要求，針對這種情況，污水處理廠的污水處理中，同樣需要加強節能降耗技術的應用。

1.污水處理廠的能耗問題

污水處理能耗主要包含了直接能耗與間接能耗，除了部分污水處理廠運行中所必須的能源消耗，也存在一部分不必要的能源消耗，在節能降耗技術應用中，最重要的就是控制不必要的能耗。污水處理廠內存在各種設備或者系統，這些設備與系統在功能實現的過程中，存在著各種的能源消耗，比如，機械曝氣、鼓風曝氣、污水提升泵提升、回流污泥泵的回流等，這些能耗是污水處理廠的直接能耗，而間接能耗主要是污水處理廠在運行過程中為完成污水處理所存在的物料消耗，比如，石灰、活性炭、絮凝劑。從我國大部分污水處理廠的實際運行情況來看，污水處理過程中，生物處理、提水處理與污泥處理的能耗總和最高，達到了70%以上，其中，生物處理能耗最高，達到了50%以上，污泥處理能耗次之，為10%～25%，提水能耗在10%～20%之間[1]。污水處理過程中的能耗不利于污水廠經濟效益的實現，且不符合可持續發展的要求，必須要加強節能降耗技術的應用。

2.污水處理廠節能降耗技術

近年來，為改善城市生態環境，各個城市基本上都建立了專門的污水處理廠，一部分污水在經過處理以后可以被循環利用，而另一部分污水會直接排放，在污水處理時存在較大的能源消耗，主要為污水提升、處理與污泥處理等模塊，比如，設備的電能消耗、處理時的藥劑消耗。當下，污水處理廠的節能降耗技術主要體現在以下方面：

(1)污水提升泵站節能技術

污水提升泵使用時存在較大的能源消耗，是耗能大設備，為實現節能降耗的目標，需盡量選用能耗較小的污水提升泵設備。對泵站設計性能進行優化，使其發揮應有的作用。現階段，大部分污水處理廠泵站都呈現出電機效率低下、設計能量低下、水量波動劇烈等特征，嚴重影響了泵站的運行效能。在節能改進過程中，需從調速泵的改進著手，用部分變速泵來替代原有的工頻泵，也可以通過轉速加臺數控制方式，把持泵站速度與流量的穩定性。如果在污水處理的過程中水流存在劇烈的變動，可以通過增減運轉臺數、調整泵的變速運轉來進行控制。為保障水泵最佳的運行狀態，專業部門需要定期進行水泵的維護與檢修，盡量實現摩擦電能的合理控制。總之，水泵的節能改造與優化過程中，最為關鍵的就是要保障泵良好的運行效率，除了利用變頻技術進行控制外，還可以通過高程的合理布置、日常的運營管理維護等來加以實現。

(2)曝氣設施節能技術

在污水處理的過程中，曝氣機是不可或缺的設備，其在運行的過程中也同樣存在著較大的能源消耗，要實現污水處理廠節能降耗的目標，同樣需要做好曝氣設備節能設計。污水處理廠的曝氣處理環節主要是風機、空氣擴散、控制等，這些環節都存在著一定的能耗，整體設備存在容量過大、操作效率低下的問題。要實現曝氣設施節能降耗，需通過對曝氣系統的優化設計來實現，并適當使用智能控制技術，將能耗控制在合理的范圍內。在條件允許的情況下，污水處理廠可通過漸減式曝氣布置，比如，在第一段、第二段與第三段可以按照35%、30%、25%來布置。自動化控制技術的應用也能夠實現能耗控制，比如，一些污水處理廠會選用溶解氧自動控制系統來進行溶解氧濃度的動態調整，利用變頻器來進行交流電機轉速方式、風機流量的控制，以控制風機的能耗。

(3)污水處理節能技術

污水處理并不是一步到位的，涉及了諸多環節，在整個處理過程中，預處理與生化處理會存在較大的能源消耗。從當前污水處理廠的污水處理過程來看，預處理環節的能耗集中在格柵、沉砂池，而生化處理階段的能耗集中在曝氣系統方面，這一小節重點分析預處理環節的節能降耗。在節能技術的應用過程中，首先需結合節能降耗的目標，來進行格柵的科學安裝，雖然格柵在整體的節能降耗中所占空間很小，但是，其安裝效果將會影響后續的節能設計。在安裝過程中，需結合節能降耗的要求，保障安裝位置的合理性，很多污水處理廠為實現節能目標，常常會將其安裝在污水處理廠的前段、污水渠道與泵房集水井的進口位置，使其在污水處理過程中，截流污水中的漂浮物，降低堵塞現象的發生概率，最大程度上維持各種污水處理設備設施的高效運轉。在沉砂池的節能設計上，可以選用平流式與旋流式設計。

(4)污泥處理節能技術

在污泥處理環節也存在較大的能源消耗，在此環節的節能技術下，不僅需要考慮節能設計，還需要盡量實現污泥的二次回收與利用，盡量用最小的消耗來獲得最大的處理效果。節能技術主要集中在污泥處理與污泥利用環節，首先，在污泥處理時，主要包含了濃縮、穩定與脫水。在傳統的處理過程中，主要采用的是重力氣浮，要實現節能效果，可以利用生物氣浮技術，在此技術下，能夠保障良好的濃縮效果，減小能耗[2]。污泥的穩定處理主要是厭氧、好氧與堆肥處理，一些污水處理廠的污泥未經穩定處理就進入了脫水處理環節。如果采用的是厭氧處理，可以利用沼氣來彌補穩定處理時的能量損耗。一般情況下，在污泥的脫水處理環節，主要包含了機械脫水與自然脫水，前者的應用相對較多，機械脫水處理下由于需利用專有的機械設備來完成，因此，存在較大的電能損耗，離心脫水下的電能損耗雖然較小，但是，需保障前期良好的預處理效果，且在處理的過程中，易出現磨損現象，需進行脫水工藝的改進，來保障節能效益。污泥的回收環節，由于污泥中的可揮發性有機物相對較多，通過相應的回收處理，能夠被加以有效利用，比如，對污泥實施厭氧消化削減處理，揮發性有機質可以產生沼氣。對污泥實施焚燒處理時，能夠產生熱能、厭氧消化氣，而這些能源可以被回收利用，降低污泥處理時的能耗。

(5)藥劑消耗節能技術

污水處理廠運行中，往往包含了多種處理技術，在一些工藝的應用中，會使用一些藥劑來完成。雖然藥劑消耗占總能耗的比重相對較小，但在污泥消毒、調理與除磷等環節可以實現相應的節能效果。在除磷方式的選擇上，需盡量應用生物除磷工藝，在此工藝下，不需要進行藥劑的添加，且污泥的產量相對較小，在實際的應用中，工藝流程極為復雜，污水處理廠要針對這一特征來不斷進行工藝改進。如果選用化學除磷方式，就需要添加高分子混凝劑，藥耗大大減少。污泥調理的進行是為了使得污泥具有更好的脫水性能，可以選用物理與化學調理方式。污泥消毒可以通過輻射技術，此技術屬于一種新型的技術，在處理過程中，不需要在高溫高壓的狀態下就可實現，同樣可以達到節能降耗的理想效果[3]。生物消毒處理中，不需要進行藥劑的添加與使用，是國內很多污水處理中應用較多的方式。

3.污水處理廠節能降耗管理策略

(1)提升節能降耗意識

針對污水處理廠節能降耗中存在的一部分不必要的能耗，可以通過嚴格的管理加以控制，這就要求污水處理廠的全員都需要具備節能降耗的意識。污水處理廠內的各個部門都需要在日常的工作中具備基本的能耗意識，結合其污水處理任務安排，做好各個環節的能耗控制。首先，一些部門要定期進行設備的維修與檢查，對于一些管道，要勤洗勤換，如果出現了異常現象，要及時進行原因分析，并采取相應的解決策略。其次，污水處理廠要加強用電負荷調度與用水的管理，避開用電高峰期，對負荷峰值加以必要調整，實現污水處理系統的優化與改進，完善水循環系統。

(2)完善污水處理廠管理機制

在污水處理廠的節能降耗方面，還需要通過創新管理機制來實現能耗控制。污水處理廠管理人員需對各個工段的能源消耗情況加以詳細分析，明確掌握各個工段內能源的需求與消耗情況，加強能源管理，不斷挖掘各個工段的節能降耗潛力，對整個的污水處理過程實施精細化的管理與控制。此外，污水處理廠的節能降耗管理方面，還需要通過崗位責任的落實來提高全員參與到節能降耗方面的積極性與主動性[4]。

4.結束語

污水處理廠各個工段內都存在或多或少的能源消耗，為適應可持續發展的要求，提高污水處理廠良好的處理效果，必須要加強對節能降耗技術的應用。污水處理廠的節能降耗是當前的重點，各個污水處理廠都需要從自身的實際情況著手，加強技術改進與優化。