污水处理过程中节能优化控制方法的研究

林莉莉，蔡阳波，万汉兴

（浙江仁欣环科院有限责任公司，浙江 宁波 315000）

1 污水处理过程中节能优化控制的重要性

1.1 可以改进并提高污水处理技术

面对当前严峻的水资源短缺现状，以往的污水处理技术已经显得比较落后，很多的污水处理技术不仅处理效果不佳，同时在污水处理的过程中还会造成极大的能源消耗，满足不了当前对水资源的需求，所以对污水处理技术进行改进和提高已经迫在眉睫。污水处理技术是一项复杂的系统工程，任何一个环节都不能掉以轻心，因此，要积极地学习先进的技术，培养我们自己的人才，只有这样才能满足现阶段人们的需要[1]。

1.2 可以有效地节约能源

水资源与我们的生活息息相关，各行各业的发展都离不开水资源的支撑，它对于社会生活具有决定性的作用。目前，可以说社会生产生活过程中都充斥着浪费水资源的现象，比如工业污水、生活污水等，所以对污水处理进行有效地控制可以极大地遏制能源浪费。以往使用的污水处理技术普遍存在转化率不高、处理后的水资源质量有待提升等问题，已经无法满足人们对于水资源高质量的需求，而污水处理过程中节能优化控制方法则可以有效改善这些现象。

2 污水处理过程中节能优化控制存在的缺陷

2.1 污水处理过程中能耗较高

污水处理工作是一项涉及内容多、工序复杂的工作，如果在污水处理的过程中有一个环节出现问题都会导致最后的出水质量达不到要求，所以对每个环节都有极为严格的要求。而在污水处理过程中会用到很多处理设备，这些设备在运行过程中必然会出现高能耗，造成新的污染问题，所以有必要进一步完善污水处理过程中节能优化的控制方法。

2.2 污水处理的资金投入比较大

目前我国污水处理事业处在一个快速发展的时期，对于一些污水处理企业而言，想要保质保量地完成污水处理任务，必须要引进先进的处理设备，这就需要投入比较大的资金。另外，由于在污水处理的过程中造成的能耗比较高，想要降低能耗也需要投入大量的资金，同时由于我国污水处理的自动化程度不高，人工费用也是一笔不小的投入[2]。

2.3 污水处理极易受外界因素影响

污水处理是一项涉及多个环节的系统工程，在污水处理的过程中要对各个环节做到精准把控，尤其是在处理过程中出现的各项数据信息，都要做到整合处理分析。但是，在实际的污水处理工作中，由于工作人员的水平有限，并且在这个过程中会经常出现无法预料的情况，所以很容易就会出现差错。另外，在污水处理的过程中，要掌握好能耗与出水质量之间的关系，这对于工作人员提出了极高的要求，但是目前我国污水处理技术有待提高，工作人员在面对一些突发情况时很难做出正确的处理，所以污水处理工作极易受到外来因素的影响。

2.4 出水水质与能耗难以兼顾

随着人们生活水平的不断提高，人们对于污水处理的出水水质有着更高的要求，同时在污水处理的过程中还要减低能耗所造成的其它影响。但是，目前我国的污水处理技术很难做到这两者的兼顾，同时，这两者之间没有内在的联系，所以在污水处理的过程中也很难做到兼顾处理。出水水质与能耗之间的协调统一，是在未来很长一段时间内污水处理中必须要解决的问题。

3 污水处理过程中节能优化控制方法探讨

3.1 提升电气节能的效率

污水处理厂想要正常运行，离不开电气能源的支撑，所以在污水处理的过程中，要想办法提高电气节能的效率。污水处理厂在工作的时候要严格遵守节约能源的原则，这其中最关键的就是要减低线路的消耗，具体的做法如下：第一，在污水处理厂设计规划的时候就应该对标最先进的污水处理厂。在设计的时候要实现设备的自动化，通过设备自动化的运转最大程度地降低因为人为因素所造成的能源消耗。第二，选择合适的原材料。在污水处理厂建设初期，想要提升电气的节能效率最直接的方式就是选择合适的电线电缆，要选择一些质量有保证的厂家，另外在实际的使用过程中发现，铜制电线的节能效率是最高的，所以要尽量选择铜制电线，同时针对这方面的问题，要制定完整的管理制度。污水处理厂的基建工程是十分庞大的，在建设的过程中对于线路的质量要求更高，所以在线路规划的时候就要做好优化处理，尽量规划好建设线路的长度，从而实现提高电气节能的效率[3]。

3.2 使用反硝化除磷技术

这种技术在使用的过程中，要满足厌氧或者缺氧的前提条件，通过反硝化聚磷菌独特的功能，达到过量除磷和脱氮的双重作用。这种技术是目前在污水处理领域使用比较广的一种新型工艺，但是由于该技术的发展还不够成熟，所以还有一定的缺陷：第一，对于温度有一定的要求，如果处理过程中温度在15 ℃以下，其作用的时间过长，会导致成本的增加；第二，由于污水中的污泥具有强大的吸附能力，所以在进行处理的过程，很可能会导致污泥中的其它物质被污泥所吸附，从而进入到缺氧段，最终导致除磷的效果差强人意；第三，污泥中存在的细菌如果过度繁殖，很可能导致污泥的沉降性能变差，从而无法满足泥水分离的效果。

3.3 使用污水生物脱氮技术

对于污水处理而言，如何有效地控制水体的富营养化是目前面临的一个巨大难题。经过污水处理技术的不断发展，我国的污水处理取得了不小的成就，但是针对水体富营养化这个问题却一直缺乏有效的治理手段，目前所采用的只有生物脱氮技术。实践证明，生物脱氮技术对于解决水体营养化具有十分显著的作用，脱氮技术可以说是污水处理中的关键技术。需要特别注意的是，在使用该技术的过程中，要综合考虑能耗和成本的问题，最终达到节能优化的目标。污水中的氮元素具有不同的形态，所以在脱氮技术的选择上要因地制宜，针对不同形式的氮采取不同方法的去除。

3.4 使用遗传算法

污水控制参量中DO变量是重要的一项，如何对该变量进行控制直接决定着污水处理的效果，遗传算法的优化使用可以有效地解决这个问题。在目前污水处理的过程中，一般使用的是间歇式活性污泥法，在这个方法使用的环节中，反应环节是污水处理的关键环节。从整体效果来看，这个方法不仅操作相对简单而且还能起到很好的处理效果。但是，需要注意的是，处理的过程中对于氧气的消耗是非常大的，所以要设置氧气输入的设备，以此来保证处理后的水质。在输入氧气的过程中，要对输入的氧气含量进行控制，要利用专业的设备对DO变量进行随时的掌控，以防止出现其它的问题。在这个过程中，引入遗传算法是十分必要的，它可以成为其中的关键因素，利用遗传算法中的技巧，达到节能优化的作用。

4 总结

综上所述，随着对水资源需求的进一步扩大，在面对水资源紧缺这一需要人类共同解决的问题时，我们除了应该从根本上珍惜水源之外，也需要重视水资源利用中的节能减排，以及污水的回收利用。针对水资源污染的问题，污水处理工作更加显得尤为重要。面对着目前的情况，必须要加大对污水处理的投入，积极地提升污水处理技术，以此来提高污水处理的能力，最大程度地降低水资源浪费情况，确保人民生活、生产用水，满足时代的发展需求。