污水处理厂节能降耗技术

＊李 尉

（金堂海天水务有限公司 四川 610400）

引言

多年来，我国经济社会发展取得了卓越的成就，但由于传统的发展理念落后，在经济发展中对环境问题的忽视造成了严重的后果，尤其是水污染问题造成了水资源短缺、水源污染等一系列的生态破坏。可持续发展理念提出后，各个城镇都建立了专门的污水处理厂，来进行生活污水、工业废水的处理。但是，一些污水处理技术存在较大的能源消耗，并不完全符合可持续发展的要求，针对这种情况，污水处理厂的污水处理中，同样需要加强节能降耗技术的应用。

1.污水处理厂的能耗问题

污水处理能耗主要包含了直接能耗与间接能耗，除了部分污水处理厂运行中所必须的能源消耗，也存在一部分不必要的能源消耗，在节能降耗技术应用中，最重要的就是控制不必要的能耗。污水处理厂内存在各种设备或者系统，这些设备与系统在功能实现的过程中，存在着各种的能源消耗，比如，机械曝气、鼓风曝气、污水提升泵提升、回流污泥泵的回流等，这些能耗是污水处理厂的直接能耗，而间接能耗主要是污水处理厂在运行过程中为完成污水处理所存在的物料消耗，比如，石灰、活性炭、絮凝剂。从我国大部分污水处理厂的实际运行情况来看，污水处理过程中，生物处理、提水处理与污泥处理的能耗总和最高，达到了70%以上，其中，生物处理能耗最高，达到了50%以上，污泥处理能耗次之，为10%～25%，提水能耗在10%～20%之间[1]。污水处理过程中的能耗不利于污水厂经济效益的实现，且不符合可持续发展的要求，必须要加强节能降耗技术的应用。

2.污水处理厂节能降耗技术

近年来，为改善城市生态环境，各个城市基本上都建立了专门的污水处理厂，一部分污水在经过处理以后可以被循环利用，而另一部分污水会直接排放，在污水处理时存在较大的能源消耗，主要为污水提升、处理与污泥处理等模块，比如，设备的电能消耗、处理时的药剂消耗。当下，污水处理厂的节能降耗技术主要体现在以下方面：

(1)污水提升泵站节能技术

污水提升泵使用时存在较大的能源消耗，是耗能大设备，为实现节能降耗的目标，需尽量选用能耗较小的污水提升泵设备。对泵站设计性能进行优化，使其发挥应有的作用。现阶段，大部分污水处理厂泵站都呈现出电机效率低下、设计能量低下、水量波动剧烈等特征，严重影响了泵站的运行效能。在节能改进过程中，需从调速泵的改进着手，用部分变速泵来替代原有的工频泵，也可以通过转速加台数控制方式，把持泵站速度与流量的稳定性。如果在污水处理的过程中水流存在剧烈的变动，可以通过增减运转台数、调整泵的变速运转来进行控制。为保障水泵最佳的运行状态，专业部门需要定期进行水泵的维护与检修，尽量实现摩擦电能的合理控制。总之，水泵的节能改造与优化过程中，最为关键的就是要保障泵良好的运行效率，除了利用变频技术进行控制外，还可以通过高程的合理布置、日常的运营管理维护等来加以实现。

(2)曝气设施节能技术

在污水处理的过程中，曝气机是不可或缺的设备，其在运行的过程中也同样存在着较大的能源消耗，要实现污水处理厂节能降耗的目标，同样需要做好曝气设备节能设计。污水处理厂的曝气处理环节主要是风机、空气扩散、控制等，这些环节都存在着一定的能耗，整体设备存在容量过大、操作效率低下的问题。要实现曝气设施节能降耗，需通过对曝气系统的优化设计来实现，并适当使用智能控制技术，将能耗控制在合理的范围内。在条件允许的情况下，污水处理厂可通过渐减式曝气布置，比如，在第一段、第二段与第三段可以按照35%、30%、25%来布置。自动化控制技术的应用也能够实现能耗控制，比如，一些污水处理厂会选用溶解氧自动控制系统来进行溶解氧浓度的动态调整，利用变频器来进行交流电机转速方式、风机流量的控制，以控制风机的能耗。

(3)污水处理节能技术

污水处理并不是一步到位的，涉及了诸多环节，在整个处理过程中，预处理与生化处理会存在较大的能源消耗。从当前污水处理厂的污水处理过程来看，预处理环节的能耗集中在格栅、沉砂池，而生化处理阶段的能耗集中在曝气系统方面，这一小节重点分析预处理环节的节能降耗。在节能技术的应用过程中，首先需结合节能降耗的目标，来进行格栅的科学安装，虽然格栅在整体的节能降耗中所占空间很小，但是，其安装效果将会影响后续的节能设计。在安装过程中，需结合节能降耗的要求，保障安装位置的合理性，很多污水处理厂为实现节能目标，常常会将其安装在污水处理厂的前段、污水渠道与泵房集水井的进口位置，使其在污水处理过程中，截流污水中的漂浮物，降低堵塞现象的发生概率，最大程度上维持各种污水处理设备设施的高效运转。在沉砂池的节能设计上，可以选用平流式与旋流式设计。

(4)污泥处理节能技术

在污泥处理环节也存在较大的能源消耗，在此环节的节能技术下，不仅需要考虑节能设计，还需要尽量实现污泥的二次回收与利用，尽量用最小的消耗来获得最大的处理效果。节能技术主要集中在污泥处理与污泥利用环节，首先，在污泥处理时，主要包含了浓缩、稳定与脱水。在传统的处理过程中，主要采用的是重力气浮，要实现节能效果，可以利用生物气浮技术，在此技术下，能够保障良好的浓缩效果，减小能耗[2]。污泥的稳定处理主要是厌氧、好氧与堆肥处理，一些污水处理厂的污泥未经稳定处理就进入了脱水处理环节。如果采用的是厌氧处理，可以利用沼气来弥补稳定处理时的能量损耗。一般情况下，在污泥的脱水处理环节，主要包含了机械脱水与自然脱水，前者的应用相对较多，机械脱水处理下由于需利用专有的机械设备来完成，因此，存在较大的电能损耗，离心脱水下的电能损耗虽然较小，但是，需保障前期良好的预处理效果，且在处理的过程中，易出现磨损现象，需进行脱水工艺的改进，来保障节能效益。污泥的回收环节，由于污泥中的可挥发性有机物相对较多，通过相应的回收处理，能够被加以有效利用，比如，对污泥实施厌氧消化削减处理，挥发性有机质可以产生沼气。对污泥实施焚烧处理时，能够产生热能、厌氧消化气，而这些能源可以被回收利用，降低污泥处理时的能耗。

(5)药剂消耗节能技术

污水处理厂运行中，往往包含了多种处理技术，在一些工艺的应用中，会使用一些药剂来完成。虽然药剂消耗占总能耗的比重相对较小，但在污泥消毒、调理与除磷等环节可以实现相应的节能效果。在除磷方式的选择上，需尽量应用生物除磷工艺，在此工艺下，不需要进行药剂的添加，且污泥的产量相对较小，在实际的应用中，工艺流程极为复杂，污水处理厂要针对这一特征来不断进行工艺改进。如果选用化学除磷方式，就需要添加高分子混凝剂，药耗大大减少。污泥调理的进行是为了使得污泥具有更好的脱水性能，可以选用物理与化学调理方式。污泥消毒可以通过辐射技术，此技术属于一种新型的技术，在处理过程中，不需要在高温高压的状态下就可实现，同样可以达到节能降耗的理想效果[3]。生物消毒处理中，不需要进行药剂的添加与使用，是国内很多污水处理中应用较多的方式。

3.污水处理厂节能降耗管理策略

(1)提升节能降耗意识

针对污水处理厂节能降耗中存在的一部分不必要的能耗，可以通过严格的管理加以控制，这就要求污水处理厂的全员都需要具备节能降耗的意识。污水处理厂内的各个部门都需要在日常的工作中具备基本的能耗意识，结合其污水处理任务安排，做好各个环节的能耗控制。首先，一些部门要定期进行设备的维修与检查，对于一些管道，要勤洗勤换，如果出现了异常现象，要及时进行原因分析，并采取相应的解决策略。其次，污水处理厂要加强用电负荷调度与用水的管理，避开用电高峰期，对负荷峰值加以必要调整，实现污水处理系统的优化与改进，完善水循环系统。

(2)完善污水处理厂管理机制

在污水处理厂的节能降耗方面，还需要通过创新管理机制来实现能耗控制。污水处理厂管理人员需对各个工段的能源消耗情况加以详细分析，明确掌握各个工段内能源的需求与消耗情况，加强能源管理，不断挖掘各个工段的节能降耗潜力，对整个的污水处理过程实施精细化的管理与控制。此外，污水处理厂的节能降耗管理方面，还需要通过岗位责任的落实来提高全员参与到节能降耗方面的积极性与主动性[4]。

4.结束语

污水处理厂各个工段内都存在或多或少的能源消耗，为适应可持续发展的要求，提高污水处理厂良好的处理效果，必须要加强对节能降耗技术的应用。污水处理厂的节能降耗是当前的重点，各个污水处理厂都需要从自身的实际情况着手，加强技术改进与优化。