污水處理過程中節能優化控制方法的研究

林莉莉，蔡陽波，萬漢興

（浙江仁欣環科院有限責任公司，浙江 寧波 315000）

1 污水處理過程中節能優化控制的重要性

1.1 可以改進并提高污水處理技術

面對當前嚴峻的水資源短缺現狀，以往的污水處理技術已經顯得比較落后，很多的污水處理技術不僅處理效果不佳，同時在污水處理的過程中還會造成極大的能源消耗，滿足不了當前對水資源的需求，所以對污水處理技術進行改進和提高已經迫在眉睫。污水處理技術是一項復雜的系統工程，任何一個環節都不能掉以輕心，因此，要積極地學習先進的技術，培養我們自己的人才，只有這樣才能滿足現階段人們的需要[1]。

1.2 可以有效地節約能源

水資源與我們的生活息息相關，各行各業的發展都離不開水資源的支撐，它對于社會生活具有決定性的作用。目前，可以說社會生產生活過程中都充斥著浪費水資源的現象，比如工業污水、生活污水等，所以對污水處理進行有效地控制可以極大地遏制能源浪費。以往使用的污水處理技術普遍存在轉化率不高、處理后的水資源質量有待提升等問題，已經無法滿足人們對于水資源高質量的需求，而污水處理過程中節能優化控制方法則可以有效改善這些現象。

2 污水處理過程中節能優化控制存在的缺陷

2.1 污水處理過程中能耗較高

污水處理工作是一項涉及內容多、工序復雜的工作，如果在污水處理的過程中有一個環節出現問題都會導致最后的出水質量達不到要求，所以對每個環節都有極為嚴格的要求。而在污水處理過程中會用到很多處理設備，這些設備在運行過程中必然會出現高能耗，造成新的污染問題，所以有必要進一步完善污水處理過程中節能優化的控制方法。

2.2 污水處理的資金投入比較大

目前我國污水處理事業處在一個快速發展的時期，對于一些污水處理企業而言，想要保質保量地完成污水處理任務，必須要引進先進的處理設備，這就需要投入比較大的資金。另外，由于在污水處理的過程中造成的能耗比較高，想要降低能耗也需要投入大量的資金，同時由于我國污水處理的自動化程度不高，人工費用也是一筆不小的投入[2]。

2.3 污水處理極易受外界因素影響

污水處理是一項涉及多個環節的系統工程，在污水處理的過程中要對各個環節做到精準把控，尤其是在處理過程中出現的各項數據信息，都要做到整合處理分析。但是，在實際的污水處理工作中，由于工作人員的水平有限，并且在這個過程中會經常出現無法預料的情況，所以很容易就會出現差錯。另外，在污水處理的過程中，要掌握好能耗與出水質量之間的關系，這對于工作人員提出了極高的要求，但是目前我國污水處理技術有待提高，工作人員在面對一些突發情況時很難做出正確的處理，所以污水處理工作極易受到外來因素的影響。

2.4 出水水質與能耗難以兼顧

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于污水處理的出水水質有著更高的要求，同時在污水處理的過程中還要減低能耗所造成的其它影響。但是，目前我國的污水處理技術很難做到這兩者的兼顧，同時，這兩者之間沒有內在的聯系，所以在污水處理的過程中也很難做到兼顧處理。出水水質與能耗之間的協調統一，是在未來很長一段時間內污水處理中必須要解決的問題。

3 污水處理過程中節能優化控制方法探討

3.1 提升電氣節能的效率

污水處理廠想要正常運行，離不開電氣能源的支撐，所以在污水處理的過程中，要想辦法提高電氣節能的效率。污水處理廠在工作的時候要嚴格遵守節約能源的原則，這其中最關鍵的就是要減低線路的消耗，具體的做法如下：第一，在污水處理廠設計規劃的時候就應該對標最先進的污水處理廠。在設計的時候要實現設備的自動化，通過設備自動化的運轉最大程度地降低因為人為因素所造成的能源消耗。第二，選擇合適的原材料。在污水處理廠建設初期，想要提升電氣的節能效率最直接的方式就是選擇合適的電線電纜，要選擇一些質量有保證的廠家，另外在實際的使用過程中發現，銅制電線的節能效率是最高的，所以要盡量選擇銅制電線，同時針對這方面的問題，要制定完整的管理制度。污水處理廠的基建工程是十分龐大的，在建設的過程中對于線路的質量要求更高，所以在線路規劃的時候就要做好優化處理，盡量規劃好建設線路的長度，從而實現提高電氣節能的效率[3]。

3.2 使用反硝化除磷技術

這種技術在使用的過程中，要滿足厭氧或者缺氧的前提條件，通過反硝化聚磷菌獨特的功能，達到過量除磷和脫氮的雙重作用。這種技術是目前在污水處理領域使用比較廣的一種新型工藝，但是由于該技術的發展還不夠成熟，所以還有一定的缺陷：第一，對于溫度有一定的要求，如果處理過程中溫度在15 ℃以下，其作用的時間過長，會導致成本的增加；第二，由于污水中的污泥具有強大的吸附能力，所以在進行處理的過程，很可能會導致污泥中的其它物質被污泥所吸附，從而進入到缺氧段，最終導致除磷的效果差強人意；第三，污泥中存在的細菌如果過度繁殖，很可能導致污泥的沉降性能變差，從而無法滿足泥水分離的效果。

3.3 使用污水生物脫氮技術

對于污水處理而言，如何有效地控制水體的富營養化是目前面臨的一個巨大難題。經過污水處理技術的不斷發展，我國的污水處理取得了不小的成就，但是針對水體富營養化這個問題卻一直缺乏有效的治理手段，目前所采用的只有生物脫氮技術。實踐證明，生物脫氮技術對于解決水體營養化具有十分顯著的作用，脫氮技術可以說是污水處理中的關鍵技術。需要特別注意的是，在使用該技術的過程中，要綜合考慮能耗和成本的問題，最終達到節能優化的目標。污水中的氮元素具有不同的形態，所以在脫氮技術的選擇上要因地制宜，針對不同形式的氮采取不同方法的去除。

3.4 使用遺傳算法

污水控制參量中DO變量是重要的一項，如何對該變量進行控制直接決定著污水處理的效果，遺傳算法的優化使用可以有效地解決這個問題。在目前污水處理的過程中，一般使用的是間歇式活性污泥法，在這個方法使用的環節中，反應環節是污水處理的關鍵環節。從整體效果來看，這個方法不僅操作相對簡單而且還能起到很好的處理效果。但是，需要注意的是，處理的過程中對于氧氣的消耗是非常大的，所以要設置氧氣輸入的設備，以此來保證處理后的水質。在輸入氧氣的過程中，要對輸入的氧氣含量進行控制，要利用專業的設備對DO變量進行隨時的掌控，以防止出現其它的問題。在這個過程中，引入遺傳算法是十分必要的，它可以成為其中的關鍵因素，利用遺傳算法中的技巧，達到節能優化的作用。

4 總結

綜上所述，隨著對水資源需求的進一步擴大，在面對水資源緊缺這一需要人類共同解決的問題時，我們除了應該從根本上珍惜水源之外，也需要重視水資源利用中的節能減排，以及污水的回收利用。針對水資源污染的問題，污水處理工作更加顯得尤為重要。面對著目前的情況，必須要加大對污水處理的投入，積極地提升污水處理技術，以此來提高污水處理的能力，最大程度地降低水資源浪費情況，確保人民生活、生產用水，滿足時代的發展需求。