污水处理厂节能降耗技术研究及途径有效分析

污水处理厂节能降耗技术研究及途径有效分析

吕汶霖 1 张杰 1 苟睿 1 李强 1 周金燕 1 徐旭 1 肖华 2

1 青海洁神环境科技股份有限公司

2中国石油工程建设有限公司西南分公司

摘要：随着城市人口的逐渐增加，污水处理厂的运作难度逐渐增加。需要在保证水质的情况下，提高污水处理厂的运行效率，减少运行过程中的耗能量，从而实现节能降耗的目的。本文主要讲解目前污水处理厂的能源消耗情况，对污水处理厂的节能降耗提出一些建议。

关键词：污水处理厂；节能降耗；技术

1污水处理厂节能降耗技术对生态环保的重要性

在加强生态环保工作中，污水处理厂起到了不可替代的支撑作用，为城市居民宣传了生态环保的重要性，实现了让更多居民对节约、环保的意义有一定认知，切实从自身角度出发，减少水资源浪费，以此实现注重节约用水及循环利用，对生态环保工作强化起到了促进作用。且污水处理厂节能降耗技术的革新，促进了社会持续化发展，在环境保护工程开展过程中，其目的就是在于减少资源的消耗以及污染的侵害，以此保障社会可持续发展，而污水处理违环保工程较为关键的一环对社会可持续发展起到了促进作用。

2污水处理厂节能消耗问题

随着我国污水处理厂高速发展的态势下，能源密集型产业特征造成了高能耗的污水处理设施运行成本不断提高，能耗处理标准也水质增加。其中，污水处理厂点好方面在我国总能耗中占据着较大比例，根据物价能源局发布的最数据显示，在2018年年底，我国污水处理厂以发展至6120座，处理的规模更是达到了1.97亿M3/d；在2018年社会总用电量达到了67993亿kW·h，其中我国污水处理厂工消耗电能达到了192亿kW·h占比0.28%，且通过数据显示，能耗问题仍在呈直线上升趋势。如图1所示。

图1我国污水处理厂用电变化曲线

根据图片数据显示可以得出，2007年到2018年期间，随着我国污水处理事业的高速发展，我国污水处理厂电耗以及水耗总体呈上升趋势。此外，为了进一步对我国污水处理厂能耗水平以及主要电耗分布情况分析，笔者对我国不同低聚具有代表性的污水处理厂间了调查，其中挑选了5座连续运行2年以上的污水处理厂，对其进行分区用电监测。如表1所示。

表1污水处理厂能耗情况

因此，如何在满足污水处理厂运行要求的基础上对其进行设计实现节能消耗降低运行成本是现阶段污水处理厂面临的重要命题以及变革要求。

3污水处理厂存在的环保问题

经济与技术高速发展的社会下，污水处理厂处理规模以及处理数量得到了明显的增加，有关部门针对一现象提出了污水处理厂提高处理效率，加快处理技术改革的相关政策，这一形势对我国污水处理厂提出了跟高的要求。较比西方发达国家而言我国污水处理技术较为落后，不仅无法满足现阶段社会对污水处理的相关要求，同时也对我国环保建设造成了一定的影响。其中最为明显的就是我国污水处理厂主要工具的使用仍停留在陈旧设备，在运行的过程中消耗了大量能源的同时，且故障发生率也在随之提升，在常年设备失常的情况下进而导致了工作效率受到一定影响。

4污水处理厂环保节能问题的解决对策

4.1曝气设备的节能降耗措施
　　在污水处理厂中曝气机消耗的电能最多，想要在污水处理厂中实现节能降耗，需要改进曝气机，从而落实节能降耗工作。根据研究发现，污水处理厂中50%以上的电能消耗是由曝气机消耗的。可以从三个方面达到节能降耗的目的。
　　①可以使用变频器有效优化交流电动机转速原理，更好地把控风机的流量，从而促进风机实现节能降耗。
　　②可以从内部进行处理，选择以及应用溶解氧自动控制系统，有效控制好溶解氧的浓度。在进行污水处理的过程中如果溶解氧的浓度出现异常的情况会直接影响污水处理的效果。因此，需要选择溶解氧自动控制系统，科学、合理地控制溶解氧的浓度，最后可以使用人工操作手段，从而降低存在的误差，进而降低污水处理过程中消耗的能源。
　　③改善曝气系统，能够更加精准地控制曝气设备，从而更好地降低能源消耗。例如，可以在有关部门的协助下，根据污水处理厂的经济情况进行曝气设计的改善，采取在第一环节占比35%、第二环节占比30%、第三环节占比25%的方法设置曝气，从而提高曝气设备的工作效果，逐渐降低能源消耗。
　　4.2污水提升泵站的节能降耗措施
　　污水处理厂中还有一个消耗能源较多的设备即污水提升泵，该设备本身消耗能源比较大，对污水提升泵进行改进设计，有利于在保证水质的情况下减少污水提升泵消耗的能源。污水处理厂的污水提升泵消耗的能源较多主要是由于电机的效率不够高，并且存在运行控制不良的情况，设计的动作能力需要消耗较多能源等。在减少污水提升泵的能源消耗时可以从几个方面进行：
　　①将污水处理厂所有的提升泵改成变频泵，从而提高总体的性能。例如，某市的污水处理厂中使用变频提升泵，可以节省12%的能源。

　　②將工频的泵全部转换为变频的泵，并最终改造成调速的泵，并根据实际的情况进行运行。
　　③使用多级动态液位控制技术，在运行过程中使用控制转速加台数的方法让定速泵可以使用平均的流量进行运行。当出现水流波动较大时，可以适当地增减运转台数，然后改变泵的运行速度。
　　④加强对水泵的日常养护，从而减少水泵的摩擦以及电能消耗。如果想要水泵实现节能降耗的目标，需要全面提高提升泵的运行效率，需要对提升泵设备的操作进行规范，不仅需要加大日常管理力度，还需要加强对泵进行科学的参数设置，根据污水处理厂的具体运行情况进行改进，不断归纳以及总结运作条件，选择最好的运作条件，从而提高提升泵的运行效率。

4.3污泥处理环节的节能降耗措施
　　污水处理厂中进行污泥处理的环节也非常重要。进行污泥处理的步骤比较多，由于污泥中的污染物比较多，目前没有足够理想的方法进行处理[5]。在进行污泥处理的过程中，需要寻求一种方法，可以对污泥中的资源进行回收利用，从而达到污泥处理环节节能降耗的目的。在进行污泥处理的过程中可以分为三个部分，分别为污泥的脱水、稳定和浓缩。在污泥脱水中主要使用机械脱水以及自然脱水两种方法。其中，使用最多的为机械脱水，机械脱水中消耗的能源为电能，使用离心脱水的方法消耗的电能较少，但是没有办法达到较好的预处理污泥的效果，还很容易发生机械磨损的情况。因此，需要找到更好的脱水技术，在保证污泥处理效果的情况下降低能源消耗。污泥的稳定可以分为三个环节，分别为厌氧、好氧、堆肥。有些污水处理厂不对污泥实行稳定处理，直接对污泥进行脱水。一般来说，在厌氧环节中产生的沼气可以为在稳定过程中使用的能量提供补充。污泥的浓缩过程中一般使用单纯气浮技术，而使用生物气浮技术进行替代，有利于提高浓缩的效率，还可以达到减少能源消耗的目的。

结束语

综上所述，文章对现阶段我国污水处理厂在环保节能上存在的问题进行了问题，结合了污水处理厂污水处理质量以及效率的主要因素，提出了一系列的改善措施。污水处理质量以及效率与生活在污水处理厂周围居民的日常生活有着直接写的关系，同时还会影响到周围环境。因此，以污水处理厂现阶段发展情况进行了一系列研究，发现引进先进设备以及技术可以有效保障污水处理质量以及效率得到提升，并在一定程度上满足我国节能环保宏观战略，促使污水处理厂可持续发展。

参考文献

[1]污水处理厂节能降耗途径分析[J]. 刘少武.  绿色环保建材. 2020(05)
[2]污水处理厂节能降耗途径分析[J]. 范波,颜秀勤,夏琼琼.  中国资源综合利用. 2020(01)
[3]北京某大型城市污水处理厂节能降耗途径和效果分析[J]. 孙慧,王佳伟,吕竹明,吕泽瑜,蒋彬,陈晨,刘小杏,于斓.  中国给水排水. 2019(16)
[4]城市污水处理厂关键设备能耗分析及节能降耗途径研究[J]. 王迁,李江伟,王志刚,张勇,李永华,徐明月,张帅.  给水排水. 2018(10)