论污水处理厂节能降耗的科学途径

摘 要：如今，水资源变得越来越紧张，生产、生活污水的排泄成为污水的主要来源。与此同时，人类正在不断地深入研究水资源的保护和再生技术。污水处理成为目前自然科学界研究的重要课题。文章概述了污水处理的内容，分析了污水处理厂的能耗以及污水处理厂节能降耗的途径，通过案例进一步深入论述了污水处理厂节能降耗的科学途径。

关键词：污水处理厂 节能降耗 途径

中图分类号：F205 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2014）08-285-02

一、污水处理概述

处理污水在是一个世界性难题。随着全球经济的快速发展，污水处理厂的建设规模越来越大，所产生的能源消耗也越来越多。根据相关统计数据表明，活性污泥处理系统在运行过程中所消耗的能源成本占总运行成本的30%到80%左右。随着全球人口不断增长，处理污物的标准越来越高，污水处理厂的规模也会越来大。受到污水处理厂规模扩张的影响，在未来的15～20年内所消耗的能源成本也将增加20%以上。如何节能降耗，是污水处理厂经营管理首先应考虑的问题，这对于稳定社会、促进经济发展有着极其重要的意义。

二、污水处理厂的能耗分析

（一）电能消耗

随着我国污水处理事业的不断发展，污水处理厂运行过程中所消耗的电能也在逐年增长。目前，电能消耗按地理位置和工艺选择的不同而不同，平均大约在0.30kW·h/m3左右。污水的提升系统、污泥处理系统和二级生化处理供氧系统是污水处理过程中耗费电能最多的部分，占总工艺耗电量的90%以上。其中二级生化处理系统的电能消耗主要集中在搅拌器、鼓风机和内外回流泵上，鼓风机占二级生化处理系统总耗电量的75%，大约占污水处理厂运行总耗电量的50%，是全厂耗电量最大的系统。因此，二级生化处理系统节能降耗的重点在于降低鼓风机的能耗。

（二）药剂消耗

污水处理厂在处理污水过程中所使用的药剂主要是絮凝剂，用于污泥脱水。目前，大多污水处理厂所使用的絮凝剂都是人工合成的。絮凝剂不够的话，污泥含水率降不下来，增加剩余污泥处理难度。而大量的絮凝剂的消耗则会增加污水的处理成本。此外，絮凝剂中含有难以降解的毒性，二次填埋后再一次进入环境，将造成二次污染。

（三）自来水消耗

目前，大部分污水处理厂都未建立中水回用处理系统，处理后的污水直接排放到纳污水体。在污水处理厂运行过程中会用大量的自来水来冲洗厂内污泥脱水车间、配药、风机冷却以及绿化办公等。因此，我国大部分污水处理厂耗用的自来水量都很大，不但增加了污水处理成本，同时也浪费了很多的水资源。

三、污水处理厂节能降耗的途径

（一）节约电能消耗

污水处理厂应该在保证水质的前提下节省电能的消耗，减少电能成本的支出。要达到这一个经营目的，污水处理厂可以从污水处理工艺方面着手，重点是减少污水提升泵、曝气机和污泥脱水机、回流泵等大功率机电设备耗电。

1.节约污水提升泵电能消耗。减少污水提升泵电能消耗应综合考虑提升泵整个系统，具体节能降耗的措施如下：首先，应该科学正确地选择水泵，使其能够发挥最佳的工作效率；其次，要合理利用污水处理地形，减小污水提升高度，降低水泵扬程；最后，可以通过应用变频调速技术，调整电机的运行速度，降低水泵的排水单耗，控制水泵运行台数，从而达到节能降耗的目的。

2.节约污水曝气系统电能消耗。曝气是污水处理工艺的核心，也是污水处理厂节约电能消耗的关键，其运行过程中会消耗大量的电能，节约能耗的具体措施如下：（1）曝气与鼓风设备要选择效率高的；（2）采用变频技术提高鼓风机运转效率，使曝气设备可以稳定的在较高状态下运行，最终达到节能降耗的目的；（3）控制曝气流量的精确度；（4）根据污水中氧的溶解度调整曝气量和鼓风量。

3.节约污泥脱水系统电能消耗。污泥脱水系统的主要作用是减容、减量、稳定和无害化处理含水量98%以上的污泥。在选择相应设备时，应该选择脱水效率相对比较高且消耗电能又较低的设备，尽量减少设备处理污泥的动作时间，达到节约电能消耗的目的。

（二）节约药剂消耗

根据调查我国生产絮凝剂药剂的厂家达230多家，生产的药剂品种达100多种，总产量将近20万t。污水处理厂在选择絮凝剂时，既要考虑药剂的单价，又要考虑到药剂的高效性，使其保证最大限度减少污泥含水率的同时也提高污泥的脱水性能，这样既能提高混凝的效果，又能节约药剂的使用量。节约药剂消耗的主要途径包括：使用脱水效率更高且不会造成二次污染的絮凝剂替代药剂；投加药剂的量要精确，减少不必要的药剂浪费；投加药液的设备要尽量精准，尽可能地减少投加量的误差。

（三）节约自来水消耗

节约自来水消耗的主要途径是建立中水回用系统，用于厂内污泥脱水反冲洗、车间清洗、冷却电机和绿化用水等。减少自来水的大幅度消耗，实现污水资源利用，降低水耗用成本。

（四）完善污水处理厂管理机制

污水处理厂管理层可以对厂内各个工段消耗的能源量进行分析，明确各工段对能源的需求量，在提高能源管理水平的同时，挖掘各工段节能降耗的潜力，精确地控制污水处理厂的工艺运行；建立相应的岗位责任制和设备设施管理使用责任制，定期对设备设施的运行情况进行分析，加强设备设施和药剂的管理，使其运行效果达到预期目标；建立科学的考核、控制激励机制，使员工积极参与节能降耗管理，养成节能降耗的工作习惯，让企业与员工实现双赢的目标。

四、案例分析

（一）某污水处理厂概况

广东某污水处理厂日处理水量20万m3/d，其处理厂分两期建设，每期建设工程规模各10万m3/d，有污水深度处理工艺。

（二）该厂污水处理能耗的构成

通过对该污水处理厂工艺和深度处理工艺的分析，该厂主要能耗产品和设备有：第一，进水提升泵房、回流和剩余污泥泵房、加药泵房和反冲洗水泵房；第二，用于清洗和过滤泥沙的机器设备；第三，维持工艺供氧设备；第四，用于搅拌污水的机器设备以及日常生活照明等设备；第五，污泥脱水设备。

该污水处理厂污水过滤、药液配制以及绿化、日常生活卫生等都需要用一定的水。

（三）设计污水处理厂节能降耗情况

1.选择节能降耗工艺。该污水处理厂在二期建设时，重新设计选择污水处理工艺。一期采用的AA/O工艺，供氧方式采用表面曝气。表曝主要的缺陷就是能耗较高。所以二期采用能耗降低的工艺微孔曝气的AA/O工艺

2.减少污水处理厂电力的消耗。一期的氧化沟采用卡鲁塞尔氧化沟表面曝气的形式，这种曝气氧化沟的能耗比较高。在运行中发现，仍然有溶解氧过剩的现象。通过安装变频装置的方式，使一台曝气机能以较低的转速运行，以达到降耗的目的。由于进入污水处理厂的污水量并非稳定不变，如全部采用工频的污水泵，可能大马拉小车，浪费电耗。所以污水厂污水提升泵采用定频和变频联合使用的方式，以达到节省电能的目的。

3.节约污水处理厂水的消耗。污水处理厂内的生活用水、配制药剂用水以及消防用水可采用自来水，生产用水、绿化用水以及浇洒道路用水等可采用污水经过处理后的再生水。

（四）减少污水处理过程中药剂的消耗

1.污水处理厂可通过试验确定污水处理药剂的配制浓度、投放量，使污水处理药剂发挥其最佳药效外，也可以减少药剂的投放量，节约药剂的消耗。

2.由于国家对出水磷的指标要求越来越严（PO43-<0.5mg/L），而生物除磷具有不稳定的特点，有时会出现出水磷超标的情况，这时就要投加明矾进行化学除磷。因此该厂专门建了明矾加药间，用于储存、稀释和投加明矾，控制出水磷的指标。而且该厂正对加药间进行自动化改造，逐步实现明矾调配，投加自动化控制。

五、总结

通过分析污水处理厂节能降耗的案例，可以发现污水处理厂节能降耗的空间仍然很大，只要污水处理厂的管理者选对处理工艺，再加上强化的污水处理节能降耗的科学管理，不但能够节约污水处理厂的资金，也能降低污水处理厂的能源消耗。

参考文献：

[1] 吴军伟，朱学红.浅谈污水处理厂的节能降耗[J].给水排水，2011（1）

[2] 黄伟.污水处理厂节能降耗的有效措施[J].河南化工，2002（2）

（作者单位：中山市污水处理有限公司 广东中山 528403）

（责编：玉山）

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