武云鹏

摘 要： 污水处理对城市环境建设具有重要意义，污水处理是能耗性非常高的行业，其电能耗量约占全社会用电量能耗的0.3%，因此在污水处理厂采取节能降耗措施是非常重要的。随着城市发展，对污水处理的出水标准越来越高，我们要在污水处理的全过程把控能耗量，对于能耗高的重点处理环节采取有力措施，并加强对污水处理的能耗管理，从技术上和管理层面最大程度的节能降耗，推动污水厂的可持续发展。

关键词： 污水处理厂；节能；降耗

1.我国污水处理现状

污水处理是我们保障生活环境卫生、减少污染的必要措施，通过对污水处理，能够有效去除污水中的氮、磷、有机物、病菌等有害物质，保障我们的水体、土地生态环境安全。自2006年起，我国污水处理厂数量直线增长，2009年至2015年期间，我国城镇污水处理厂数量由1878 座增至3542 座，至2016年末我国城市、县城累计污水处理厂数量为3552座，其中城市2039座，县城1513座，城市污水日处理能力14910万m3/d，县城污水日处理能力3036万m3/d。污水处理厂的广泛建设已覆盖大部分城镇生活圈，未来污水处理厂的建设或放缓，但是污水处理量仍会不断增长。随着污水处理标准的提升，我们对污水处理工艺也在不断改进创新，但是污水处理的过程是一个高能耗的过程，据统计我国污水处理平均能耗为0.29kWh/m3，国家能源局2014年发布的社会总用电量为55233亿kWh，通过核算，污水处理行业用电量占到了社会总用电量的0.3%，能源危机以及保护水环境要求的提高，时刻提醒着我们要节能降耗，在污水处理过程中如何采取有效策略降低能耗是我们要不断研究的课题。

2.污水处理厂主要能耗分布

污水处理厂的直接能耗主要来源于电能耗，占总能耗量的60%～90%，其他间接能耗来自于燃料、药剂等。当前我国大约有82%以上的污水处理厂的电能耗水平高于0.44kKh·m-3，而美国、日本、德国等发达国家的污水处理电能耗量在21世纪初时已控制在0.20kKh·m-3～0.32kKh·m-3左右，可见我们与发达国家的差距还很大。在直接的污水处理电能耗中，污水提升能耗占10%～20%，曝气供氧能耗占50%～70%，污泥处理能耗占10%～25%，这三部分的电能耗是主要输出，污水处理节能降耗措施也主要围绕这三点展开。

3.污水处理厂的节能环节与措施

3.1水泵节能

污水处理厂的进水部位一般都处于管网系统的末端并且高程较低，因此就需要用提升泵将污水提升至处理系统中，这个过程的能耗较高，是节能的重点之一。当前造成我国污水处理泵能耗高的主要因素有：电机功率、水泵扬程和功率、水量波动、水泵控制管理等。提升泵的节能降耗措施主要从以下几点入手：在设计阶段要做好污水厂现有管网系统和污水处理流程的全设施的调研工作，尽量降低需要提升的污水与处理设施之间的高程差；根据污水流量、污水提升量以及变化特征，选择合适的水泵、水泵组合方式，让水泵运行在高效率区间，提高运行效率；根据污水扬程、污水处理量、水头损失、泵的功率等综合考量，选择搭配合适的泵组合方式，做好变频水泵与固定功率水泵之间的调控，当水流出现较大波动时应及时调整水泵的运行台数和运转速度，适应水流变化，避免频繁开启水泵而降低水泵的使用寿命，另外要选择与水泵匹配的电机，注重电机的高效运行；注重管道设计与布置，保障整体结构紧凑，连接管路短而直，减少弯管，尽量降低管道长度，降低管道输运的阻力，减少水头损失，保证管道输运流畅；注重对设备的定期检修维护工作，对系统的滴漏、磨损、结垢等问题及时处理，保障设备高效运行。

3.2曝气节能

污水中污染物的去除主要是通过微生物生化代谢来实现的，我国常用的污水生化处理工艺有AO工艺、AAO工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等，去除微生物的生化代谢过程需要通过曝气供氧来完成，因此曝气效果直接影响着污水处理的效果，实际工作中造成曝气能耗过高的原因有设备容量过大、操作效率低下等问题，通过适配曝气装置、优化曝气方式、控制曝气量等方法来节能降耗。①对于曝气装置的选择要结合考虑氧的利用率与动力效率，要求不易堵塞而且维修方便为宜，要兼顾使用技术的经济性，降低系统造价；②一般来说，AAO、SBR工艺多选择微孔曝气方式，微孔曝气的空气量是由风机提供的，当前污水处理厂常用的风机有罗茨风机和TURPO风机，罗茨风机通过变频器调节来实现节能，多用于中小型污水厂，TURPO风机搭配MCP控制开关柜配套使用，通过对实时数据的在线监测，结合进水流量对风机导叶开度和风机开启台数进行控制，达到控制风量，减少浪费的目的。另外微孔曝气也分单边曝气和全面曝气两种，实践证明全面曝气比单边曝气的传氧效率更高，采用微孔盘式曝气头比使用穿孔管可节能20%以上；③对曝气量的合理把控也十分重要，曝气量小的话直接影响出水水质，曝气量大则会造成不必要的能耗，还会破坏污泥絮体结构影响出水水质，因此在保证出水水质的情况下，满足工艺要求按需曝气，控制好曝气量以防止过度曝气，可以根据污水处理需氧量设置递减曝气量，或者根据出水氨氮浓度来设置曝气量。

3.3污泥处理节能

污泥处理环节主要包含污泥浓缩、稳定、脱水三部分，污泥的处理节能不仅仅在于三环节的节能，还在于污泥的有效回收再利用。污泥浓缩可采用生物气浮技术，相比较于重力浓缩和离心浓缩，气浮浓缩的效率更高、效果更好；污泥稳定技术有厌氧、好氧、堆肥三种，就目前来看，厌氧稳定技术应用比较广泛，厌氧处理生成的沼气可以补偿消耗的能量，在一定程度上取得了节能降耗的效果，当然还有很多污水处理厂污泥未经稳定处理直接进行脱水；脱水方式有自然脱水和机械脱水，目前国内对于污泥脱水多采用离心式机械脱水，虽然其电耗较低但是容易磨损，对污泥预处理的要求也比较高，所以需要我们研发更加高效节能的脱水工艺；污泥的回收利用可以通过焚烧污泥产生热能、厌氧消化产生沼气来实现，但是实际上我国对于污泥的回收利用率较低，需要我们正视污泥的资源化，进一步开发污泥处理工艺。

3.4自动控制节能

污水处理设备的智能化、全自动化、电气化已经成为现在污水处理的主要发展建设方向，通过PLC智能控制，实现设备的指令化操作，完成在线监控、自我调整、信号反馈、数据存储等功能，提高污水处理设备的工作效率，加强设备的稳定性和安全性，通过智能控制可以有效避免设备空转，降低设备运行能耗。

3.5节能管理

要加强管理层面的节能控制，针对污水處理的高能耗环节建立数据库，分析能耗原因，提出降耗策略，设立专门的能耗管理团队，制定降耗目标，对污水处理运行做精确、细致的把控，提高能耗管理意识，对高能耗环节进行改造，优化污水处理工艺和设备，达到节能的目标。

结语

通过简要分析我国污水处理厂的建设现状以及污水处理能耗分布情况，可以看到我国当前的污水处理能耗还是比较高的，存在着很大的节能改造空间，就污水处理过程内部环节来说，控制好水泵、曝气、污泥处理三个重要部分的能耗，对于污水处理全过程来说降耗节能的效果比较显著，是我们在节能工作中需要注意的重点，另外还要加强节能管理，引进新技术新工艺新设备，为节能降耗添加助力。

参考文献

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