地下式水质净化站利用峰谷分时电价节能降耗的探讨

地下式水质净化站利用峰谷分时电价节能降耗的探讨

张伟权  谢浪

深圳市坪山区深水水环境有限公司   518000

摘要：近年来，新建水质净化站日益增多，地下水质净化站作为一种运行高效、与周围环境协调、无二次污染、实现土地的综合开发利用等显著优点在国内得到了逐步的推广和应用。为提高电能高效配置，国家发改委相继出台了峰平分时段电价计费和需求侧响应等政策。地下式水质净化站可充分利用政策，在峰谷分时电价上做出工艺和设备设施的运行调整，降低电耗提高效益。

关键词：地下水质净化站；峰谷分时电价；节能降耗

引言：由于建设形式的特殊性，地下式水质净化站的能耗必定会高于常规地上式污水处理厂。为降低地下式水质净化站总能耗，需要充分利用国家的峰平分时段电价计费政策，积极响应电能优化配置，根据企业具体实际生产运营情况，在生产工艺调整和设备实施节能降耗方面科学控制水质净化厂运行的能耗，并在此基础上探讨地下水质净化站利用峰谷分时电价节能降耗的方向。

一、简述

目前深圳工商业电力主要政策有加入电力交易市场参与电力竞价、峰谷分时电价和需求侧响应等，因地下水质净化站属于公共环保企业，需要满负荷收集处理污水，需求侧响应较为困难，但可参与电力交易市场电力竞价和峰谷分时电价两种国家政策中，通过规范运行管理合理优化电能配置，做好节能降耗工作。

峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率。峰谷分时电价时段中的高峰时段为10:00-12:00,14:00-19:00；低谷时段为0:00-8:00；其余时段为平段。尖峰电价政策方案是峰谷分时电价的延伸，更进一步要求企业削峰填谷，实施范围为深圳市执行峰谷分时电价的大量、高需求工业及普通工业专变用户。执行时间为7月、8月和9月三个整月，以及其他月份中日最高气温达到35℃及以上的高温天。尖峰电价每天的执行时段为11：00-12：00、15：00-17：00共三个小时。尖峰电价在上述峰谷分时电价的峰段电价基础上上浮25%。

二、问题分析

深圳某全地下水质净化站总占地面积约5000m2，设计处理规模为2万m3 /d， 采用“AAO+MBR”工艺，其中部分尾水补充景观用水，剩余尾水为河道补水。净化站采用全地下式一体结构，负一层为设备操作层，负二层为池体结构层。净化站外形尺寸：51m×100m，净深11.0~13.9m。净化站剩余污泥采用叠螺浓缩脱水机，将污泥含水率降低至80%后外运处置。站内各构筑物和外露机械设备进行加盖密封，臭气通过管道集中收集采用生物滤池除臭工艺进行处理后高空排放。净化站顶部设置水景观公园，充分释放土地的景观功能，还空间于市民。

该全地下水质净化站已进入电力市场化交易，一方面可以通过市场化机制降低用电/用能成本。可以根据自己的实际用电需求情况购买电量，通过批量采购提升议价能力，获得更为优惠的用电价格和清洁电力供应，可享受减免偏差考核政策优惠，降低经济损失。实现电力供需匹配，进一步优化用电方案并提升用电效率，科学合理用能，避免能源浪费，降低用能成本。另一方面，获得安全、经济、高效、低碳的能源和相关服务，降本增效，多重红利。经统计，该全地下水质净化站平均电单价降低4分/度，全年电费降低约4%。

三、峰谷分时段采取的措施

该全地下式水质净化站根据实际运行情况，在确保水质和水量的前提下，于峰谷分时段采用精确曝气控制系统对生反池内的溶氧浓度和曝气风量进行精准控制，降低曝气风机的能耗等措施合理调整工艺运行和设备设施调整，通过精细化管理，综合电单价价低了5%。具体措施如下：

1、用电峰期

（1）除臭系统：1#除臭风机暂停运行，2#除臭风机保持运行频率20Hz,3#除臭风机保持运行频率30Hz,4#、5#除臭风机保持运行频率25Hz；（2）送排风系统：预处理区域送风机启动，A组生物池启动排风机启动运行，B组生物池送风机启动运行，负二层加药间送、排风机启动运行，负二层脱水机房排风机启动运行，鼓风机房/膜区域排风机启动运行，紫外间/膜区域送风机启动运行；（3）预处理砂区域：砂水分离器在出砂量偏少的情况下暂停运行，罗茨风机频率保持25Hz，格栅运行模式调整至液位控制，1#2#刮砂机停止运行，B组生化池多点进水导水泵暂停运行；（4）生化池/膜池区域：好氧回流泵、膜池回流泵频率降低5Hz运行；（5）生化池鼓风机：1台鼓风机运行，开度10%；（6）MBR膜池鼓风机：保持2台运行，鼓风机开度调至60%；（7）脱水机系统：暂停脱水机运行，脱水机房中水泵出口压力设置为15kpa，保持自动运行；（8）排涝系统：大排涝池泵启动液位设1.8米，停止液位1.5米，小排涝池泵启动液位设1.6米，停止液位为1.3米；（9）MBR膜系统：MBR系统暂停或延迟膜池排空、置换清水、暂停反冲洗等操作。

2、用电平期

（1）除臭系统：1#除臭风机暂停运行，2#除臭风机保持运行频率25Hz,3#除臭风机保持运行频率40Hz,4#、5#除臭风机保持运行频率40Hz；（2）送排风系统：预处理区域送风机启动，A组生物池启动排风机启动运行，B组生物池送风机启动运行，负二层加药间送、排风机启动运行，负二层脱水机房排风机启动运行，鼓风机房/膜区域排风机启动运行，紫外间/膜区域送风机启动运行；（3）预处理砂区域：砂水分离器在出砂量偏少的情况下暂停运行，罗茨风机频率保持25Hz，格栅运行模式调整至液位控制，1#2#刮砂机停止运行，B组生化池多点进水导水泵启动运行；（4）生化池/膜池区域：好氧回流泵、膜池回流泵正常运行；

（5）生化池鼓风机：1台鼓风机运行，开度10%；（6）MBR膜池鼓风机：保持2台运行，鼓风机开度调至65%；（7）脱水机系统：脱水机正常运行，脱水机房中水泵出口压力设置为18kpa，保持自动运行；（8）排涝系统：大排涝池泵启动液位设1.5米，停止液位0.9米，小排涝池泵启动液位设1.3米，停止液位为0.8米；（9）MBR膜系统：MBR系统正常操作膜池排空、置换清水、反冲洗等。

3、用电谷期

（1）除臭系统：1#除臭风机暂停运行，2#除臭风机保持运行频率35Hz,3#除臭风机保持运行频率45Hz,4#、5#除臭风机保持运行频率45Hz；（2）送排风系统：预处理区域送、排风机启动，A组生物池启动送、排风机启动运行，B组生物池送风机启动运行，负二层加药间送、排风机启动运行，负二层脱水机房排风机启动运行，鼓风机房/膜区域排风机启动运行，紫外间/膜区域送风机启动运行；（3）预处理砂区域：砂水分离器启动运行，罗茨风机频率保持35Hz，格栅运行模式调整至一台液位控制一台时间控制，1#2#刮砂机启动运行，B组生化池多点进水导水泵启动运行；（4）生化池/膜池区域：好氧回流泵、膜池回流泵正常运行；（5）生化池鼓风机：1台鼓风机运行，开度10%；（6）MBR膜池鼓风机：保持2台运行，鼓风机开度调至65%；（7）脱水机系统：脱水机正常运行，脱水机房中水泵出口压力设置为20kpa，保持自动运行；（8）排涝系统：大排涝池泵启动液位设1.5米，停止液位0.9米，小排涝池泵启动液位设0.8米，停止液位为0.4米；（9）MBR膜系统：MBR系统正常操作膜池排空、置换清水、反冲洗等。

四、结束语

综上所述，深圳某全地下式水质净化站充分利用峰谷分时电价政策，通过精准化控制和全地下式水质净化站全过程的优化，进而减少自身的能耗，有效降本增效。但调整工艺运行和设备设施调整手段还有待探究，未来全地下式水质净化站在智能化和信息化的良好的基础，进一步改善节能降耗的效果。

参考文献

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[2]常江,杨岸明,甘一萍等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水,2011,27(4):33-36[18]