浅谈城市污水处理厂的节能降耗

摘要：本文首先概述了城市污水处理厂工艺的选用，并在此基础上从技术改造、设备选型以及管理等三方面提出了污水处理厂节能降耗的具体途径。

关键词：污水处理；节能降耗；途径

中图分类号：TP206 文献标识码： A

引言

节能降耗作为工业建设的重要目标之一，城市污水处理厂节能降耗的手段非常大，基本上包括：优化城市排污工艺设计、提升污水处理管路设计水平、优化污水处理设备选型、提升污水处理日常管理水平等。本文结合城市污水处理情况，分析了城市污水处理厂节能减排的措施。

一、城市污水处理厂工艺的选用

城市污水处理厂处理工艺的选择，是污水处理厂的主要工作之一，也是城市污水处理厂节能降耗的重要环节。因此，在城市污水处理厂日常管理的过程中，由于废水可生化的特点较为明显，为了更好的降低城市污水处理的费用，大部分使用的是生物处理的方法。而针对不同的污水、不同的处理程度要求，除了使用传统的曝气池工艺之外，可以供使用的污水处理工艺是非常多的。常用的有：第一种：氧化沟工艺，这一污水处理工艺所需的设备简单、便与管理，不需要二次沉淀池，在二十世纪九十年代中后期这一工艺应用较多。但是与传统的曝气池工艺相比较，曝气设备的能耗水平相对较高。第二种：sbr工艺，这一污水处理工艺占地面积小，自动化控制水平高，模块式扩建前景好，但是污水处理设备的闲置率比较高。在城市污水处理要求不断提升的背景下，这一工艺水平得到了更多的推广，污水处理的水质高于一级a标准，但是此污水处理设备的维护费用和日常能耗水平较高。

二、城市污水处理能耗分析

污水处理的能量是推动生物反应与污水处理厂正常运转的必要条件，根据能耗产生的不同标准可以划分为不同的能耗构成。其中直接能耗主要包括鼓风曝气或机械曝气电机所消耗的电能，回流污泥泵、污水提升泵等消耗的电能，污泥消化投加的热能，污泥脱水所消耗的电能，搅拌推流过程中机械消耗的电能等；而间接能耗则主要是指一些物料消耗，如活性炭、絮凝剂、石灰、外加碳源等耗材生产所需的能量。当前我国大多数污水处理中，污水的提水能耗占到总能耗的 10% -20% ，污水生物处理的能耗占到总能耗的 50% -70% ， 污泥的处理能耗占总能耗的 10% -25%左右，这三者的能耗约占总能耗的七成以上[3]。因此，污水处理的节能减排主要从能耗、物耗和水耗等三个部分采取合理有效的节能降耗措施。

三、污水处理厂节能降耗对策

1、节能技术改造

对现有设备及时改造可以有效降低能耗。首先是对提升泵的变频改造。很多污水处理厂在对污水提升泵的选型设计时往往考虑的是最大扬程、最大流量等不利因素情形下的水泵参数，这样容易导致选择的水泵扬程偏高，运行时有多处于低扬程、大流量、低效区的情绪，造成了能耗的极大浪费。因此，要及时对提升泵的变频电机的改造，根据集水池中的水位变化特点，对其污水泵进行变频节能改造。其次改造倒伞曝气机。曝气机的动力效率主要体现在主机及叶轮这两大关键部件上，叶轮作为倒伞曝气机的主要做功部件，其结构是否合理将会对整个曝气机的动力效率产生较大影响，因此，可以将立式倒伞曝气机中的倒伞由原先的螺旋式改造成翘片式，原先的螺旋式锥齿轮改造成直齿轮的构造器件。当然，随着近年来国家对排水标准的要求越来越高，要做好污水处理过程中产生的剩余污泥中释放出的磷，可以选择增设快速浓缩池等措施，使得污泥浓度在进入脱水机前就得到提高，进而实现脱水效率的成倍提升。

2、曝气设施的节能途径

在我国现存的城市污水处理厂中，占绝对比重的是 A2O 活性污泥法：通过好氧微生物降解污水中有机物方式，达到脱氮除磷的目的。但为使污水里微生物和有机物达到最高程度接触，需消耗大量能源向污水中供氧，从而使内曝气系统成为城市污水处理中的耗能大户。一方面，在曝气设备选择上，要综合考虑供氧能力与曝气效率的内在关系。从曝气系统的设计方面来看，曝气设备的设计思路与污水提升泵设计存在同一问题，一般来讲污水厂是按照时高峰或者日高峰的供氧能力来设定曝气系统。然而该高峰期持续时间短，出现频率低，如果内有良好的调节控制设备就会造成浪费。所以，通过试验精确分析曝气系统的各项参数，合理控制设备同时运转台数、采用变频调速技术来控制溶解氧，保持曝气量，可以更大程度的节能。另一方面，结合氧传递规律，改进反应器的结构，调整反应器的分布位置。曝气池的形状由于设计的不同而存在差异，且各曝气池中所存微生物的反应规律也各有差别，所以曝气系统中扩散头应按照微生物的反应规律进行科学布局，从而达成降低能耗的效果。

3、节能减排管理措施

加强日常管理，可以为污水处理厂节能降耗提供科学化的运行方式。首先是做到对相关设备的定期维修，经常清洗管道，对于泵吸压力突然增大以及水头或吸程逐渐升高或降低时都需要引起重视，及时查明原因。其次是做好负荷管理与水量调度，错开用电高峰，降低峰值负荷；再次是优化运行体系。污水处理厂的主要节能降耗措施之一是要做到运行的合理优化，做到对系统部件进行及时更换，并对更换后所产生的能耗影响进行分析，选择一种合理的优化运行方案。最后是建立完善的激励机制。加大节约意识的宣传力度，鼓励全员参与，制定科学完善的能耗考核指标，做到奖惩分明，充分发挥激励机制的积极效益，实现企业和个人双赢。

4、城市污水处理厂总图的优化与设计

城市污水处理厂的进水管高程、处理厂最终尾水排放水位一般是前期规划给定的。在城市污水处理厂设计的过程中不能随意的变更。因此，为了更好的降低城市污水提升高程，需要在设计的时候按照排放点水位高程作为基准，最终排放构筑物内的水面高程在满足处理厂尾水排放需要就可以。并且要设法降低工艺线内的水头损失，城市污水处理厂总图的布置要既要紧凑，也要顺畅，最大程度上降低管道输送的长度与迂回次数。城市污水处理厂构筑物间大部分是通过渠道连接的方式。最大程度上减少跌水。在城市污水处理厂水头损失计算的时候要准确有效，按照之前积累的经验使用科学的安全余量。城市污水处理厂的日处理规模基本都大于万立方米每天，如果能降低一米的提升高度，那么可以实现每天电耗降低几万kw・h，这一节能效果是非常明显的。

结束语

我国城市规模的不断扩大、城市人口的不断增加、城市经济的快速发展，给城市本体带来了巨大的压力。城市污水问题已经成为一个亟待解决的问题，而能否解决城市污水处理流程的能耗问题，已经成为决定污水处理厂预期效果能否达成的至要因素。所以，对我国当前城市污水处理厂进行能耗分析，能源分配研究，发挥城市污水处理厂的节能潜力，提高其社会效益和经济效益，不仅保障城市污水处理厂正常运转的重要举措，同时也有利于生态环境的保护和能源压力的缓解。在城市污水处理厂的日常运作中，要致力于节能技术的创新，设备的运行的优化，加强管理，不懈努力，最大限度地实现污水的资源化和再利用，使城市污水处理由高耗向节能方向不断前行，最终切实实现其社会效益。

参考文献

[1]陈琼珂.我国污水排放量居世界之首[J]城市导报，2013，3，15.

[2]章北平，刘礼祥，陆谢娟，等.城市污水生物生态处理工艺与能效分析[J].中国给水排水，2008，24（5）：69-71.

[3]高旭，龙腾锐，郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J]重庆大学学报（自然科学版），2002，25（6）：143-148.