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

严文华 ,庞荣辉 ,潘高敏 ,黎焜

广西金圆环保科技有限公司 广西南宁 530012

摘要：在现阶段的城市中，污水处理厂建设越来越多。为提高污水处理厂运行效益，建设生态友好型产业，文章首先分析了污水处理能耗，其次探讨了城市污水处理厂节能降耗途径，最后就节能进展动向进行研究，以供参考。

关键词：污水处理厂；节能降耗；生产控制措施

引言

工业科技发展迅速、人口数量快速增长，从而致使水资源出现恶化，淡水危机日益严重，其中，一方面是因为人类对于水资源的需求扩大；;另一方面是由于水资源的污染越来越严重，从而影响未被污染的水资源。为了对水资源的环境进行保护和优化，国家在各大城市中建立了污水处理厂，通过多个子单元处理构成较为复杂的综合系统，每个单元处理效率以及费用之间会互相影响、联系，从而决定整体系统的效率与费用。

1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城市污水处理厂节能降耗途径

2.1污水提升泵站优化

污水提升泵在污水处理厂运行中也是能耗较大的设备。该设备能耗中，主要为自身能耗，需改进设计污水提升泵，在符合水质控制的基础上降低设备能耗。提升泵的核心能耗结构是电机部分，电机工作效率较低、控制不良是造成高能耗的主要原因，降耗是处理重点。污水提升泵降耗处理技术方法如下：。（1）改变传统提升泵运行模式，使用变频泵设备作为污水提升泵，改善提升泵总体效能。研究显示，改用变频泵可降耗12%左右。（2）使用变频泵替代工频泵，对泵机进行调速改良，确保泵机能够基于实际工作需要对自身的参数进行动态调整。（3）实施多级动态液位控制，作业过程中，控制转速及台数，以此为基础促使定速泵在平均流量状态下工作。大型水流波动发生时，对运转台数进行针对性科学增减，调节提升泵的运行速度，在满足处理需要的同时减少非必要消耗。（4）降低水泵检修成本，通过积极养护减少设备耗损，重点进行水泵部件润滑处理等，减少能耗。为促进节能降耗，重点提高泵运行效率，执行规范操作和提高运行管理质量，科学设置泵机设备参数。污水处理中，作业流量存在动态变化，应依据生产实际科学优化系统，设置科学的运行参数，优化设备运行条件，通过效率提升促进节能降耗。

2.2剩余污泥控制

污水处理厂的整个自动化控制系统中的污泥量由隔膜泵动力驱动流至处理设施内，所以其所消耗的流量基本上都是固定的。污水处理厂中所产生的污泥与加药总量存在着密切的关系，所以需要合理控制加药量。其中，应按照时间定时进行排泥，真正实现排泥环节的自动化。排泥的时间可根据具体情况进行合理安排，在中控室或触摸屏上均可以直接进行更改，这样便能够大幅度降低劳动强度，让以往复杂烦琐的排泥过程真正实现自动化和人性化的目标。

2.3设备节能

污水处理厂主要耗电设备为风机和水泵，提升泵的电耗一般占全厂电耗的10％～20％，是污水处理厂的节能重点。提升泵的节能首先应从设计入手，进行节能设计；对于已投产的污水处理厂，仍能通过加强管理或更换部分设备进行节能。曝气风机电耗一般展全厂电耗的20％～30％，鼓风设备主要用于生化池的曝气，目前国内污水处理行业所用的鼓风机主要有磁悬浮鼓风机、多级离心鼓风机和罗茨鼓风机三种。实施时可采用节能型的磁悬浮鼓风机。

2.4污水提升系统节能

污水提升系统是关键的耗能设备。可通过降低污水提升高度，完成节能降耗工作。例如，应用管道淹没出流，使得出水方式发生改变，以此减少水头的损失。也可调节水泵电机的速度，提高水泵的工作范围，解决水泵电机效率低下的问题。对于一些中小型的污水处理厂，由于每一时段的污水流量不同，如果固定提升泵的运行参数，容易造成能源浪费。随着变频技术的广泛应用，不仅能够起到较好的污水治理效果，同时也可节约能源。从污水处理厂中污水提升系统的实际运行数据来看，采用变频调速设备，水泵在平均转速上低于工频转速，可节约20％~40％的能源。但许多的中小型污水处理厂仍使用老式的水泵，这类水泵的能源消耗较大，且运行效率低，此时可用新式泵替换老式泵，节约电能。

2.5污泥处理环节优化

首先，污泥脱水环节。脱水作业中，分为自然脱水和机械脱水。机械脱水是应用率较高的脱水模式，需要消耗大量电能。在现代污水处理中，可进行离心脱水作业，此种作业方法能有效降低耗电量，然而污泥预处理质量较差。此外，机械磨损风险较高，因此需要改进脱水技术，提高污泥处理质量，促进降耗。其次，稳定环节。在污泥稳定环节，需要进行厌氧处理、好氧处理和堆肥处理。部分污水处理厂未稳定处理污泥，直接进入脱水环节。厌氧过程中产生的沼气通常可作为稳定处理能量供应。最后，浓缩环节。在此环节，通常采用单纯气浮技术，而采用生物气浮技术替代单纯气浮技术可显著提高浓缩效率，能耗较低。回收处理污泥时，挥发性有机物在污泥中具有较高的含量，厌氧处理可消化消减污泥

，在此过程中沼气产量约为680t。在杂质回收利用过程中，磷酸电池壳可提供大量能源。污泥回收利用的核心处理方法为厌氧消化后生成沼气，利用部分污泥的可燃性特点，将其作为燃料回收热能，然后堆肥处理燃烧后的污泥。

3节能进展动向

目前我国污水处理厂中的节能降耗技术，还处于进一步研发创新的阶段，未来应用各项节能先进技术，使污水处理达到高效率、低能耗目标。此外，污水泵站、污水管网以及污水处理厂应统筹协调，共同搭建维护发展的污水处理系统，确保污水处理设施能够高效运行，降低能源消耗和生产成本。污水当中本身涵盖的有机物便是能量载体，因此除了实现污水处理节能降耗以外，还应实现污水能源化的目标。具体的路径涵盖了污水厌氧处理，在其未来发展阶段，可尝试着应用膜厌氧处理工艺。最后，污水处理厂今后的节能降耗发展，还应加强能源回收工作，重点关注污水中的有机物，让其逐步转变成生物体，之后利用厌氧发酵达成污水资源的能源化。进一步解决我国污水处理过程中的污泥难治理现象。相信随着厦门市污水处理厂建设的逐步完善，将从根本上降低生产过程中的能源消耗，在高水平污水治理的基础上，推进经济和社会发展。

结语

综上所述，节能降耗对于污水处理厂优质运营具有重要意义。当前污水处理厂能耗较大，通过优化污水处理环节、污泥处理环节、曝气组件设备、提升泵系统，可显著提升工作效能，促进能耗降低。在此过程中，应科学设置设备参数，合理搭建污水处理系统，从而为污水处理效果的改善奠定基础，提高污水处理厂节能降耗水平。

参考文献

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