城市污水处理厂节能降耗措施分析

城市污水处理厂节能降耗措施分析

雷倩茹

广州市心绿环保工程技术有限公司 广东广州 510000

摘要：在现阶段，中国城市在污水处理方面需要消耗大量能源。如果能够在保证城市污水处理厂工作效率的前提下，有效地节约和减少城市污水处理厂工作所需的能源，就可以为城市节能做出巨大贡献。

关键词：污水处理厂；能耗分析；节能降耗

引 言

城市污水处理厂是高能耗行业之一，高能耗的同时也增加了污水处理的成本，使得一些污水处理厂由于处理成本过高而难以运行。污水处理厂应在保证出水水质的前提下，探索污水处理厂高耗能单体和设备的节能降耗技术，确保自然资源和污水处理厂的可持续发展。

1 污水处理厂现状以及能源消耗分析

1.1 污水处理厂运行分析

污水处理厂的良好管理和运行是确保污水处理达标、减少污染排放的关键。因此，有必要加强污水处理厂的管理，降低能耗，提高污水处理效率。污水处理厂的有效运行关系到城市发展的各个方面。随着工业化和城市化的发展，污水处理厂的工作压力也变得越来越大。与过去相比，污水处理厂的工作量增加了十几倍。同时，由于污水处理设备比较落后，缺乏工艺流程，伴随污水处理过程的能耗也在增加，整个行业污水处理效率不高。为了解决污水处理效率低、能耗高的问题，需要引进新的污水处理设备、信息管理和控制设备，以及先进的工艺流程和管理系统。

1.2 污水厂能源损耗分析

污水处理厂在污水的输送和提升以及微生物的处理过程中需要消耗大量的能量。其中，各类污水处理设备输送污水的用电占全厂总用电的60%以上。如何解决污水转运效率是污水处理厂节能减排的关键。同时，为了加快污水和污泥的处理速度，还需要消耗大量的能量来降解微生物。因此，合理优化污水处理工艺也是节能减排的环节之一。

2 节能减耗控制在污水处理厂运行中的重要性

在加强生态环境保护方面，污水处理厂在向城市居民宣传生态环境保护重要性的方面发挥了不可替代的作用，使更多的居民对环境保护的意义增加了一定的认识，并从自身的角度有效地减少了水资源的浪费，从而注重水资源的节约和循环利用，因此，在具体的污水处理的过程中，需要采取相关措施，进一步完善节能减排方法，降低能耗，提高污水处理的质量和效率，进一步地促进污水处理厂的质量发展，提高社会效益。控制污水处理厂运行中的节能降耗，有利于全面改善居民的生活环境。随着经济的不断发展，人民生活水平不断提高。因此，相关的生活污水和工业用水只会增加，不会减少。如果污水处理厂不进行节能降耗控制，将会产生大量的能耗损失，对城市的居民以及相关的工厂将会产生严重的负面影响。

3 污水处理厂节能降耗的措施

3.1 曝气设备的节能降耗措施

城市污水处理厂中能源损耗较多的一种设备就是曝气机。因此，想有效降低城市污水处理厂的能耗损失，就必须将曝气设备的节能降耗落实到位。研究发现，污水处理厂50%以上的电能消耗在曝气机上。因此，做好曝气设备的节能工作非常重要，可以从以下方面入手：（一）利用变频器有效优化交流电机的调速原理，更好地控制风机的流量，从而促进风机的节能降耗；（二）可以内部加工，选配溶解氧自动控制系统，有效控制溶解氧浓度。在污水处理过程中，如果溶解氧浓度异常，将直接影响污水处理效果。因此，有必要选择溶解氧自动控制系统，科学合理地控制溶解氧浓度。最后，采用人工操作，减少污水处理过程中存在的误差，降低能耗；（三）改进曝气系统可以更准确地控制曝气设备，从而更好地降低能耗。例如，在有关部门的协助下，可以根据污水处理厂的经济情况，对曝气设计进行改进，采取在前段、中段、后段设置曝气，提高曝气设备的工作效果，从而逐步降低能耗。

3.2 污水提升泵站的节能降耗措施

污水提升泵是城市污水处理中一种非常重要的设备，它对后期污水处理能否继续有很大的影响，其自身的能量损失也非常大。改进污水提升泵站的设计，可以大大提高污水提升泵站的节能效果。目前，我国城市污水处理厂的水泵能耗较大，主要原因是电机效率低、运行控制差、水量波动大，设计动作能力大于实际水量所需能量。因此，可以从几个方面降低污水提升泵的能耗：第一，选用变频泵替代所有提升泵，全面提升城市污水处理厂的整体性能。例如，中国某城市污水处理厂通过改造提升水泵变频技术，实现了约12%的节能；第二，将所有工频泵转换成变频泵，最后转换成调速泵，并根据实际情况进行操作；第三，采用多级动态液位控制对策技术。在实际运行过程中，可采用速度加数字控制的方法，使恒速泵实现平均流量运行。如果水流量波动较大，应适当增加或减少转数，然后通过改变调速泵的运行速度来满足水流量的变化；第四，加强水泵的日常维护，减少水泵的摩擦和功耗。要实现节能降耗的目标，需要全面提高泵的运行效率，规范提升泵设备的运行。不仅要加强日常管理，还要加强水泵参数的科学设置，根据污水处理厂的具体运行工况进行改进，不断总结运行工况，选择最佳运行工况，从而提高泵的运行效率。

3.3 污泥处理环节的节能降耗措施

污泥处理也是城市污水处理厂的重要组成部分。目前，污泥较为复杂。除含有大量污染物外，其分解过程也极其复杂。如果仅采用一种简单的污泥处理方法，将无法达到理想的处理效果。因此，在污泥处理过程中，还应探索污泥资源的循环利用，以实现污泥处理的节能降耗。污泥处理过程可以分为三个部分：污泥脱水、稳定和浓缩。污泥脱水主要采用机械脱水和自然脱水。其中，污泥脱水可采用自然脱水和机械脱水。目前，机械脱水被广泛应用。机械脱水损失的能量主要是电能。一般来说，离心脱水消耗电能较少，但不能达到较好的污泥预处理效果，也容易发生机械磨损。因此，应通过实践寻求更好的脱水工艺，以有效提高污泥处理的节能降耗效果；污泥稳定可分为厌氧、好氧和堆肥三个环节。一些污水处理厂没有对污泥进行稳定处理，直接对污泥进行脱水。一般来说，厌氧过程中产生的沼气可以补充稳定过程中使用的能量。污泥浓缩过程中，一般采用简易气浮技术，采用生物气浮技术替代，有利于提高浓缩效率，降低能耗。此外，处理后的污泥可以回收利用，在污泥中挥发性有机物占比较大。在日本，一般使用厌氧的方法消化消减污泥。对于污泥的回收和利用，沼气主要通过厌氧消化产生。不易矿化的污泥用作燃料，产生热能进行回收，燃烧后的污泥或部分污泥进行堆肥。

3.4 节省自来水消耗的办法

随着社会的不断进步，人们越来越重视饮用水的质量和安全，要求稳定和服务。绝大多数国内供水企业仍然是国有企业，要求承担越来越多的社会负担。中水回用是节约自来水消耗的主要途径。再生水回用系统由城市污水处理厂建设，再生水可用于厂内污泥脱水的反冲洗水、用水清洗车间、风机冷却水、用水绿化等，可以降低自来水消耗，实现污水能源化，并且可以降低污水处理的成本。

3.5 管理机制节能途径

科学合理的管理机制不仅可以提高城市污水处理厂的整体效率，而且还可以实现有效的能耗控制。要实现节能管理机制的目标，需要在有效管理的基础上建立合理的管理机制。全面分析城市污水处理厂的能耗情况，全面控制各项能耗管理程序，通过管理手段实现内部工作的渗透，在污水处理的各个环节提升人工智能管理的效果，从而提高城市污水处理厂的节能效果。建立科学合理的管理机制，从上到下、从外到内有效控制污水管理体系，优化人力资源配置和污水处理，建立有效的激励机制，可以进一步调动员工的积极性，从而更好地促进污水处理厂的运行并达到节能降耗的目的。

3.6 自动化控制节能措施

自动化技术是现阶段污水行业发展中较为重要的一项。在一定程度上，中国各领域都在通过提高自动化水平来降低运营成本投资，从而最大限度提高生产效率和生产质量。在中国，自动化管理是一项重要的建设性工程。将其信息技术和自动化技术与污水处理工艺有机结合，可以有效避免污水处理过程中的节能环保问题。信息技术与污水处理设备相连，计算机是主要控制主体。在运行过程中，信息处理系统可以在短时间内综合分析运行设备的相关参数，并根据分析结果动态调整污水处理设备，包括处理故障信息的调整和设备运行状态的调整。此外，自动化水平将根据污水处理效果优化污水处理，从而最大限度地提高污水处理质量。随着污水处理厂规模的不断扩大，污水处理厂面临着巨大的运行和管理压力。提高自动化程度是提高污水处理保障的基础。同时，在一定程度上降低了员工的劳动强度，确保污水处理厂在经济效益最大化、环保节能的基础上，提高污水处理的效率和质量。此外，现阶段，我国大部分污水处理厂已开始全面推广污水排放在线监测技术，可以进一步处理部分不符合要求的污水，并通过传输方式向环保管理部门提供污水相关数据，减少了环保管理部门的抽检工作量，使工作人员可以利用相关系统完成后续的排放和管理工作，确保排放的污水达到国家污水排放标准。

结束语

只有从源头上减少排放，提高能效，降低能耗，节约成本，加快循环经济运行，才能为城市污水处理厂提供更有效的节能降耗方法。

参考文献

[1]翟勤.城市污水处理厂能耗分析及节能途径探索[J].资源节约与环保,2017,(2).37-38.

[2]赵久将.城市污水处理厂节能降耗途径分析[J].化工管理,2017,(6).181,184.

[3]李聪敏,宋平周,仝东毅.城市污水处理厂能耗分析及节能措施研究[J].资源节约与环保,2015,(2).33.doi:10.3969/j.issn.1673-2251.2015.02.030.

[4]相华旭.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].科技创新与应用,2017,(1).195.

[5]卢嘉锡.城市污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].低碳世界,2018,(8):13-14.doi:10.3969/j.issn.2095-2066.2018.08.009.

[6]臧琴.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施

[J].中国房地产业,2017,(25):256.doi:10.3969/j.issn.1002-8536.2017.25.232.

[7]闫富伟.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].建筑工程技术与设计,2017,(24):4447-4447.doi:10.3969/j.issn.2095-6630.2017.24.335.

[8]金昌权,汪诚文,曾思育,等.污水处理厂能耗特征分析方法与节能途径研究[J].给水排水,2009,(z1).270-274.doi:10.3969/j.issn.1002-8471.2009.z1.072.