浅述城市污水处理厂的节能降耗

【摘要】本文通过对城市污水处理厂能耗分布分析，从污水提升泵站、曝气设施、污水处理、污泥处理、药剂消耗以及日常生产经营管理等方面探讨了城市污水处理厂节能降耗的具体途径选择。

【关键词】污水处理厂；节能降耗；能耗分布

前 言：城市的命脉就是水。这几年来，随着迅速进展的社会与接连推动的城市化，相应增加的是城市污水排放量，日趋出众的问题是缺水，日益增大的是用水冲突。增产节约，城市化过程中一般筛选的是加大中水的运用率。因此，本文就对城市污水处理厂的节能降耗展开了论述。

1我国城市污水处理厂能耗及分布

城市污水处理是高能耗行业，其能耗主要包括电能、药耗和燃料等多个方面，其中电耗约占总能耗的60%～90%，电耗也成为了污水处理厂运行成本的主要组成部分。2011年，我国城镇污水处理厂用电量约为100×108kW・h，约占全国社会总用电量的0.2%。污水处理厂电能主要消耗在污水污泥的提升、生物处理的供氧、推动混合、污泥的处理处置、附属建筑用电和厂区照明等方面。其中曝气能耗最大，约占到整个污水处理厂能耗的一半左右，此外，污泥处理环节能耗也不容忽视，我国污水处理厂在该环节的能耗约为3%～5%左右，与日本、美国等发达国家20%～30%相比有很大差距，这也反映出我国的污泥处理工艺和设备还有待进一步完善。

2城市污水处理厂节能降耗途径分析

从以上分析可以看出，我国城市污水处理厂的能耗分布主要在污水提升、处理以及污泥处理等单元，包括设备的电能消耗、污水处理和药剂消耗等，因此，我国城市污水处理厂节能的途径选择应该是在曝气和泵领域、污泥处理以及日常运行的节能设计优化等等。

2.1污水提升泵站节能途径

污水提升泵在整个污水处理中是主要的耗能设备之一，因此，具有优化提升泵站设计能够产生较大的节能效果。目前国内城市污水处理厂泵的能量高消耗主要由于电机效率不高、设计的运行能力超过了实际水量所需的能量、水量波动以及运行控制不良等原因所致。提升泵的优化节能主要途径有改工频泵为部分变频泵作为调速泵；所有提升泵都是变频泵，如绍兴污水处理厂通过提升水泵变频技术改造，节能达到12%；多级动态液位控制策略技术。在实际运行过程中通过转速加台数控制法，实现定速泵平均流量运行；当水流出现较大波动时应该适时增减运转台数，调速泵变速运转来适应水流量的变化；定期对水泵进行维护，以减少摩擦降低电耗。

2.2曝气设施节能途径

曝气机是污水处理厂耗能最多的设备之一，降低污水处理厂的能耗关键是要做好曝气机的节能。在污水处理曝气环节的操作主要有风机、空气扩散、控制以及动力等方面，现实中造成曝气过高能耗的原因主要有设备容量过大、操作效率低等等，因此，可以通过优化曝气系统和智能控制来实现曝气机的节能降耗：考虑曝气机动力效率、氧利用率、堵塞故障以及工程造价等因素来合理选择曝气装置；选择渐减式曝气布置，如第1～3段分别按照35%、30%、25%进行布置；选择溶解氧自动控制系统来实现对溶解氧浓度的控制；选择变频器来改变交流电机的转速方式对风机流量进行控制，实现风机的节能。

2.3污水处理节能途径

污水处理环节的能耗主要产生于污水预处理和生化处理，其中预处理阶段主要包括格栅、沉砂池，生化处理阶段的主要能耗单元是曝气系统（之前已作论述）。这里重点探讨污水预处理环节的能耗。首先是做好格栅的安装，虽然整个格栅本身在污水处理过程中的节能空间不大，但对后续其他设备的降耗起着重要作用，需要做好格栅的安装，一般会选择将格栅安装在污水处理厂的前段或者污水渠道、泵房集水井的进口处，以此来实现对较大漂浮物的截留，减少堵塞，保证污水设施的正常运转。曝气沉沙池由于曝气设备的使用而产生较高能耗，因此沉砂池的设计一般应选择平流式和旋流式。

2.4污泥处理节能途径

污泥处理单元是产生能耗较大的部分，既要做好该部分的节能降耗，也需要探寻污泥资源的二次利用，因此污泥处理系统的节能主要着眼于污泥的处理和资源的回收阶段。首先是污泥处理方面，目前主要包括污泥的浓缩、稳定和脱水三个环节。其中，污泥浓缩应优先使用生物气浮技术来代替简单的重力气浮，以提升浓缩效率、降低能耗的效果；污泥的稳定主要有厌氧、好氧和堆肥处理，当然也有许多未经稳定处理就直接进入了脱水环节。一般厌氧消化后可以产生沼气来弥补稳定环节的能量。污泥脱水有机械脱水和自然脱水两种方式，目前大多选择的机械脱水，机械脱水的主要能耗是电耗，一般使用离心脱水的电耗较低，但对污泥的预处理效果要求高，还容易磨损，还需要在实践中探寻新的脱水工艺，提升节能降耗效果。此外，要做好污泥的回收再利用，污泥中大部分成分是挥发性有机物，在日本，60%污泥可以经由厌氧消化削减，每吨挥发性有机质可产生约680m3的沼气，利用磷酸型燃料电池壳获得污水厂约50%的能源。污泥的回收途径一般有两种：利用污泥焚烧产生的热能、厌氧消化气的利用。

2.5药剂消耗节能途径

药剂消耗虽然在整个污水处理厂中所产生的能耗比例不大，但在污泥消毒、调理和除磷等环节也存在一定的节能空间。首先是除磷方式的选择，一般会使用无需投加药剂、污泥产量又少的生物除磷技术，但这项技术工艺较为复杂，需要在实践中不断的加以完善。如果选择化学除磷，可以尝试使用高分子混凝剂除磷，能够有效降低药耗；污泥调理是为了进一步提升污泥的脱水性能，通常有选择化学调理和物理调理两种工艺；污泥的消毒可以推荐使用辐射技术，无需高温高压，是污泥消毒的新技术，有利于污水处理厂的节能降耗。

3加强日常生产经营管理

污水厂的节能降耗渗透于日常的生产运营管理的方方面面，加强日常生产经营管理也是污水处理厂的节能降耗的重要举措。首先是加强教育培训，提升人员的节能意识，树立节能生产理念；其次是做好日常的生产经营成本分析，通过对城市污水处理厂各个处理环节的能耗分析，准确掌握不同单元的具体能耗，从而有针对性的提出控制能耗的重点环节；再次是建立节能降耗目标，把节能降耗目标设置于各个环节，对于完成预期目标的给予一定的奖励，从而激发大家开展节能降耗的积极性。

4节能进展动向

污水处理技术说到将来的发展动向时，将来污水处理要向着强化脱氮除磷、增强污水返回利用和推动环保低排放目标进展。被称为一项概括性工作的是污水厂的节能低排放，规划到工艺、装备和其它好多步骤。所以，污水厂的节能技术要从工艺规划、装备选型、运行管理等步骤每个步骤开始，四处建立节能认识，连续开采探讨节能新工艺；能耗绩效的治理评定体系是污水厂要建立的，在实验中概括节能经历，同步模仿国外优秀治理经历，污水处理厂的运行治理水平才能得到提升，让污水处理技能从高能耗向低能、高效的目标进展。

5结语

一项概括性工作就是污水厂的节能低排放，牵涉到材料、工艺、装备、治理、电气、自动化掌控等好多步骤。节能降耗办法在污水处理厂执行，同步增强治理，能源可以俭省，下降运营本钱，从而推动污水解决企业的可继续进展。

参考文献

[1]王崇.污水处理厂能耗分布与节能机会分析[J].市政技术，2013（3）：148-151.

[2]姚远，张丹丹，楚英豪.城市污水处理厂中的能耗及能源综合利用[J].资源开发与市场，2010，26（3）：202-205.

[3]黄浩华，张杰，文湘华，等.城市污水处理厂A2/O工艺的节能降耗途径研究[J].环境工程学报，2009，3（1）：35-38.

[4]王夙，刘峻.污水处理厂能耗分析与节能技术研究进展[J].四川有色金属，2011，（3）：59-64.