污水处理厂节能降耗生产控制措施探析

污水处理厂节能降耗生产控制措施探析

刘光富 赵伟杰 吴阿振

亳州国祯污水处理有限公司 安徽省亳州市 236800

摘要：从污水处理厂企业健康持续稳定发展的角度来看，提高污水处理厂节能降耗水平，降低能源消耗是污水处理厂进步发展的主要趋势。在具体实践中，可以通过优化结构、科学管理以及引入新技术等策略，提高资源利用率，避免能源的损失和浪费，从而实现效益最大化。

关键词：污水处理厂;节能降耗

引言

随着我国社会经济发展水平的提高，节能降耗技术已广泛应用于各行各业。在化学工业的发展中，合理应用节能降耗技术可以降低生产过程对能源的消耗量，提升能源利用质量，适应社会发展对节能环保的要求，实现污水处理厂行业健康科学发展。为此，要正确认知节能降耗技术应用策略，在污水处理厂中制定科学的节能降耗技术应用措施。

1. 污水处理厂中污水处理能耗分析

在污水处理的过程中，能源消耗是推进生物反应和维护污水处理厂正常运行的一种途径。首先，直接能耗涵盖的种类较多，主要有机械曝气电机和鼓风曝气电机所消耗的能源；污水提升泵、回流污泥泵等设备消耗的电能；搅拌推流阶段机械设施所消耗的电能等等。其次，间接能耗主要指物料上的消耗，例如石灰、活性炭、絮凝剂、外加碳源等。我国绝大部分的污水能耗占整体能源消耗的10％~20％，而处理污水生物时的能源消耗可占整体消耗的50％~70％，处理污水中污泥的能源消耗可占据整体能耗的10％~25％。因此，要实现污水处理厂节能降耗的目标，要从水耗、物耗、电耗等方面着手，采用科学的办法，制定出高效的节能降耗措施。

2、污水处理厂节能降耗的必要性

国内各大污水处理厂在处理污水时应用的工艺种类和技术水平存在显著差异，在日常运行中会造成不同程度的能源消耗。相关调查显示，部分污水处理厂在处理污水的过程中未进行污泥处理，在此类处理过程中需要耗费0.16～0.29kW·h电能。采用卡鲁塞尔氧化处理方法和赵传义的改良污水处理法均可降低电能消耗，其中前者耗能量为0.21kW·h，后者为0.15kW·h。相关调查显示，当前我国城市污水处理平均耗电水平显著高于发达国家，所用方法属于高耗能、低成效的污水处理方法，平均耗能为0.31kW·h。另外，在污水处理方面，日均需要处理的污水体积达到1.36亿m³左右，日均耗电需求约为4216万kW·h。相关资料显示，在污水处理过程中，为保证污水处理后达到一级A排放标准，需要投入生产成本0.5元/m³，需要投入经营成本约0.3元/m³，即该级别污水处理厂日均生产成本为6000万元左右，日均投入经营成本3400万元左右。该类污水处理厂运行经营成本约为137亿元/年，生产成本约为230亿元/年。分析宏观统计数据可见其运行费用呈现增高趋势。此种高消耗模式不符合生态文明建设要求，必须积极促进节能降耗，通过工艺技术升级等降低能耗，提高生产效能。

3、污水处理厂节能降耗生产控制措施探析

3.1合理的进行污泥处理系统设计

当前，世界各地的污水处理厂都面临着污泥处理上的难题，所以要合理设计污泥处理系统。污泥处理系统主要由两部分构成，一部分为污泥脱水，一部分为污泥稳定。例如，某一污水处理厂生活污泥处理系统的工作流程为：生活污泥→热洁炉→燃烧室→余热锅炉→旋转空气预热器→烟气排放或水。在此过程中，污泥干化装置产生的臭气会传入燃烧室，旋转空气预热器的预热空气会传到燃烧室中，热解炉会把热解碳传到液化床气化装置中，之后把剩余残渣排出，再经过其他工序的处理转换，最终完成生活污泥的处理。在污泥脱水环节中，会应用到离心脱水机、箱式压滤机等设备，由于每个设备的运行状况不相同，因此在运行阶段要采取一定的管理措施。比如，在应用离心脱水机和箱式压滤机时，一方面由于设施操作便捷，形成的泥饼会比较少。另一方面，机器本身也有优缺点，如箱式压滤机的工作效率不是很高，过滤的效果有待提升，且滤板容易损坏；离心脱水机运行环境稳定安全，脱水泥饼在形状上也比较好，但缺点在于能源消耗大。离心脱水机能够处理脱水难度高的污泥，利用高速旋转所产生的离心力，把污泥中含有的水分甩出去，且这一过程中不会形成臭气，也因其转速较高，所以设施易发生磨损。最后，箱式压滤机的生产效率会随着技术的完善而逐步提高，且运行状况也较为稳定，不仅消耗的能源较小，且节约整体的生产成本。综上所述，在应用脱水设施时，需综合所有技术，合理选用各种污泥处理系统，从根本上达到节能降耗目的。

3.2设计节能

一是精准设计计算优化设计参数精准计算停留时间、水泵扬程、曝气风量、设计负荷等，选择高效节能的处理设备。二是合理布置总图降低水头损失将污水处理构筑物布置在地势较低和邻近排放水体处，减少工艺线内的水头损失，总图布置紧凑、流畅，缩短管道输送长度，减少管道的转折、迂回，减少跌水。三是设计多组水处理构筑物应对水质水量变化多组水处理构筑物，对水质、水量的适应能力强，在低负荷时可以仅运行一组，节省能耗。四是水泵选择优化城市污水处理厂的污水来源通常比较复杂，不同时段的水量变化比较大。设计前应尽量做好调研工作，掌握水量变化规律，选择适当的水泵数量及流量组合。水泵选型时，应仔细研究泵的性能曲线，所选择泵的工况点应落在高效区内。配合正确的调控方式，可以避免提升泵的频繁启停。五是曝气设计主要包括：合理选择曝气设备；准确计算曝气量；智能调节曝气风量，间歇曝气。

3.3科学合理的控制节能

通过传感技术、大数据技术、云计算技术和物联网等数字化技术创建工艺模型，工艺模型主要包括除磷加药模型、污泥回流模型、精准曝气模型及加碳脱氮模型等，快速感知水质变化，及时智能诊断，精确控制设备，作出智慧决策，实现智能控制智慧化管控平台建设完成后，待运行稳定后，预计可实现能耗、药耗、水耗以及设备维修等直接费用降低15%以上。以山东省某10万t/d水厂为例，应用效益分析如下。一是人工成本参照定员配置标准，预计可节约60%以上人工成本。二是关键设备用电该污水处理厂处理关键设备总计算有功功率为1256kW，工作时间为24h，应用智能曝气系统控制系统、智能污泥回流控制系统前，日耗电费30144元。应用后，预计节约电费4521.6元/d，节约率达15%以上。（3）药剂用量药剂主要包括除磷剂和碳源，应用智能加药除磷控制系统、智能加碳脱氮控制前，药剂投加运行费用为8000元，应用后，至少节约药剂费1200元/d，节约率达15%以上^[1]。

3.4污水处理环节的节能降耗措施

污水生化处理、预处理环节在污水处理过程中耗能较高。以污水的预处理环节为例，格栅、沉砂池是主要耗能区域。对污泥进行生化处理时，曝气系统的使用是耗能较高的核心原因。除了在曝气系统上节能降耗，还应对污水预处理环节进行节能降耗。沉砂池中应用曝气设备较易耗费能源，因此在设计沉砂池时，可通过平流式设计、旋流式设计实现节能降耗。进行污水处理时，格栅的应用可促进后续作业环节设备能耗降低，科学建设并规范使用格栅，这有利于节能降耗。格栅可设置在污水处理前段、污水渠道进口处、泵房集水井区域。通过设置格栅，能有效拦截大型漂浮物，预防堵塞，保证污水处理设备良好运行^[2]。

结束语

总之，节能理念是新时代发展下的必然趋势和必然结果，具有前瞻性和实际效果。目前，节能降耗理念在污水处理厂的应用受到了社会各界的广泛关注与支持，该理念的提出对污水处理厂领域的发展有着积极的意义和深远的影响^[3]。

参考文献：

[1]谢为民.污水处理厂节能降耗生产控制措施探析[J].江西建材,2021(03):226-227+232.

[2]魏凯杰,白学斌.污水处理厂节能降耗的有效措施探讨[J].工程技术研究,2021,7(02):204-205.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.02.073.

[3]靳慧轩.节能降耗技术在污水处理厂中的应用[J].当代化工研究,2021(02):147-149.