倪玉婷　苏德龙　何肖忠

【摘 要】我国经济发展速度不断加快，城镇建设规模也随之增长，在污水处理量增长的过程中，污水处理厂能耗问题引起了社会各界的广泛关注。本文根据我国污水处理厂能耗情况进行分析，提出了污水处理厂的节能降耗途径，并且对现有设备进行了一定优化改造，通过多个环节的节能降耗处理，实现降低成本、减少用电消耗的目标。

【关键词】污水处理厂；节能降耗；技术发展

近年来，我国县级污水处理设备数量不断增加，污水处理率得到了明显提高，在国家政策的支持下，未来几年污水处理规模将不断加大。在污水处理量加大的同时，耗电量也随之增长，为了实现我国可持续发展战略目标，必须采取合理的节能降耗措施，使污水处理厂总能耗得到有效控制，为我国社会经济发展提供助力。

1.污水处理厂能耗情况

我国污水厂使用的处理工艺并不相同，而且实际能耗数据也有较大差别。根据资料统计，在不进行污泥处理的情况下，污水处理耗电量为0.16-0.29kW·h/m3，而通过我国学者的研究，使用卡鲁塞尔氧化处理工艺的耗电量为0.21kW·h/m3。通过赵传义进行优化改良的A2/O污水处理工艺，处理每吨水耗电量只有0.15kW·h，可以看出该方法节能效果非常优秀。根据城市污水处理平均电耗统计，我国现阶段平均电耗已经达到0.31kW·h/m3，能耗要远超发达国家污水处理能耗。以0.31kW·h/m3为基础进行计算，在2014年我国污水处理量就将达到1.36亿m3/d，而耗电量就将接近4216万kW·h/d。以上海某污水处理厂在2014年的生产成本进行计算，该厂满足二级排放标准，生产成本0.489元/m3，经营成本0.285元m3，以此标准计算，在2014年度，该厂需要承担的生产成本为5986万元/d，经营成本为3436万元/d，年生产成本为229亿元，年经营成本为136亿元，与2010年总运行费用相比，约有24.5%的增长。

2.污水处理厂节能技术与发展途径

2.1能量利用审核

通过能量利用审核，可以为污水处理厂正常生产经营提供准确的数据，并且为污水处理技术改造方案选择提供参考。通过生命周期進行污水处理的成本分析，并对处理系统与单元组件进行优化，实现降低污水处理能耗与成本的目标。通过能力利用评价审核能量利用效果，并且辅助污水处理厂进行设备维护，使设备可以及时进行改进或更换。能量审核评价包括两步，其一是可行性研究，需要对技术方案进行整体性评估，并且完成初步的设计，明确项目范围，成本、财政评价等资料；其二是对设计工程进行详细标注，根据在线监测系统对改造后实际效果进行判断。根据工程前期情况进行研究，审核污水处理厂的全部工作流程，保证其单元具有良好的节能降耗效果。

2.2反应器在线数

未来城市规模将不断增长，污水处理量也会随之增长，为了承载工业废水与大雨的冲击，在运行阶段需要所有反应器容积维持在线状态，这种情况会导致活性污泥系统维持在低负荷状态。如负荷率处于正常水平，则污水处理的能量使用效果也会有所上升。例如旱季进行污水处理时，如果生物反应器维持2个以上运行状态，则需要对污水处理进行合理分析，评价停止一部分生物反应器后，是否会影响污水处理厂的正常负荷，经研究表明，在旱季停止部分反应器后，仍然可以保证污水处理厂的正常运作。

3.节能降耗设备改造

3.1曝气组件

根据美国80年代北美地区资料统计，当年北美地区曝气设备能耗为1.4×106kW，在这其中，曝气系统消耗的能源约占污水处理厂总能源消耗的45%-75%，所以，曝气组件的节能改造是污水处理厂节能降耗的重要内容之一。扩散曝气系统是最为常见的充氧方式，设备实际充氧能力受多种因素影响，其中包括池体形状、曝气类型、安装深度、气压、温度、污水特征等。OTE是判断曝气系统效率的核心指标，通过改善OTE，可以提高系统能量使用效率，而影响OTE的因素包括水深、水质、气泡、风速、密度、堵塞情况等。OTE受生物反应扩散器数量影响，数量越多，OTE也会有所提高，部分污水处理厂根据反应池大小设计曝气器位置，也有部分污水处理厂将曝气器的微孔更换为粗孔，通过这些方法，均可有效提高污水处理用电效率。部分曝气头在更换完成后，每年可节约用电费用120000美元，经计算，投资仅需3年即可回收。在进行混合液悬浮处理时，可以通过高效率的混合设备取代曝气设备，通过这种方法，不仅可以提高处理效率，还可以使能量需求降至合理范围。

3.2水泵

水泵设备在活性污泥处理中经常使用，其中包括提升泵、回流泵、内回流泵、污泥泵。根据北美地区实际运行效果，水头提升降低0.4m，即可节约成本0.0415美元/（m3·d）。为了保证水泵运行效果，可以采取以下措施进行改造。水泵在运行阶段，需要维持在高效区间，两台泵设置85%额定流量，代替3台泵55%额定流量；合理调节水位，使水泵启闭次数降低，稳定出水水流；使用大型水泵优化运行功率。

4.结束语

为了实现可持续发展战略目标，我国一直坚持加强污水处理技术水平。污水处理厂高能耗的问题，已经影响了污水处理技术优化的效果与速度，为了降低能耗，需要了解污水处理节能降耗技术的发展方向，并且积极吸收国际优秀节能污水处理技术，通过高水平的技术应用，实现污水处理厂的节能降耗目标。 [科]

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