如何降低污水处理在企业生产成本中所占的比例

周朝伟 余汉运

摘要：随着中国政府对能源节约和环境问题的日益重视，如何降低污水处理在企业生产成本中所占的比例成为了大家所关心的问题。文中通过对污水处理厂的能耗使用分析，提出了从改进污水处理厂工艺，污水处理厂结构设计，使用高效节能设备和中水回用等几个方面来达到降低污水处理在企业生产成本中所占比例的目的。

关键词：降低污水处理成本；污水处理厂工艺控制；污水处理厂结构设计；高效节能设备；中水回用

1. 前言

随着政协十一届五次会议及全国人大五次会议于2012年3月14日正式落下帷幕，我国水环境形势受到了大家的关注，2012年3月5日，国务院总理温家宝在关于政府工作的报告中指出：2012年的主要任务中，要优化能源结构，推动传统能源清洁高效利用，提高新能源和可再生能源比重；深入贯彻节约资源和保护环境基本国策；开展节能认证和能效标识监督检查，鼓励节能、节水、节地、节材和资源综合利用，大力发展循环经济。如何降低污水处理在工厂生产成本中所占的比例成为企业领导阶层高度关注的问题。

2. 污水处理厂的能耗使用分析

目前我国工业企业污水产生量巨大,企业如何降低自备污水处理厂的运行成本,倍受企业高层领导和企业环保管理人员的关注。根据我国学者的研究结论，我国污水处理厂能耗主要用于污水、污泥的提升，生物处理的供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中污水生物处理和污泥处理的单元过程耗能量要占污水厂直接能耗的60％以上。在不同污水处理厂的运行中，实际能耗还与污水厂规模、污水的水质特征、处理程度、处理工艺、运行模式等因素有关[1]。由于污水处理厂的电能损耗大，成本高，尤其是近年来电价不断上调，使污水处理厂的运营成本不断升高，因此在污水处理厂的建设过程中应选择合理的处理工艺，尽可能地使用高效节能的设备及装置，加强科学的管理，逐步实现污水资源化，企业才能逐步走向低能耗、高效率的发展方向。

3. 降低污水处理在企业生产成本中所占比例的途径与技术

降低污水处理在企业生产成本中所占的比例可以通过改进污水处理厂工艺、优化污水厂结构设计、使用高效节能设备和中水回用等几个方向来实现。

3.1从污水处理厂工艺控制来考虑

污水处理的工艺方法中，物理處理法的能耗较低，其次是厌氧生物处理法，处理费用大概为前者的5～10倍，好氧生物处理法的能耗较高，处理费用大概为厌氧生物处理法的5～8倍，而物理化学处理法的能耗则是最高的。我们可以强化预处理降低除氮功能的能耗。比如说使用厌氧，缺氧，水解，AB工艺，或者是初沉池及化学沉淀。它的的去除能力是不同的。氮的去除这几年技术的进展非常迅速，短程反硝化可节省62.5%的能耗。

此外，我们还可以通过强化污泥处理来降低能耗，对污泥的处理，可以先采用厌氧消化处理后，再使用设备进行脱水处理。污泥厌氧消化可以有以下几个好处：（1）减少污泥中可降的有机物含量，使污泥的体积减少。与消化前相比，消化污泥的体积一般可减少1/3～1/2。（2）减少污泥中可分解、易腐化物质的数量，使污泥性质稳定。（3）提高污泥的脱水效果：未消化的污泥呈粘性胶状结构，不易脱水。消化过的污泥，胶体物质被气化、液化或分解，使污泥中的水分与固体易分离。（4）利用产生的甲烷气体：污泥在消化过程中产生沼气，沼气中有用的甲烷气体约占2/3。消化产生沼气用于沼气锅炉(污泥加热)、沼气鼓风机(生物池曝气供氧)或沼气发电[2]。（5）消除恶臭：污泥在厌氧消化过程，硫化氢分离出硫分子可与铁结合成为硫化铁，使得消化后的污泥不再发出恶臭。（6）提高污泥的卫生质量：污泥中含有很多有毒物质如细菌、病原微生物、寄生虫卵，极不卫生。污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。如果污水处理工艺中设计了厌氧UASB池则效果更好，可以免去厌氧消化池的设计以及能更好地收集沼气来利用，从而降低企业的运行成本。

3.2从污水处理厂结构设计来考虑

我们可以通过在高程布置上，充分利用地形，利用污水处理厂各构筑物的高位差和尽量减少水头损失来减少水泵的使用。在污水处理厂，如果进水沟道和出水沟道之间的水位差大于整个处理厂需要的总水头，处理厂内就不需设置污水提升泵站。反之，就必须设置泵站[3]。处理工业废水的污水处理厂的处理工艺复杂，厂内建筑物、构筑物、各种管线多，优化总体设计，不仅能减少占地、节约造价、方便生产、美化环境，而且能降低污水处理的能耗。比如我们设计混合池时，我们还可以通过绕流隔板等结构来实现药剂与原水充分混合，从而减少搅拌设施的使用。

3.3从使用高效节能设备方面来考虑

我们可以在污水处理厂中通过使用变频调速泵和变频调速风机及其他节能设备来降低电量的损耗，从而降低污水处理厂的运行成本。

曝气池是污水处理厂耗能最大的构筑物，其节能的关键在于选择氧转移率高的曝气装置。国外进口硅橡胶管膜式微孔曝气器长度为750mm，出气量为8m3/(m·h)，氧利用率23%，输氧动力效率2.5~3.5kg/(kW·h)。该曝气器与传统曝气器相比，具有布气均匀、氧利用率高、动力效率高等优点；与其他材质微孔曝器相比，具有通气量大、充气能力大、微孔不堵塞、使用寿命长等特点。该曝气器的使用大大降低了能耗[4]。

风机、水泵在污水水处理厂是经常使用的机械。以往，风机、水泵采用恒速交流电动机拖动，通过调节挡板或阀门开度大小来调节风量或流量，这势必造成电能的浪费。若利用变频调速技术，以调节电动机转速的方法取代调节挡板或阀门，则能很好地达到节约电能的目的，利用调速使流量减少，从而使耗电量大大降低，节能达20％以上。

根据国内的工程实际运行数据表明，使用变频调速设备可使水泵平均转速比工频转速降低20％以上，综合节能效率可达20％～40％，与传统的采用档板、阀门调节流量相比，可节能40％～60％。对于中小型的污水处理厂，一年左右就可收回投资成本。

3.4中水回用

根据国家提出的建立资源节约型社会的要求，经处理后的污水也是一种资源。对中水加以回用，也是企业节能降耗、减排的一种有效途径。经过污水处理达标后的中水可用于厂区地板和道路的保洁、设备的保洁、冷却水、污水处理厂药品溶液的配制、污泥脱水设备的冲洗、洗车、景观用水以及厕所冲洗等等，从而降低企业的工业用水成本。从另一方面来看，中水回用还大大降低了企业排污费的支出。下面举一个例子：某工厂总排污口平均每月污水排放量为50000吨，直接排入自然水体，执行一级标准，月排污费为50000元，该厂工业用水为4元/吨。实行中水回用后，中水回用率为80%，则月排污费降到10000元，且节省工业用水费用16万元，这样就相当于为该厂节省了20万元，环保及经济效益可观。

4. 结语

随着中国政府对能源节约和环境问题的日益重视，以及在物价上涨的压力下，企业的生产成本不断上升，如何实现节能降耗和可再生资源的循环利用成为了企业领导高度关注的问题。传统的污水处理厂作为高投资低回报，甚至是无回报的项目必然要成为关注的重点，要降低污水处理在企业生产成本中所占的比例，我们就要从污水处理厂的能耗方面和中水回用方面来着手，通过改进污水处理厂工艺，污水厂结构设计，使用高效节能设备和中水回用等几个方向来实现目标。

参考文献

[1] 污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].徐晓宇；李春光.《给水排水》2009年第12期.

[2] 某污水处理厂卵形厌氧消化池启动实例[J].吴红娟；刘超；齐华；郭胜.《给水排水》2010年第10期.

[3]水污染控制工程 下册/高廷耀；顾国维主编.—2版.—北京：高等教育出版社，1999（2004重印）.

[4]城市BOT污水处理厂节能降耗研究[J].赵传义；陈天兵；张俊明.《节能技术》2009年11月，第6期.