浅谈污水厂运行中的节能降耗控制措施

薛劲枫

（吉林省辽源市水务集团公司，辽源 136200）

浅谈污水厂运行中的节能降耗控制措施

薛劲枫

（吉林省辽源市水务集团公司，辽源 136200）

在社会经济飞速发展的过程中，环境污染和资源紧缺问题已逐渐引起人们的重视，而城市污水处理厂的数量不断增多，且建设规模越来越大。为保证污水处理厂满足节能减排的需求，必须要做好污水厂运行的节能降耗工作，节约能源，降低能耗。本文详细探讨了污水厂运行中的节能降耗的控制措施，以期能提供一些有价值的参考意见。

污水处理 节能降耗 工艺选择 设备选择

当前，污染问题日趋严重，水资源日趋短缺。水是人类的生存之本，因此国家开始大力建设污水处理厂，随着城市污水处理厂的数量不断增多，规模不断扩大，其能源消耗总量也不断提升。为降低城市总能耗，需要采取一系列的措施，科学控制污水处理厂运行的能耗。

1 城市污水处理厂能耗的制约因素和控制对策

1.1 建设规模和处理量

相关调查研究表明，城市污水处理厂的平均吨水的能耗与处理规模成反比关系，日处理量在5万t以上的污水处理厂，每吨水能耗下降较明显。若设计规模和实际处理量都增加，那么在运行过程中，设计规模往往高于实际处理量，从而导致大量能耗损失；要想减少该方面的能耗损失，在设计污水处理厂规模时，要充分依据实际处理量进行设计。

1.2 污水处理厂的工艺选择

城市污水处理行业作为城市的一个高耗能产业，其节约能耗已成为实现城市可持续发展的必要措施。因此，污水处理厂要结合具体情况，选用科学合理的污水处理工艺。在选择工艺时，除要考虑基本的水质情况、工艺可行性因素外，还要将工艺的合理性、简单性等因素纳入考虑范围，以保证污水处理顺利进行。在污水处理中，生物处理阶段消耗的能耗占污水处理厂总能耗的70%以上，且不同生物处理工艺的能源消耗存在差异性。以两家污水处理厂对比为例，日处理量都为5万t，A处理厂运用A2/O工艺，B处理厂则运用氧化沟工艺，经过一段时间的运行后，发现A处理厂的单位能耗远远高于B处理厂的单位能耗。从电耗角度来讲，二级生物处理工艺电耗最高的是SBR工艺，最低的是土地处理和人工湿地，处于中间阶段的工艺主要有氧化沟工艺、A/O工艺和A2/O工艺。因此，为了有效降低污水处理厂的能耗，需要结合实际情况，科学选择生物处理工艺。

1.3 合理选用污水处理厂设备

第一，合理选择提升泵。预处理单元在污水处理前端，在污水处理厂总能耗中，预处理单元会消耗掉五分之一的能耗，其中，提升泵消耗掉了大量资源，预处理单元其他附属设施的能耗只占据小部分。因此，要想降低污水处理厂能耗，需要科学选择提升泵。为实现提升泵的节能要求，首先要科学选择型号，其次是适当降低提升泵的扬程。研究发现，在建设污水处理厂时，提升泵的选择要依据泵的流量和扬程，制作一个水泵工作曲线图，如图1所示。

图1 水泵工作曲线图

在最小净扬程情况下，如果流量为30m3/h，那么就需要8.5m左右的扬程。通过绘制泵的曲线和装置曲线可以发现，在最小净扬程和最大净扬程情况下，泵的流量分别为30m3/h和24m3/h，两种工况都满足泵的使用要求。结合该要求合理选择提升泵，才能保证流量—扬程达到最优。在当前市场中，水泵具有各种各样的型号、种类和安装运行方式，因此，其电耗也不尽相同。设计污水处理厂时，往往依据稳定状态，但在实际运行中，会出现异常，此时，时时全速运转的要求就无法得到满足。因此，选择的水泵除了与流量-扬程工作状态最佳曲线符合外，还可以串并联使用多台水泵，或运用变频泵。若这样设计水量不稳定，可以启动不同数量的水泵，或改变水泵频率，以避免水泵出现低速运转问题。

第二，合理选择曝气装置。曝气池在生物处理工艺中具有最大的能耗，因此，为了降低水厂能耗，选择的曝气装置需要具备较高的氧转移率。目前，主要运用进口的膜式微孔曝气器，相较于传统曝气器，其具有更高的氧转移率，且能更加均匀地布气，具有较高的动力效率。相较于普通的曝气器，其还具有较长的使用寿命和较大的通气量，不容易出现堵塞问题。因此，运用先进的微孔曝气器，可以有效降低整个污水处理厂的总能耗。

第三，科学选择鼓风机。通常情况下，可以选择两种曝气方式，分别为鼓风曝气和机械曝气，前者已得到广泛应用。为了降低水厂能耗，需要科学选择鼓风机。相关数据表明，进口单级高速离心鼓风机具有超过80%的效率，而多级低速的离心鼓风机只有60%～70%的效率。

1.4 污水处理厂的污泥处理

在建设污水处理厂时，需要考虑如何处置污泥。研究污水处理厂的总体运行费用可以发现，总能耗中电耗占据了较大比例，此外，污泥处置费用也是其一个重要方面。因此，需要选择科学的污泥处理方法，提升污泥处理水平，最大限度地降低能耗。可以从以下几方面入手。

首先，在设计过程中，将污泥处理能力纳入考虑范围，既要考虑水质水量的超负荷，还要考虑污水处理厂的远期发展，留出空白，方便未来的扩建和改造，以便更加灵活地维护污水处理厂的运行。提升污泥处理能力，可以减少污泥调理剂PAM的投加量，从而显著降低费用成本。

其次，充分考虑再次利用污泥。研究发现，污水处理厂的污泥中存在大量的氮磷钾、钙铁锌等元素，对植物生长十分重要，因此，可以考虑把其作为农田肥料。回收利用污泥不仅与可持续发展的理念符合，而且能有效降低污泥处置成本。此外，还要降低污泥产量，这对预处理能力提出了较高要求，科学运用格栅系统，从源头上减少污泥产量，从而有效降低污泥处置费用，延长污水处理厂后续设备的使用寿命。

2 节能对策和建议

首先，优化设计，科学选择设备型号。在设计过程中，将进水水质和水量波动性充分纳入考虑范围，并与其他污水处理厂的运行数据进行对比，合理选择提升机驱动设备，优化设计方案，将降低能耗理念贯穿于污水处理设计的整个过程中。

其次，做好污水处理厂的运行维护工作，及时优化升级污水处理设备。在运行过程中，要定期地检测维护污水处理设备，及时更换或改造那些落后老化的设备和工艺。

最后，优化处理工艺。研究发现，能耗浪费问题在污水处理工艺中也较为严重，针对该情况，需要积极运用先进技术，优化污水处理工艺，如借助计算机技术，科学构建数学模型，输入相应的数据，以便对所用设备的最佳气量、安装距离等进行计算。

3 结语

当前，全社会开始普遍关注城市污水处理厂的节能降耗问题，节能降耗取得较大进展。但依然存在诸多问题，要想更好地实现污水处理厂的节能降耗，需要优化设计，合理选择设备，做好设备维护工作，革新处理工艺，贯彻可持续发展的理念，从而推动污水处理行业的整体进步和发展。

[1]吴军伟，朱学红.浅谈污水处理厂的节能降耗[J].中国给水排水，2011，（10）：123-125.

[2]沈晓玲，薛敏，李大成.无锡惠山污水厂的优化运行与节能降耗[J].中国给水排水，2011，（18）：55-57.

[3]杨峰.浅谈污水处理厂的节能降耗[J].黑龙江科技信息，2012，（18）：122-124.

Introduction to Saving Energy and Reducing Consumption in Operation of the Sewage Plant of Control Measures

XUE Jinfeng
(Liaoyuan Jilin Water Group Co., Ltd., Liaoyuan 136200)

With the rapid developm ent of s ocial economy, the problem of environmental pollution and resource shortage has gradually attracted people's attention, whil e the number of urban sewage treatment plants is increasing, and the construction scale is growing. In order to ensure that the sewage treatment plant to meet the needs of energy s aving and emission reduction, we must do a good job in the operation of the sewage pla nt energy saving and reducing consumption, save energy, reduce energy cons umption. This paper discusses the energy saving measures in the operation of wastewater treatment plant, in order to provide s ome valuable reference.

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