探析水厂的节能降耗措施

杨江毅

摘  要：文章简单介绍了水厂节能降耗的现状，重点探讨了其解决措施，包括加大供水设备维护和保养力度、降低矾耗和氯耗等，旨在减少能源消耗，节约成本，提高水厂企业的经济收益，促进水厂快速发展。

关键词：水厂;节能降耗;优化技术

中图分类号：TU991.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）22-0120-02

Abstract： This paper briefly introduces the present situation of energy saving and consumption reduction in waterworks， with emphasis on its solving measures， including strengthening the overhaul and maintenance of water supply equipment， reducing alum consumption and chlorine consumption， etc.， in order to reduce energy consumption， save costs， improve the economic benefits of waterworks enterprises， and promote the rapid development of waterworks.

Keywords： waterworks; energy saving and consumption reduction; optimization technology

引言

隨着社会的快速进步和发展，使市场的竞争力逐渐增大，若水厂企业想在此环境中脱颖而出，则要确保水源的品质，减少能源消耗，但是目前水厂在节能降耗方面仍存在一些问题，需要及时解决。

1 水厂节能降耗的现状

1.1 电能损耗

水泵机组在我国的水厂中被广泛应用，而在水厂运行过程中，能源消耗受多种因素影响。经调查显示，在水厂众多能源消耗中，泵的能源消耗占比80%。因为水厂的技术、设备和管理水平较差，使水厂水泵机组的效率降低，加大能源消耗，造成浪费。随着供水量的逐渐增多，水厂对供水管网做出了相应的改造，但是没有对水泵机组进行改造，导致一些水厂降低给水扬程，增大电能损耗。除此之外，我国水厂在设计上仍存在一定的问题，清水池的有效容积较小，使清水池的电能损耗严重。设计人员在设计清水池时只考虑容量，忽略了提高清水池内的水位，造成电能损耗严重。

1.2 水厂矾耗和氯耗居高不下

现阶段，我国很多水厂都是平流沉淀地，在生产运行过程中处理工艺时间长，加矾不规范，增加了水厂工作人员了解加矾量所对应的滤后水浊度的时间。为保证水质的标准需要增加矾量，提高矾耗量。除此之外，水厂使用液氯消毒也会增加能源消耗，因为水厂净水构筑物的体积较大，会导致氯气易挥发，加大氯气消耗。

2 水厂节能降耗措施

2.1 加大供水设备维护和保养力度

工作人员要对水厂供水生产中的各个环节进行控制，增强生产管理，加大供水设备的维护和保养力度，在日常运行过程中对设备维修资料进行收集，保证水厂能够安全、优质、高效运行，并且金属内壁易产生污垢，使过水断面变小，减少通水能力，因此，工作人员要对金属管道定期加强维护，用0.25MPa压力水和水气一起对污垢进行冲洗，或者在金属管道内壁加涂保护层，提高管道的通水能力，保证金属管道可以长时间有效运行。

水厂要根据自身的取水量和净水能力制定关于用水标准监测仪器、净水构筑物检测技术等方面的节能方案，仔细观察反应池的基本情况，找到节能降耗的方法。经过实践证明，改造反应池可以保证机械设备平稳运行。由于反应池在节水过程中会消耗大量的能源，对反应池进行改造后不仅可以实现节能降耗的目的，还可以使设备合理搭配。或者水厂可以准确定位取水泵扬程，利用河床抽水到反应池，可以对能源消耗进行定位，保证机械设备可以高效运行。若定位数据过高，则会影响机械设备的稳定运行。

2.2 降低矾耗和氯耗

由于每个水厂的水质存在一定的差异性，因此，在加矾时，要控制其用量，并要对水质仔细观察，依据实际积累经验对混凝剂在不同原水中的浊度制定加药量图表。值得注意的是，药液的稀释浓度越低则表明水质的处理效果越好;反之，则说明水质处理效果较差。可以使用游动电流检测仪对手动加矾进行控制，确定加矾的数量，保证提供稳定的自来水资源。除此之外，在用氯消毒方面我国与其他国家仍存在一定的差距，需要改变加氯的方法。因为预加氯易产生消毒副产物，出现浪费的情况，所以，水厂应科学合理地确定加氯量，明确原水的水量和水质，控制氯的浓度，促进加氯系统工艺实现自动化。

2.3 提高水泵节能优化技术

2.3.1 使用变频调速系统

降低水厂的能源消耗要从水泵节能的角度出发，对节能设计进行充分考虑。通常来说，水厂要依据管道系统的特征选择合适的设计方法，使水泵的作用得到充分发挥。要从独立性的角度对水泵进行设计，使水泵节能优化技术得到充分实现。并且选择与水泵相匹配的电机是非常重要的，一般会使用高效运行的电机技术，虽然价格比传统电机高，但是该技术的维护费用较低，经过投入使用后，可以促进水厂顺利完成技术升级。

水厂可以对变频恒压变量进行调节，改变给水系统的给水压力，降低其计算精度。随着水泵控制系统的快速发展，使变频调速的作用充分发挥。目前，我国水厂根据外界条件、工艺变化使变频器频率值发生改变，也就是说在开环状态下使用变频调速技术，可以有较好的调速效果。水泵控制系统主要由四个部分组成，如调节器、控制对象、压力测量变送器、变频调速器等。水泵控制系统主要利用压力测量变送器来测量水管出口的压力，将其转化成和它对应的15mA电信号;对比调节器和工艺需要的指标，所得的偏差值要按照计划调节规律进行运算，使获得的调节信号传到变频调速器，将变频器输入是380.0V/50.0Hz交流电转化成输出是0.0-380.0V/0.0-400.0Hz地连续频率交流电及可调节的电压，对给水泵的电机供应。在水泵电机安装变频调速，可以具有较好的节能效果，与未安装前相比更加节能降耗，并且使用变调技术不仅可以减少噪声，改善工作环境，还可以提高经济效益，有较好的节能降耗效果[1]。

除此之外，使用变调技术可以减少调节阀出现故障对生产的影响，减少约50%的水泵压力，降低约500%的电源频率和约60%的电机定子的电流，并且启动变频器使其调速平稳，可以减少电网冲击。系统中进行闭环控制，能够及时控制偏差，根据工艺需要对自动调节变频器进行调速，控制其精度，保证生产工艺的稳定性。

2.3.2 了解水泵工作原理

在水厂生产过程中，其中电耗占能源消耗的80%，因此，在降低药耗和水耗的同时要对电耗投入更多的精力。而在水厂，大多数电能都在一级泵房和二级泵房被消耗。

因此，要选择高效率的水泵，不仅可以提升水的提取效率，还可以节省自来水的制作时间，减少企业生产成本，降低能耗。目前，我国自来水厂使用离心泵，在水泵开动前要将水灌到进水管和水泵中，使水可以在叶轮的高速旋转的离心力下被抽取出来，因此，离心泵叶轮的高速旋转效率会对自来水被抽取的效率产生影响。水厂要对效率低的水泵进行更换，选择效率高、范围宽的机泵设备，不仅可以减少水厂的能耗，还可以提高机泵的运行效率。除此之外，要选择良好的泵壳与叶轮片的机泵设备，提高机泵的工作效率，减少自来水的制作成本[2]。

叶轮机是水泵在抽取水过程中的重要设备，现阶段，水厂中易出现机泵特性曲线不相符、机泵扬程偏高等问题，会影响机泵的工作效率。因此，要对水泵叶轮进行切割，提高机泵的效率。在切割机泵叶轮时，要根据水泵的实际情况确定切割量，既可以提高机泵的工作效率，又可以节约电力，降低能耗。

2.3.3 使用新型技术

机泵在运行过程中易受气蚀、空蚀等因素影响，导致运行效率降低，因此，防止空气等因素对水泵进行侵蚀，就要选择使用新型的密封技术和喷涂材料，对叶轮的表面进行喷涂，使叶轮表面形成光滑层，减少因摩擦阻力对水泵的影响，减少能源消耗。另外，使用新型密封技术可以防止轴套被磨损，从而降低机泵能源损耗。

2.4 保持清水池最佳水位

清水池的位置在送水泵之前，其水位会影响送水泵房的用电负荷，而水位的高低和送水泵房的水泵压力呈正相关，若水位越高，则正压越大。除此之外，使用变频调速泵可以调节送水泵的运行方式，可以减少电耗。据了解，高于80%的城市水厂总耗电量是送水泵房的耗电量。因此，城市水厂要依据流量和扬程的变化对水泵的运行方式进行调节。并且城市水厂可以在水泵机组上对压力控制装置进行安装，利用压力的变化控制水泵的转速，有节省电量的好处。

2.5 提升污泥脱水节能技术

优化污泥脱水节能技术会涉及脱水机的类型选择和增加药剂投入量两方面。而污泥脱水机器主要包括板框式污泥处理技术、离心式污泥脱水技术、带式污泥脱水技术等五个类型。通过对带式污泥脱水技术进行分析，可以了解带式污泥脫水技术，并且该技术有稳定性强、节能消耗等优势，但是此项技术的运行效率低下，维修成本高，极少被企业使用。而板框式污泥处理技术与其他技术相比，有较高的污泥饼效率，但是此项技术占地面积较大，运行效率低下，易对环境造成二次污染，因此，很多水厂会选择使用离心式污泥脱水技术[3]。

根据调查显示，很多水厂都安装了变频自动投放药物系统，对药物的数量进行合理投放。例如，此项技术在某市的一家水厂投入使用，已经取得较好的使用效果。该水厂占地面积约15千米，虽然场地的占地面积较小，但是对处理技术投入带来的经济效益是以往的2倍，能够对精确气体控制方法进行充分考虑，可以改进能耗大的情况。

2.6 测试锰元素含量

一般面对水厂出现锰元素超标的情况，会使用添加氯元素的方法，使氯被四价锰消除，促进锰元素沉淀。经过实验证明，此项技术的处理技术虽然简单，但是却有较好的处理效果，因此，保证锰元素有较好的沉淀效果要进行负荷生产，使用此种生产技术促进锰元素沉淀。

3 结束语

水厂在运行过程中水泵机组和给水处理的电能损耗过大，并且我国很多水厂矾耗和氯耗过高，因此，要针对这些问题制定相应的解决措施，减少电能损耗，改进生产工艺和生产流程，提高水泵节能优化技术，降低矾耗和氯耗，加大水厂设备的维修和管理力度，有利于实现节能降耗。

参考文献：

[1]李都望，余天奇.水厂的能耗分析与节能措施[J].有色冶金设计与研究，2019，40（06）：109-110+118.

[2]屠复举.水厂的节能降耗技术[J].科技风，2018（11）：101.

[3]于开军，于开民，鲁晓强.浅谈水厂节能降耗措施[J].建筑与预算，2014（06）：69-72.