工业污水处理过程节能优化控制方法

中环清科（嘉兴）环境技术研究院有限公司 顾琪芳，樊宇坤，周婷

社会经济高速发展带动工业的发展，工业产业效益也在不断提升。但工业污水排放问题处理不善，对生态环境造成严重影响。如果不能妥善处理工业污水，就会造成生态环境恶化，直接影响人们的生存环境。因此，需要做好工业污水处理研究工作，引入节能优化控制措施，在保证污水处理质量的基础上，降低能耗，实现污水处理与节能降耗的平衡发展。

一、工业污水处理中节能优化控制的必要性

工业污水处理过程中节能优化控制起着重要作用，推进节能优化控制技术的落实，改善传统污水处理技术的不足，有效降低能耗，优化处理工艺，提高工业污水处理质量。具体措施如下：

（一）有助于控制能源消耗

工业污水处理作为现代社会环境保护领域研究的重要问题，也是工业化发展过程中需要解决的现实问题。如果无法提高工业污水处理效果，就会严重影响生态环境，甚至出现部分可以循环利用水资源浪费的情况。

因此，工业污水处理中应用节能优化控制技术，可以一定程度减少污水处理过程中的能耗。通过对现有污水处理技术与工作操作流程进行优化、升级，全面落实节能优化控制理念，最大限度减少能耗，实现可回收再利用水源的目的。

（二）有助于优化处理工艺

随着科学技术的进步与发展，工业污水处理过程中应用各种新型技术手段。结合工业污水处理现状，污水处理过程中工艺手段也是最大能耗所在。需要针对这一情况，对现有工艺手段进行优化，有效处理工业污水，避免严重浪费能源的情况。同时，还需要针对性改善传统污水处理过程中的对应反应条件，提高污水处理效果。通过合理利用这一方式，污水处理过程中不断扩大适用范围，进一步提高工业污水处理效果。

二、工业污水处理现状及存在问题分析

（一）工业污水排量大，涉及范围较为广泛

工业污水不同于生活污水，工业污水排放总量较多，实际中部分企业不重视污水处理，简单处理或是不处理直接排放到自然环境中，直接污染周边水资源，影响到河流生态功能发挥，水资源污染影响范围极广。同时，当前国内面临着越来越严重的水资源短缺问题，而工业污水污染范围却在不断扩大，污水处理难度增加，造成严重影响。此外，工业污水排放直接影响到人们生活用水，造成部分地区饮用水质量下降，威胁到当地居民的生命安全，需要提高对工业污水处理的重视度。污水处理站、企业采取的污水处理措施大都缺乏科学技术方法，部分技术设备存在明显问题，无法满足污水处理要求。特别部分河道附近工厂，只是简单处理工业污水问题，并未做好深度处理和干预而直接排放，致使污水排放处理效果不佳。工业污水处理技术问题较多，比如小型造纸厂排放污水中，存在大量毒害物质。添加药剂之后，会产生较多淤泥，沉淀后形成分层淤泥形态，毒害物质浓度大，致使工程实况与预计要求差异明显。

（二）环保意识薄弱，影响到人们正常生活

企业环境意识薄弱导致污水的污染程度越来越高，污水排放与处理的代价也就越来越高，会增加企业的生产成本，使企业的利润率下降，这些因素直接影响到污水的循环利用。此外，企业所产生和排放的污水可能会含有有毒物质，如果不及时采取科学手段予以处理，就会造成环境污染，还会直接影响人们的身心健康，加剧社会问题。在工业污水治理中，企业环保意识薄弱，不注重处理工业污水，将环境保护、污水治理看作无用功。但是为了响应国家环保要求，企业开展工业加工时，遵循标准规定，编制科学化污水处理方案，然而处理结果与标准要求相符性，只是形式流程。大部分工厂对于污水处理的关注度不足，没有及时更新污水处理设备与技术。企业为了获得高经济效益，在污水处理中存在偷工减料行为，致使污水处理管道不满足要求，极易导致资源二次污染。

（三）污水处理技术落后，资金投入力度不足

由于受到生态环境破坏等不利因素的影响，国家开始采取措施督促企业采取有效的污水治理方式，并提高污水治理的标准，从而导致污水处理难度加大，以往的污水处理方案难以适应目前的形势。所以，企业需要采用更先进的污水处理技术，提高污水处理质量。但目前，污水处理技术水平还不够先进，面临的问题更加多元，且不能很好地解决。此外，企业对相关设备的投入不足，相关技术人员也严重缺乏，使技术设备处于落后状态，无法处理更多的污水，后期的维护费用也非常高。因此，化工行业环保工程的发展一直停滞不前，难以与当前的生态环境相协调。

注重改善环境问题，治理污水污染，并非在短时间内可以完成，需要加大资金投入。多数企业工厂污水治理，并未做好资金支持工作，也没有研发相关治理技术，过度追求经济效益，致使工厂污水治理不达标，以低投资措施为主，无法满足工业污水治理标准。企业在选择污水处理技术时，应当按照处理目的，合理选择处理方案与技术，立足于污水治理角度分析。工业污水处理，技术人员应注重分析污水实况，制定科学化措施予以处理。

三、工业污水处理过程节能优化控制方法

工业污水处理过程中应用节能优化控制技术，需要综合考虑各方面因素，制定科学合理的技术方案，进一步提高工业污水处理质量，降低能耗，具体措施如下。

（一）整体设计阶段的环保节能理念实施

工业污水处理工艺的实施离不开污水处理厂的设计，首先，应结合污水处理实际要求，做好工艺的优化和设备的合理选型，从而能够从源头上降低能耗，减少污染物的产生。在除臭方面，主要做好除臭微生物的添加，加强污水臭源的吸附与降解，针对主要的污水构造物，采用秘密加盖方式，防止臭味发散。针对能够产生废气的站房，还应加强排气系统的合理设置，确定监测取样位置，在出口处，设置便于采样的平台，从而有效保障污染物处理排放达到环保要求。在设计时，还应立足整体阶段，要求总图布置流畅紧凑，尽量建设管道的迂回转折频率，有利于缩短管道布置长度，降低水头损失。同时还要尽量减少跌水设计，科学准确地计算水头损失。除此之外，对工业污水处理而言，通常需要处理污水的规模比较大，在实际进行设计时，可立足高度层面，尽量减少不同层面的高度差，更有利于降低电能的损耗。

（二）污水提升泵布置融入环保节能理念

在污水处理厂中，基于不同时间阶段下，污水整体水量也有着一定差异性，因此需要了解污水水量的变化规律，从而以实际水量变化为依据，合理进行提升泵数量的灵活布置，再辅以变频技术，促使泵机实现无级调速，使其能够始终运行在高效区间内，防止提升泵频繁的启动与停止，如此一来，将能够显著降低污水处理的能耗，提高泵机的运转效率。在此基础上，还可以引入计算机控制系统，结合实际的进水量大小，来实时控制水泵电动机的运转功率，从而保证水泵电动机始终处于合理的运转状态，有效达到污水处理节能降耗的效果。除此之外，在临近出水井位置做好提升泵房布置，针对每台提升泵，可做好出水管的针对性设置，能够有效减少出水管路止回阀与隔离阀门的使用数量，不仅有利于节省建设投资，还能够降低水头损失，提升泵机扬程，实现节能增效的作用价值。

（三）污水生化处理阶段实施环保节能理念

对污水生化处理而言，加强曝气量的控制，不仅直接关系污水处理的效果，同时还直接影响着污水处理能耗的水平。如果曝气量小，将不利于污水处理效果提升；反之，则会增大曝气能耗。同时由于大量曝气，多余的气体还会打碎污泥絮体，同样不利于出水水质提升。因此在实际进行工业污水处理时，只有在出水水质超标的情况下，才会改变曝气量，一般只要出水水质达到排放标准，通常会将曝气量维持在恒定状态。在工业污水处理过程中，当进水负荷变化时，出水指标也会产生较大波动，而进水负荷偏低时，则会造成气量浪费，因此按需曝气则是体现污水处理的节能环保的一大主要途径。

对于当前的污水生化处理单元而言，通常会采用三大污水处理工艺技术，这些工艺技术在实际实践过程中，主要能耗在于曝气量控制，其中对于脱氮除磷工艺以及SBR工艺技术而言，在具体曝气方式上，通常会选择微孔曝气，在这种曝气方式下，需要由风机提供空气量，因此做好风机选择非常重要。从风机选择方面来看，在当前一些中小型的污水处理厂中，一般以罗茨风机选择为主，并配置专门的变频器，从而达到节能降耗的目的，同时罗茨风机在实际运转时，通常会产生较大的噪音，因此为防止出现噪声污染，还需要做好专门的隔音处理。而在一些大型污水处理厂中，则可以选择TURPO风机，这种风机有专门配套的MCP控制开关柜，同时自身还有着在线监测功能，有利于工作人员实时了解最新的进水量数据信息，并以此为依据，完成对风机导叶开度大小与开启台数的控制，使得曝气量始终在合理的区间范围内，最终达到节能降耗的目的。而对氧化沟污水处理工艺而言，在环保节能理念实施方面，针对曝气的控制，则是以机械曝气方式为主，比较常见的有倒伞式曝气器、转刷曝气器等。首先对于前者而言，由于在实际安装过程中，所采用的设备数量通常比较少，因此在实际进行节能降耗措施实施方面，只需要在其中2台设备中，做好变频调速器的安装，即可实现变负荷运行，能够结合实际负荷量，实现最优化运行，最终达到节能降耗的目的。对于后者而言，则会采用大量的设备，因此产生的能耗也相对更高，为体现环保节能，需要配置专门的推进器作为混合推流主要设备，推流设备在实际运作过程中，通常所消耗的电能比较低，因此针对水下推流设备，一般不进行变频调速的控制，需要长时间保持开启状态，而对于转刷而言，则需要采用时序控制方式，结合实际的工况，灵活进行制开启台数的控制，并进行空间布置位置的合理调整与布局，从而面对不同的污水进水负荷变化，消耗不同的电能，有效彰显环保节能的特征。

（四）污泥处理阶段融入环保节能理念实施

污泥处理是工业污水处理的重要组成部分，由于工业污泥来源较为丰富，因此本身污染物质也比较多，实际处理难度较大，为了更好地体现环保节能特点，防止污泥处理产生新的污染，可以采用先进的污泥处理技术工艺，例如生物沥浸污泥干化工艺。该项工艺一是新型的污泥深度脱水生物技术工艺，能够有效改善传统污泥脱水难、污泥固化率低、产量大资源化利用低等弊端。其本身有着以下优势：一是能够实现深度脱水，通过生物沥浸处理后，能够促使污泥固化率得到有效提升，由于不需要添加絮凝剂，因此处理成本更低；二是污泥净化效果更好，该工艺能够有效去除重金属，从而防止该污染物对自然环境造成二次污染；三是该项工艺卫生无害，能够有效去除污泥产生的恶臭，并消灭99%以上的病原菌；四是能够有效改善污泥的外观，经过生物沥浸污泥干化工艺处理过的污泥，整体呈现无臭的土黄色饼状；五是能够实现污泥处理资源的多样化利用，经过该项工艺处理后的污泥，可以用于焚烧发电，也可以直接作为土壤改良的材料，或者用于水泥熟料生产等多种用途，因此能够产生更高的经济效益；六是该项工艺还能够有效节省脱水药剂费用，在脱水环节，不需要添加额外絮凝剂和干燥剂等，并且生物沥浸污泥干化工艺操作也比较简便，运行环境也比较安全，不会引起二次污染，更好地体现出环保节能特点。

四、工业污水处理节能降耗技术发展趋势分析

工业污水处理领域运用节能降耗技术，需要综合考虑各方面因素，对其技术发展趋势进行分析，整体呈现出智能化、网络化和高效化的发展方向，具体如下。

（一）智能化方向发展

作为工业制造的主力技术以及重要发展和研究对象，机械自动化技术在人工智能等技术的推动下，智能化水平不断提升。在智能制造中，借助专用程序实现对人行为的模仿。由此发展而来的无人机驾驶、自动驾驶、自动操作技术等，都是借助人机交互功能的研发，还能提供更加精准的服务。这就需要根据实际情况进行选择，实现提高工业污水处理智能化水平的目的。

（二）网络化方向发展

作为未来工业污水处理的主要研究方向，网络化发展备受关注。借助网络科技，在进行远程监控的基础上，实现对电力设备、工业污水处理以及运营管理等方面的高效管控，从而进行有效的沟通和数据交换，这对于优化资源配置，提升运营效率，改善运行的安全性都具有重要意义。

（三）高效化方向发展

随着科学技术进步与发展，节能降耗技术将与其他技术融合，实现提高技术性能的目的。节能降耗技术将会主动融入计算机、机械学等内容，持续扩大应用范围，控制生产成本，提高企业效益。同时，新型系统中节能降耗技术充分满足生产需求的，简化生产指令，节约生产实践，促进产品性能提升，达成提高生产效率的目的。

五、结束语

综上所述，工业污水排放直接影响到周边生态环境，这不符合可持续发展理念。当前工业污水处理过程中存在能耗过高的情况，这就需要在保证污水处理的基础上降低能耗，也是当前需要改进与优化的措施。技术人员需要在实际工作中进行改进与优化，实现提高工业污水处理效果和推进社会可持续性健康发展的目的。