城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗分析及優(yōu)化運(yùn)行方法

1、    城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗分析及優(yōu)化運(yùn)行方法    張波摘 要 對(duì)于城市污水處理廠，做好節(jié)能降耗至關(guān)重要，不僅能降低運(yùn)行成本，還能提升水質(zhì)。本文介紹了城市污水廠處理能耗的現(xiàn)狀、污水處理廠節(jié)能優(yōu)化流程以及能耗結(jié)構(gòu)，還分析了關(guān)鍵的技術(shù)以及優(yōu)化運(yùn)行的方法。關(guān)鍵詞 污水處理；流程；節(jié)能降耗；運(yùn)行x7 a 2095-6363（2017）16-0011-01如今，我國(guó)城市化的腳步不斷加快，人們也逐漸開(kāi)始注重環(huán)保，所以，對(duì)環(huán)保工作有了很高的期待。在城市中，污水廠的規(guī)模在擴(kuò)大，數(shù)量也在增多，并且，污水的處理效率也在不斷提高。目前，對(duì)于污水處理廠來(lái)說(shuō)，在營(yíng)運(yùn)的過(guò)

2、程中，存在一項(xiàng)比較嚴(yán)重的問(wèn)題，那就是費(fèi)用較高，制約著污水廠的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們要對(duì)污水處理廠進(jìn)行有效的節(jié)能降耗，并且，通過(guò)合理的措施，采用有效的技術(shù)，降低處理費(fèi)用，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。1 城市污水廠處理能耗的現(xiàn)狀近年來(lái)，由于人們不斷提高了環(huán)境意識(shí)，對(duì)城市的污水也加大了處理的力度，我國(guó)也建設(shè)了很對(duì)城市污水處理廠，一方面，污染物的總排放得到了降低，另一方面，環(huán)境也減少了沉重的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，有效的改善了水環(huán)境，通過(guò)污水廠的運(yùn)行狀況，我們發(fā)現(xiàn)，不僅會(huì)消耗大量的能源，其運(yùn)行的費(fèi)用也較高，尤其是部分經(jīng)濟(jì)比較落后的地區(qū)，其污水處理廠在工藝方面相對(duì)落后，這就導(dǎo)致了運(yùn)行效益較低，很難達(dá)到預(yù)期的效果。根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示

3、，在這20年內(nèi)，我國(guó)新建的城市污水處理廠已經(jīng)超過(guò)了500座，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，污水處理廠主要采用a2/o工藝，以及氧化溝工藝，據(jù)相關(guān)分析，不管采用哪種處理方法，在具體的運(yùn)行過(guò)程中，污水處理廠都會(huì)消耗大量能源，不僅影響了污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益，也會(huì)影響社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)不良的影響，所以，著重分析污水處理廠的相關(guān)內(nèi)容的是十分必要的。2 污水處理廠的能耗結(jié)構(gòu)1）提升系統(tǒng)的主要能耗。通過(guò)污水提升泵的應(yīng)用，可以使污水達(dá)到指定的高度，使污水自由的流動(dòng)，在這個(gè)環(huán)節(jié)，其主要的能耗取決于污水的提升流量、速度，同時(shí)，提升的高度以及提升泵的運(yùn)行效率等也具有密切的關(guān)系。對(duì)于提升泵的采購(gòu)，值得重點(diǎn)考慮的是水泵

4、的運(yùn)行效率，提升泵的高效、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，不但能節(jié)省大量的能源，還能增加污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行，造成提升泵工作效率較低的主要原因就是進(jìn)水量與提升機(jī)運(yùn)行的所需水量不匹配，進(jìn)而降低了提升泵的運(yùn)行效率。此外，提升系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，其工藝、設(shè)備管理等，都影響這提升泵的工作效率。2）曝氣系統(tǒng)能耗。處理污水的過(guò)程中，其中一項(xiàng)關(guān)鍵步驟為分解污水中的有機(jī)物質(zhì)，主要依靠微生物來(lái)分解有機(jī)物，并且需要氧氣的支持。在污水處理廠中，曝氣系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)，在污水處理方面具有重要的意義，即：在污水中可以充分的溶解氧氣，在處理污水中的有機(jī)物的過(guò)程中，可以提供足夠的氧氣，以此來(lái)維持相關(guān)的活動(dòng)，進(jìn)而高

5、效的處理有關(guān)的有機(jī)物質(zhì)。對(duì)于溶氧量的環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)前幾年的研究，我們發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的處理中，系統(tǒng)溶解氧氣的量常常高于正常的運(yùn)行情況下的溶解氧氣量，假如污水氧氣的含量過(guò)高，這必然導(dǎo)致加快污染物的分解，進(jìn)而造成水中的營(yíng)養(yǎng)不足，使污泥老化，且結(jié)構(gòu)比較松散，這就給污水的處理帶來(lái)了不良的影響。在運(yùn)行過(guò)程中，曝氣系統(tǒng)也會(huì)消耗掉的過(guò)多的電量，甚至占據(jù)了整個(gè)污水處理廠的總消耗電量的14%，甚至更多。3）污泥處理系統(tǒng)能耗。對(duì)于大量的污泥處理廠，經(jīng)過(guò)分析比較，在污水處理廠，污泥處理系統(tǒng)的耗電量占為總耗電量的13%，這也是一個(gè)關(guān)鍵的能耗點(diǎn)，其中，對(duì)于污泥處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其耗電量影響的主要因素就是脫水機(jī)組的非高效的工作，造成了

6、能耗的浪費(fèi)。3 污水處理廠節(jié)能優(yōu)化流程經(jīng)過(guò)分析，對(duì)于污水處理廠的節(jié)能優(yōu)化，主要因素包括提升泵、曝氣系統(tǒng)以及污泥處理系統(tǒng)，我們應(yīng)該在這幾點(diǎn)出發(fā)。在具體的分析時(shí)，首先，要優(yōu)化提升系統(tǒng)；其次，優(yōu)化曝氣系統(tǒng)；最后，優(yōu)化污泥處理系統(tǒng)，以此來(lái)達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。4 關(guān)鍵技術(shù)1）泵房單元節(jié)能技術(shù)。分析污水泵的節(jié)能時(shí)，首先，應(yīng)該從設(shè)計(jì)的過(guò)程出發(fā)，充分考慮節(jié)能設(shè)計(jì)，在選擇提升泵時(shí)，應(yīng)結(jié)合管道系統(tǒng)的情況，遵循科學(xué)原則，使水泵處于高效的運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)區(qū)域的地形，如果條件允許，要盡可能降低提升污水的高度，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)降低水泵軸的功率。其次，要重視配套電機(jī)，在選擇電機(jī)時(shí)，其應(yīng)滿足水泵負(fù)荷的要求，進(jìn)而提高電機(jī)的工作效率。對(duì)于

7、價(jià)格方面，高效電機(jī)的價(jià)格要比標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)高出15%25%，通過(guò)兩者的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，后者的維護(hù)費(fèi)用較高，消耗的電能更多，在進(jìn)行應(yīng)用之后，很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行回收。但是，前者的情況恰恰相反，在短時(shí)間，可以取得良好的回報(bào)，由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)、改造污水處理廠的過(guò)程中，為了減小污水處理廠的能效，應(yīng)選擇高效的電機(jī)。最后，老式水泵要進(jìn)行更換，應(yīng)用新型的節(jié)能水泵，在水泵上還要安裝智能變頻調(diào)速系統(tǒng)，以此來(lái)減少不必要的轉(zhuǎn)動(dòng)，有效的降低能源消耗，應(yīng)用先進(jìn)的變頻調(diào)速器，通過(guò)污水流量的調(diào)節(jié)，也降低了電能消耗，己經(jīng)投產(chǎn)的污水處理廠，對(duì)水泵要定期的維護(hù)，通過(guò)摩擦的減少，也能降低能耗。同時(shí)，盡量使用大小泵的組合，以此來(lái)滿足水量，

8、避免管路水頭的損失，保持集水池的高水位，進(jìn)而降低了提升揚(yáng)程。2）曝氣系統(tǒng)節(jié)能。對(duì)于曝氣系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，其主要是給曝氣池輸送充足的氧氣，根據(jù)具體的情況，輸送的氧量的特征為高相關(guān)、多變量以及滯后等。目前，在我國(guó)的大部分污水處理廠，其操作方面基本都是人工操作，通過(guò)分析溶解氧的測(cè)定值、運(yùn)行的工藝，以及設(shè)計(jì)值的偏差，科學(xué)地調(diào)節(jié)了曝氣設(shè)備的開(kāi)啟速度，進(jìn)而有效控制了池內(nèi)的溶解氧濃度、微生物的反應(yīng)需求，但是，調(diào)整方式具有一個(gè)明顯的缺陷，就是在調(diào)整溶解氧之后，系統(tǒng)在需求上會(huì)發(fā)生改變，影響最終的處理效果。一般情況，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，作為設(shè)計(jì)人員，選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，會(huì)以計(jì)算需求量為基礎(chǔ)，增加相應(yīng)的安全系數(shù)

9、，以氧供氧的方法來(lái)適應(yīng)最大負(fù)荷，所以，這就使曝氣量與實(shí)際的需氣量具有很大的差值，進(jìn)而增加了曝氣單元的能耗量。通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，具體的處理時(shí)，對(duì)溶解氧進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)的相關(guān)信息反饋于供氧系統(tǒng)，這就實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的同步調(diào)整，同時(shí)，在設(shè)計(jì)方面，曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行要設(shè)置為定速與變速的結(jié)合模式：（1）對(duì)于定速設(shè)備，其在運(yùn)行的過(guò)程中，要根據(jù)平均的供氧量來(lái)選擇，依靠定速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而滿足供氧的需求；（2）對(duì)于調(diào)速設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以適應(yīng)需氧量的變化，以此來(lái)提升系統(tǒng)的工作效率，較少能耗量；（3）在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，假設(shè)需氧量發(fā)生了較大的波動(dòng)，那么，可增減運(yùn)轉(zhuǎn)的臺(tái)數(shù)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充。3）污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能途徑。對(duì)于污

10、泥處理系統(tǒng)，之所以能耗較大，其主要原因就是選用了能力較大脫水機(jī)，而且，為了提高脫水的性能，過(guò)量的加入了絮凝劑。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要準(zhǔn)確的計(jì)算出污泥量、含水量，明確脫水機(jī)的能力、臺(tái)數(shù)，盡量進(jìn)行試驗(yàn)，準(zhǔn)確地掌握絮凝劑的投量。除此之外，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算，在處理污水的過(guò)程中，可以控藥劑的使用量，防止浪費(fèi)。5 結(jié)論在污水處理廠，其節(jié)能降耗具有很強(qiáng)的綜合性，在具體操作的過(guò)程中，會(huì)涉及工藝、技術(shù)、設(shè)備等諸多的內(nèi)容。為了使處理污水的水質(zhì)滿足相應(yīng)的要求，要從污水處理廠的實(shí)際情況出發(fā)，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用有效的管理手段，減少不必要的能源消耗，并且，還應(yīng)對(duì)節(jié)能工藝進(jìn)行深入的研究，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，優(yōu)化污水處理廠的全流程。參考文獻(xiàn)1許巧哲.城市污水處理節(jié)能降耗措施研究應(yīng)用進(jìn)展j.當(dāng)代化工研究，2016（6）：66-67.2宋繁永，劉豐，周立祥.節(jié)能降耗