关于BOT污水处理厂的电耗分析与控制

■韩敬学

（柳州市污水治理有限责任公司广西柳州545002）

关于BOT污水处理厂的电耗分析与控制

■韩敬学

（柳州市污水治理有限责任公司广西柳州545002）

以某BOT污水处理厂为例，根据该厂的工艺与设备特点，对其电耗组成进行了分析，在保证出水水质达标的前提下，通过部分项目改造、耗电设备运行优化以及加强运电管理等措施，实现了电耗的有效控制，每吨污水电耗由最初的0.43kW﹒h/m3降低到现在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的节电效果。

污水处理 节电 电耗

在BOT污水处理厂项目建设中，在投资总额、税收、特许经营期限以及运营服务费等商务条件通过既定协议的情况下，运行费用是决定某污水处理厂利润大小的关键因素。很明显，在保证处理能力达到要求的前提下，必须考虑运行费用的最优化，才能获取最大利润。目前，采用BOT模式建设的污水处理厂越来越多，但普遍存在运行费用偏高问题，其中主要原因是电耗大，一般约占整个运行费用的50%[1～5]。某污水处理厂与政府采取BOT协议形式运营，协议运营时间为20年。针对该污水处理厂的电耗状况，结合国内常见污水处理工艺的能耗特点，以及污水处理厂常用设备装置和工艺的能耗水平，分析研究污水处理厂电耗的构成、电耗偏大的原因以及各个环节的影响因素，提出具体可行的电耗控制途径。

1　工程概况

1.1工艺流程

该污水处理厂一期设计处理规模为1.5×104 m3/d,远期为3.0×104 m3/d。进水主要为工业园区内的生产废水，主要包括电子信息、塑料制品、汽车配件、机械装备业以及少数食品行业生产废水。设计工艺流程见图1。

1.2电耗分析

污水厂的电耗按用途可分为生产性用电和非生产性用电，该BOT污水处理厂各主要设备的实际耗电量在总生产性用电中的比例（月均值）见图2。由图2可知，该厂用于生物处理过程的电耗最高，占全厂生产性用电的65%（曝气为37%，推流为28%）；其次为提升泵，电耗为17%；回流污泥泵电耗占9%，污泥脱水、预处理及深度处理设备的电耗约占9%。节电重点应为控制生物处理过程以及污水和污泥提升的电耗。

2　节电措施

该厂节电主要从三个方面着手：一是结合实际进水情况，对工艺中存在的电耗过大设施进行改造：二是根据工艺的实际运情况，优化设备运行，实现节电降耗；三是从抓基础管理入手，加强用电管理。

2.1项目节电改造

（1）更换回流污泥泵。该厂原设计回流污泥泵一用一备（工频），单台流量为626 m3/h，扬程为53.7kpa,功率为15kW。在运行过程中，由于实际进水量仅为设计水量的60%左右，为保证污泥外回流量在合理的范围内，只有通过调小回流泵的出口阀门来控制回流量，在此过程中存在严重的电耗浪费。考虑到近期甚至未来一段时间内，近水流量不会增加太多，为了减少电耗浪费，对其中的一台回流污泥泵进行了更换，更换后的回流污泥泵流量为350 m3/h，扬程为60 kpa，功率为7.5 kW。更换回流污泥泵后，不仅满足了污泥外回流量的优化控制，而且每月可节省电耗5400kW﹒h。（2）氧化沟节电改造。氧化沟中设计配有五台表曝机（单台功率为37 kW），以实现沟内水体的推流、混合和充氧，系统内的供氧量可以通过控制沟内的表曝机运行台数进行调节。另外，在氧化沟的外沟道段安装有两台水下推流器，用于保证混合液具有一定的流速，并防止污泥发生沉积。但在实际运行过程中，由于进水量偏小且进水BOD5含量较低，沟道内的流速偏低，导致部分氧化沟道内污泥沉积现象。在最初的运行过程中，通过加大或多开表曝机来提高沟道内的流速，该措施不仅使得氧化沟内的溶解氧值较高，而且电耗浪费也非常严重，不能从根本上解决氧化沟内污泥沉积的现象。针对以上情况，通过反复分析和论证，决定在氧化沟的中间廊道内加装两台高速推流器（功率为5 kW），改造方案平面图见图3。改造完成后，高速推流器的配置使表曝机从众多的功能中独立出来，以充氧功能为主，混合推动则由高速推流器来承担，表曝机可根据不同目的灵活应用。表曝机和高速推流器的合理配置，不仅解决了氧化沟内污泥沉积的问题，而且节约了大量电能，平均每月可节约电耗约19440 kW﹒h。

2.2设备允许优化

（1）进水泵。进水泵采用功率为30 kW的潜污泵，两用一备，安装有变频器，节电效果较好，但在运行过程中为进一步节约电耗还应注意：应避免进水泵频繁开启，不仅节能而且也可减少对后续单元的冲击；尽量保证水泵在高水位运行；水泵运行时尽可能保持在高效区间内。（2）潜水推流器。改良氧化沟分厌氧池、缺氧池和好氧池，缺氧池内装有低速潜水推流器四台，单台功率为5.5 kW，主要作用是使活性污泥处于悬浮状态，同时保证池内溶解氧﹤0.5mg/L。通过不断尝试，在保证脱氧效果比较理想的情况下，可停开一台潜水推流器。照此运行，每月可节约电耗3960 kW﹒h。（3）表曝机。经实测，表曝机不同频率下的运行电流见图4。由图4可知，表曝机不同频率下的运行电流呈指数变化，也就是说，当表曝机处于低频率运行时较为省电。在满足相同溶解氧需求的前提下，通过对五台表曝机的不同运行工况进行比较发现，开启低频台数越多越省电，如开两台25Hz的表曝机要比开一台50Hz的表曝机要省电得多。因此，运行过程中，在满足溶解氧需求的前提下，应尽量保证所有表曝机处于低频率运行状态，以实现节电运行。

2.3加强用电管理

（1）耗电定额管理。由运营部、技术部，会同财务部门，根据设计指标，结合实际运营平均消耗，以及行业先进水平，制定电力消耗定额，按定额控制电力的消耗。（2）健全计量工作。要执行计量制度，在各构筑物单元配备电力计量仪表，分单元核算实际电力消耗量，根据各单元的耗电量，有的放矢地进行节电优化控制。（3）加强技术管理。通过对电力使用情况的分析和耗电设备、供电线路的技术管理，总结和推广科学、合理、节约用电的经验，督促各部门采取措施加以改进。（4）合理调配运行时间。根据尖、峰、平、谷的电价差异，合理调整设备运行时间，最大限度降低电费。

3　节电效果

实施以上节电措施后，该厂的吨污水电耗由最初的0.43 kW﹒h/m3降低到现在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的节电效果。

4　结论

针对该污水处理厂的电耗状况，对电耗的构成进行了分析，并在保证出水水质达标的前提下，根据该厂自身的工艺条件，通过部分项目改造、耗电设备运行优化以及技术和管理手段，实现了电耗的有效控制，吨污水电耗由最初的0.43 kW﹒h/m3降低到现在的0.30 kW·h/m3，取得了良好的节电效果。

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U664.9+2[文献码]B

1000～405X（2016）～4～364～2