浅析污水处理厂供配电节能措施

杨小明

摘要：我国现在工业发展进度很快，其有利也有弊。人类的环境污染跟工业发展有着密切关系，在环境整治中已经把目光放在节约能源、减少污染上。现在世界各国当中的污水处理厂在这当中起着很好的缓解和制约污染作用，可是大多数污水厂在科学技术上还存在着问题，有待改进。文章对污水处理厂供配电节能措施进行了探讨。

关键词：污水处理厂；供配电；节能措施；环境污染；环境整治 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2016）33-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.039

现在，城市和乡镇处理污水的工艺有很多种，但大多都受到传统工艺的影响。一般来讲，处理污水的工艺步骤大致可分为：第一，经由工厂排水或雨水通道和污水通道等收集到生活和工业污水；第二，粗略进行阻截；第三，引入污水泵站；第四，开始细格拦阻；第五，引入旋流池中；第六，导入微曝类氧化池如缺氧池、厌氧池；第七，导入消毒池；第八，放入排水道内。城市和乡镇的污水处理厂供电系统大多以低压配电系统、电缆、10kV配电系统等为准。在这些供电系统当中有的类属配电房，有的则位于污水处理厂附近。城市的污水处理厂的供配电节能方法应当考虑优化低压配电系统的无功补偿、配电房的位置、节约电缆、变压器、节省照明设备等内容。

1 污水处理厂在供配电中存在的问题

电力资源被广泛应用于各个行业，虽然电能输送方便，在制约和分配上都有着经济实用的优点，但也有很多不足之处，比如在电能的利用和转化环节还达不到理想状态，在未来还有提升的空间。现在污水处理厂随着工业的发展有很大的改变，而且我国对排放要求也有所提高，以改良城市水污染为前提，可是在这个过程中消耗资金多，电能消耗大成为阻档污水处理水快速发展的根本原因。污水处理厂相对来讲是一个消耗能源较大的行业，现在能源不断遭受危机，这就要求我们要实行有效的措施来改善能源消耗，做好减排节能工作。在污水处理厂正常运作当中，它需要燃料、电能、药剂等作为能源，尤其是电能最为主要，依据有关调查结果，电能消耗在整个污水处理厂全部消耗当中就占到了90%，由此来看电能在污水处理厂占有多么重要的位置。依据当前数据，我国先进城市的污水处理厂在处理每立方米的污水，就需要0.073度电，从这个数据来看，我国的电能消耗与发达国家平均损耗相比还有很大的距离。

2 供电系统的设计原理

假如供电系统在设计时能从多方面入手，设计出更加符合实际的方案，它不仅可以提升供电企业的收益，还可以节约电能，可谓一举两得。对此在设计时要做到：第一，对于变配电房的选址要优先选择有利于电缆进出而路程最近、临近负荷中心区域，这样可能减少供电距离，节能电源。要合理配置配电室，打造最好的电力负荷方式，从而达到减少电力损耗，节省成本的目的；第二，要从供电系统的可靠性入手，不要受一路电能供电的约束；第三，要优先选取功率较高、损耗最少的供电装备，以节能为出发点。在变压器的选择上面，应依据它的负荷状况电力负荷跟容量最恰当的，另外还要从经济核算和减少运行损耗方面选取最经济实用的变压器。至于变压器容量也要把运行损耗当作前提，要选择损耗最少、负荷不高的变压器，通常选用60%～70%的负荷率；选取变压器的容量也要把经济核算当作参考，依照变压器的容量收取相应的费用，因为负荷率越高用电就越经济，所以一般平均负荷率要选择70%～90%之间的。从这些因素来看，对于变压器容量的选取，有必要从用电容量的标准确性、负荷、变压器数量等原因全面考虑，依照科学技术选取最经济实用的容量。

3 采取污水处理厂供配电节能好处

现在我国能源损耗随着污水处理厂的发展不断增多，这对生态环境极为不利，为了实现生态环境和经济的共同发展，同时又为了减少能源的损耗，以做到生态环境更稳定、经济快速发展，污水处理厂的供配电节能措施在当中起着重大作用。

因为工业现在发展很快，用电也越来越多，这就造成了供应满足不了实际需求，而污水处理厂的节能措施能在一定程度上缓解这种压力；污水处理厂通过有效的节能方法，可以最大程度降低电能的浪费和损耗，使能源发挥最大作用，降低污水处理厂的成本，提升效益；它可以实现生产设备运行和使用得到提升，加快科技发展；它的设计有着优化节能的特点，使供配电效率得到提升。

4 关于污水处理厂提升泵推行变频运行联锁和液位计改良制约方法

提升泵变频联锁和液位计制约对减少水泵电能损耗起着主要作用。同时，通过控制提升泵液位来确保水量供应的稳定，解决CWSBR生化池水量不平稳状况，有效解决水泵运行次数，改良生化池污染泥土状况，提升出水净化标准等方面。比如，拿污水处理厂夜间进水量不多，进水量多集中在白天这一情况来讲，就可以通过提升泵推行变频运行联锁和液位计改良制约进行解决。它的模拟信号液位是以PLC系统作为依据来进行分析的，它有利于提高水泵变频操作自动化要求。关于变频运行联锁和液位计制约水泵的步骤如图1所示：

至于水泵变频制约的用途主要是减少其发生故障，保证它的运行过程稳定，使节能效果更加明显，降低相关设备不必要的损耗。

5 鼓风机在污水处理厂有着优化约束的作用

鼓风机在污水处理厂中能呈现出它损耗电能中，针对电能的合理利用在鼓风机变频控制当中作为依据，以此来达到控制和约束生化池曝气。其中CWSBR工艺经过溶解氧控制仪传送相关信息和信号，还能对鼓风机的启动和停止做到精准控制，以此来保证生化池曝气溶解氧数据的精准率，使鼓风机曝气的时间做到了有效的节约，还起到了鼓风机自动安全操作、节能、效率高的作用。关于鼓风机变频控制步骤如图2所示：

选取软启方式对鼓风机进行优化，通过设计改良后的鼓风机选用的设备是属于变频控制，在进行风机系统调节过程中，如果想在减少频率调节基础上，达到曝气系统的相关标准，使节能效果提升20%～50%，可以依据实际情况选用一定数量的鼓风机，使其达到节能的效果。

6 PLC全自动节能控制在污水处理厂的作用

ICA技术指的是控制化、仪器化和自动化，它首次在国际水质协会中被提出来。这种PLC全自动节能控制经过污水处理厂的处理污水程序和出水的水质做到全程监控，依据生物处理动力学CWSBR水帆模型，把现代化理论控制如自适应能力、PID和全程反馈等作为实际辅助手法，针对污水处理厂制约优化相关的数值做到定时核算，使供氧强度得到自动化调节，对药剂的投入能有效制约，使脱氮除磷技术能得到改良，优化排泥进程和污泥脱水过程，使全部工艺环节最终达到了优化控制的目的。通过相关调查，对污水处理厂的全程进行检查和监督，可以使响应时间得到减少，处理效率得到大幅提升，使系统更加稳定标准，使污水净化度得到进一步提升，把水处理过程中的各类不良因素得到合理化解，减少了碳的排放量和资金成本，真正做到了环保节能，降低损耗的初衷。

以太网和PLC控制系统被计算机监控系统作为参考依据，帮助其做到正常的数据通信，还能做到对污水处理厂中的工艺参数和重要设备的运行状况进行全程监测，有利于工作人员把过程仪表传送相关工艺数据，把CWSBR工艺标准作为重要参考数据，对污水处理的全部环节进行相应的调节，它能保证城镇污水的效果达到更好，使节能标准得到提升，减少运行过程中产生的成本。

7 污水处理厂供配电的其他节能措施

7.1 针对变压器的节能改良

对变压器进行节能改良的目的是为了减少其运行过程中产生的损耗，对变压器的工作效率做到提升。铁铜的空载损耗等都属于变压器的有功消耗，铁芯的材质对铁损值影响很大，从相关研究结果来看，负荷大小没有对铁损值造成过多影响，可以这样说，铁损值能在负荷大小变化时维持原状，而铜损值则正好相反，负荷电流对铜的影响较为明显，负荷电流的成正平方和铜损值相关，负荷电流达到一定程度，就会造成铜损，也可以讲是负载损耗。根据以上情况，变压器在进行选型时，优先选择节能类型的。这种变压器与一般变压器相比，具有较低的空载损耗，负载损耗也不高的特点。我国节能型的变压器主要是S9、SC8、SL9等以及现在更为新型的S11变压器，它克服了传统铁芯的约束，这种技术工艺更加科学，使空载损耗和励磁电流得到了有效降低，这种变压器的稳定性和寿命也有所加强。

7.2 电动机的供电损耗也要降低

通过提高电动机的工作效率，提升电动机的功率来使电动机的供电损耗得到降低，在污水处理厂建造之初，就要选择效率较高的电动机。可是在实际中污水处理厂因为水暖工艺和电动机的运作等形式作为前提，所以它在建造中节能方式也只是以电气设备运行为主。在下一步工作中，要采用有效的措施对电动机的供电损耗做出改良，降低损耗。

7.3 线路节能

从污水处理厂的实际情况出发，它需求最多的基本是电线和电缆，它们的波动区域能达到几千米甚至更远。因此选取恰当的措施来降低线路的消耗，对电能的节省是大有好处的。线路长短、电阻率和电阻呈正相关，可是与线路截面积却正好相反，对于线路的节能应在这种关系上进行分析，通常电阻应该不大，而且铝材质电阻要大于铜材质，联碱设备多数为腐蚀性状况，因此电缆和电线的选材要优先选取铜材质，在电线和电缆进行安装时要保持直线，负荷中心和变压器距离要近，电线和电缆的截面积也要达到标准，一切都以节能环保为主，减少电能损耗。

8 结语

现在全世界都受到能源危机的影响，我国针对这一情况大力推行节能减排，也把目光放在了污水处理方面，对污水处理厂的供配电节能提出了更高的要求。它既要保证能源消耗达到最低程度，又要保证经过处理的水质达到要求，可谓压力不小。本文通过分析污水处理厂的供配电节能问题，并探讨了相关控制和制约方法，未来希望污水处理厂的出水质量更加稳固，减少电能，实现环保低碳、节能运行的目的。

参考文献

[1] 刘军.分析供电系统的问题和创新[J].电子工业， 2012，（3）.

[2] 韩小宝.污水处理厂与电能的关系[J].科技与发展， 2013，（1）.

[3] 李思平.如何使污水处理厂做到环保节能[J].工业建 筑，2013，（6）.

（责任编辑：王 波）