污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施探討
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 引言
隨著城市人口的逐漸增加，污水處理廠的運(yùn)作難度逐漸增加。需要在保證水質(zhì)的情況下，提高污水處理廠的運(yùn)行效率，減少運(yùn)行過程中的耗能量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。本文主要降解目前污水處理廠的能源消耗情況，對(duì)污水處理廠的節(jié)能降耗提出一些建議。
2 污水處理廠的能源消耗情況
城市污水處理廠本身屬于能源消耗比較多的企業(yè)，消耗的能源主要為電能、藥劑、燃料等方面。其中，電能的消耗占總能源消耗的九成以上，所以電能消耗是污水處理廠中較大的消耗能源。電能消耗主要用于提升污泥污水、供給生物處理氧氣、廠區(qū)照明、處理污泥、附屬建筑的用電、混合推動(dòng)等方面，還有一個(gè)方面為曝氣，這方面造成的電能消耗較大，可以達(dá)到總電能消耗的50%。
3 污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施
污水處理廠中的能源消耗主要集中在處理污泥、處理污水、提升泵、曝氣等環(huán)節(jié)中，在這些環(huán)節(jié)中主要為電能消耗以及藥劑消耗。需要改進(jìn)污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等環(huán)節(jié)的日常運(yùn)行設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3.1 曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗措施
在污水處理廠中曝氣機(jī)消耗的電能較多，想要在污水處理廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，需要改進(jìn)曝氣機(jī)，從而落實(shí)節(jié)能降耗工作。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機(jī)消耗的?？梢詮娜齻€(gè)方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
（1）可以使用變頻器有效優(yōu)化交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速原理，更好地把控風(fēng)機(jī)的流量，從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
（2）可以從內(nèi)部進(jìn)行處理，選擇以及應(yīng)用溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效控制好溶解氧的濃度。在進(jìn)行污水處理的過程中如果溶解氧的濃度出現(xiàn)異常的情況會(huì)直接影響污水處理的效果。因此，需要選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)，科學(xué)、合理地控制溶解氧的濃度，可以使用人工操作手段，從而降低存在的誤差，進(jìn)而降低污水處理過程中消耗的能源。
（3）改善曝氣系統(tǒng)，能夠更加精準(zhǔn)地控制曝氣設(shè)備，從而更好地降低能源消耗。例如，可以在有關(guān)部門的協(xié)助下，根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行曝氣設(shè)計(jì)的改善，采取在 環(huán)節(jié)占比35%、第二環(huán)節(jié)占比30%、第三環(huán)節(jié)占比25%的方法設(shè)置曝氣，從而提高曝氣設(shè)備的工作效果，逐漸降低能源消耗。
3.2 污水提升泵站的節(jié)能降耗措施
污水處理廠中還有一個(gè)消耗能源較多的設(shè)備即污水提升泵，該設(shè)備本身消耗能源比較大，對(duì)污水提升泵進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，有利于在保證水質(zhì)的情況下減少污水提升泵消耗的能源。污水處理廠的污水提升泵消耗的能源較多主要是由于電機(jī)的效率不夠高，并且存在運(yùn)行控制不良的情況，設(shè)計(jì)的動(dòng)作能力需要消耗較多能源等。在減少污水提升泵的能源消耗時(shí)可以從幾個(gè)方面進(jìn)行：
（1）將污水處理廠所有的提升泵改成變頻泵，從而提高總體的性能。例如，某市的污水處理廠中使用變頻提升泵，可以節(jié)省12%的能源。
（2）將工頻的泵全部轉(zhuǎn)換為變頻的泵，并改造成調(diào)速的泵，并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行運(yùn)行。
（3）使用多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制技術(shù)，在運(yùn)行過程中使用控制轉(zhuǎn)速加臺(tái)數(shù)的方法讓定速泵可以使用平均的流量進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)水流波動(dòng)較大時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦鰷p運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，然后改變泵的運(yùn)行速度。
（4）加強(qiáng)對(duì)水泵的日常養(yǎng)護(hù)，從而減少水泵的摩擦以及電能消耗。如果想要水泵實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要全面提高提升泵的運(yùn)行效率，需要對(duì)提升泵設(shè)備的操作進(jìn)行規(guī)范，不僅需要加大日常管理力度，還需要加強(qiáng)對(duì)泵進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)污水處理廠的具體運(yùn)行情況進(jìn)行改進(jìn)，不斷歸納以及總結(jié)運(yùn)作條件，選擇好的運(yùn)作條件，從而提高提升泵的運(yùn)行效率。
3.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施
污水處理廠中進(jìn)行污泥處理的環(huán)節(jié)也非常重要。進(jìn)行污泥處理的步驟比較多，由于污泥中的污染物比較多，目前沒有足夠理想的方法進(jìn)行處理。在進(jìn)行污泥處理的過程中，需要尋求一種方法，可以對(duì)污泥中的資源進(jìn)行回收利用，從而達(dá)到污泥處理環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的目的。在進(jìn)行污泥處理的過程中可以分為三個(gè)部分，分別為污泥的脫水、穩(wěn)定和濃縮。在污泥脫水中主要使用機(jī)械脫水以及自然脫水兩種方法。其中，使用較多的為機(jī)械脫水，機(jī)械脫水中消耗的能源為電能，使用離心脫水的方法消耗的電能較少，但是沒有辦法達(dá)到較好的預(yù)處理污泥的效果，還很容易發(fā)生機(jī)械磨損的情況。因此，需要找到更好的脫水技術(shù)，在保證污泥處理效果的情況下降低能源消耗。污泥的穩(wěn)定可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為厭氧、好氧、堆肥。有些污水處理廠不對(duì)污泥實(shí)行穩(wěn)定處理，直接對(duì)污泥進(jìn)行脫水。一般來說，在厭氧環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的沼氣可以為在穩(wěn)定過程中使用的能量提供補(bǔ)充。污泥的濃縮過程中一般使用單純氣浮技術(shù)，而使用生物氣浮技術(shù)進(jìn)行替代，有利于提高濃縮的效率，還可以達(dá)到減少能源消耗的目的。另外，可以將處理后的污泥進(jìn)行回收利用，在污泥中揮發(fā)性有機(jī)物占比較大，日本一般使用厭氧的方法消化消減污泥，其中，每噸污泥可以產(chǎn)生680m3的沼氣，通過磷酸型的電池殼能夠得到50%的污水處理廠的能源。對(duì)于污泥的回收利用主要通過厭氧消化的方法產(chǎn)生沼氣，將可焚燒的污泥作為燃料產(chǎn)生熱能回收，對(duì)燃燒后的污泥或者部分污泥進(jìn)行堆肥。
3.4 污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗措施
在污水處理廠中，污水的生化處理以及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)使用的能源較多。其中，污水的預(yù)處理中主要分為格柵以及沉砂池。污水的生化處理環(huán)節(jié)中導(dǎo)致能量消耗較大的原因是需要使用曝氣系統(tǒng)。前文已經(jīng)介紹了曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施，此處主要降解污水預(yù)處理中節(jié)能降耗的措施。
（1）在沉砂池中很容易由于曝氣設(shè)備導(dǎo)致能源消耗較大。在設(shè)計(jì)沉砂池時(shí)，需要使用平流式以及旋流式的方法，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
（2）在進(jìn)行污水預(yù)處理過程中需要科學(xué)合理地設(shè)置格柵，在污水處理過程中使用格柵本身無(wú)法起到較大的節(jié)能作用，但是可以降低后期中其他設(shè)備的能源消耗。因此，必須嚴(yán)格落實(shí)格柵的設(shè)置。一般需要將格柵設(shè)置在污水處理廠的前段位置、污水渠道的進(jìn)口位置、泵房的集水井位置等，可以將較大的漂浮物進(jìn)行截留，避免造成堵塞的情況，有利于促進(jìn)污水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，污水處理廠對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用水質(zhì)量等具有重要的作用。但是污水處理廠中能源消耗較大，因此，使用改進(jìn)污水處理廠中的污泥處理、污水處理、提升泵、曝氣等日常運(yùn)行設(shè)計(jì)的方法，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。但是目前技術(shù)有限，還需要人們不斷進(jìn)行研究以及探索，從而更好地降低污水處理廠的能源消耗。
