城市生活污水處理廠能耗分析與節(jié)能措施

孫龍 徐全科

摘 要：實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵是分析污水處理廠的主要資源消耗和處理過程中節(jié)能的方向和聯(lián)系。科目，但在我國沒有系統(tǒng)的研究。因此，結(jié)合國內(nèi)污水處理行業(yè)的具體情況，結(jié)合國內(nèi)外研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合城市污水處理廠運(yùn)行現(xiàn)狀，分析污水處理廠主要資源消耗情況，不含改變原有的廢水處理過程。在節(jié)能措施的基礎(chǔ)上，優(yōu)化污水處理廠的運(yùn)行管理，減少污水處理廠的能源消耗和其他資源消耗，污水質(zhì)量將達(dá)到穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，并節(jié)省生產(chǎn)和運(yùn)營成本。維護(hù)污水處理廠的正常運(yùn)營，要注重企業(yè)的節(jié)能降耗，提高效益的清潔生產(chǎn)目標(biāo)，研究污水處理廠的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：污水處理；能耗；分析；節(jié)能措施；成本

1 引言

隨著城市的快速發(fā)展和進(jìn)步，水污染的問題也越來越嚴(yán)重，為了能更有效地解決污水問題，治理污水，改善污水問題，建設(shè)城市污水處理廠，是目前非常重要的一項(xiàng)工作。雖然建設(shè)污水治理廠是較為容易的工作，但在后期污水處理廠維護(hù)是較為復(fù)雜和困難的一項(xiàng)工作，因?yàn)槲鬯谔幚磉^程中消耗的能源較多且成本也十分的高，所以導(dǎo)致很多城市的污水處理廠沒有真正付諸實(shí)施。本文主要闡述和分析了我國某城市生活污水處理廠能耗，并對節(jié)能措施進(jìn)行深層次的剖析和論述，希望對相關(guān)污水處理單位給予參考和幫助。

2 污水處理廠的能耗組成分析

污水處理的含義是指將污水中各種污染物的分離過程，以達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。污水處理推動環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的動力，也是有效保護(hù)水資源不可或缺的一項(xiàng)工作。在我國，污水處理廠的發(fā)展相比較其他國家的發(fā)展是相對較為緩慢，從而也導(dǎo)致能源的消耗這些問題并沒有引起人們足夠的關(guān)注。隨著城鎮(zhèn)化的快速建設(shè)，污水問題的日益嚴(yán)重，我國現(xiàn)如今也開始關(guān)注污水建設(shè)的工作，開始加大投資建設(shè)污水處理廠。由于居民生活質(zhì)量的進(jìn)步，對水資源的關(guān)注也越老越重視，污水排放的要求和規(guī)定也越來越嚴(yán)格。所以，能源消耗和開支的增加，以至于污水處理中的能耗問題慢慢地受到人們的關(guān)注和重視。

我國的污水處理規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，污水處理水平也在不斷地提高，逐漸的符合人們預(yù)期中的目標(biāo)。目前，生物處理的供氧、污水和污泥的升級是污水處理廠能源消耗最多的一道工藝。在污水處理廠直接能耗中，污水和污泥處理的能耗非常高。污水處理廠生化處理階段的主要能耗是曝氣、污水回用和污泥處理。除此之外，因?yàn)槲鬯幚碓诟吣茉聪暮臀鬯幚韽S的成本較高，在某些因素上導(dǎo)致污水處理廠的發(fā)展十分的緩慢。因此，對污水處理工藝和設(shè)施的能源效率的研究，探討能量分析方案，提供了理論幫助和對新技術(shù)的發(fā)展和工程措施，因此，高效率、低消耗的技術(shù)方案，是目前保護(hù)水資源和促進(jìn)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的重要動力。

3 對變壓器損耗進(jìn)行降低，采用靈活配置的方法，對負(fù)載進(jìn)行核算

3.1 變壓器的損耗包括空載和額定負(fù)載傳輸損耗兩種類型

前者被稱為鐵損，是由鐵芯渦流損耗和漏磁損耗組成，制造工藝與鐵芯材料有很大關(guān)系，與負(fù)荷大小沒有關(guān)系。后者被稱為變壓器線損，由變壓器繞組的電阻以及流過繞組電流的大小成正比，在變壓器負(fù)載率達(dá)到50%的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候變壓器的線損較小，變壓器的能耗最小，但是不會減少變壓器的鐵損，而且變壓器的負(fù)載率過低，空載的損耗較大，功率因數(shù)也較低，容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)的出裝費(fèi)用增大，損耗也增大。因此，要達(dá)到變壓器的經(jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行，應(yīng)該將初裝費(fèi)、高低壓柜、土建投資以及運(yùn)行費(fèi)用等綜合加以考慮，為了保證變壓器的余量的使用和運(yùn)行的穩(wěn)定而進(jìn)行變壓器負(fù)載率的控制。

3.2 對污水處理廠的負(fù)荷采用系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算

在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的時(shí)候，除了對設(shè)備使用的常規(guī)情況加以考慮，還要對需用系數(shù)的取值進(jìn)行核算，得到設(shè)備的使用情況的具體數(shù)值。例如某污水處理廠，在進(jìn)行改造工程的設(shè)計(jì)中，由于該廠的尾水的排放，位于河涌中，而且出水的水位比河涌的常規(guī)水位要高。因此，需要建設(shè)退稅泵房。在洪水位的位置將尾水排放出去。根據(jù)資料記載，河涌每年的洪水位超出的情況不下10次，每次不超過1天。退稅泵房在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對這一加載進(jìn)行考慮，在變壓器總負(fù)載高于用電負(fù)荷的前提下，充分考慮工程負(fù)荷，使得用電負(fù)荷滿足變壓器總負(fù)載的60%。這樣就能保證經(jīng)濟(jì)區(qū)間內(nèi)負(fù)荷運(yùn)行的合理性。三相配電變壓器的能效限定值以及能效等級在變壓器的選型過程中，就在空載損耗值和負(fù)載損耗值等方面做了嚴(yán)格的規(guī)定。例如干式變壓器如果不能滿足要求，可以配備節(jié)能型變壓器予以補(bǔ)充。

4 城市污水處理廠主要的節(jié)能降耗途徑

4.1 節(jié)約藥劑的途徑

相關(guān)廠商應(yīng)減少絮凝劑的消耗也是節(jié)能減排的重點(diǎn)。中國水處理藥品制造商很多，品種繁多，每年產(chǎn)量達(dá)幾十萬噸。在選擇絮凝劑時(shí)要考慮藥物的高效率以減少它們。能夠最大限度地降低污泥含水率，提高污泥脫水性能的絮凝劑可以節(jié)省用藥劑量，提高混凝效果，大大降低了污水處理廠的運(yùn)行成本。節(jié)約絮凝劑的主要途徑是：采用高效脫水，生物降解性好，對改性天然高分子絮凝劑（包括淀粉衍生物，纖維素，多糖和蛋白質(zhì)等）無二次污染；替代傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺絮凝劑；精確投加化學(xué)藥品以避免不必要的浪費(fèi)，通過測試確定聚合物濃度和投加量以及高分子絮凝劑和絮凝劑配方，絮凝劑發(fā)揮最佳的絮凝和凝聚作用，減少試劑用量；要求準(zhǔn)確測量并減少誤差。

4.2 建立完善的管理機(jī)制

加強(qiáng)節(jié)能降耗的措施包括：分析各環(huán)節(jié)污水處理能耗，明確不同處理單元的能源需求，挖掘各控制環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的潛力，提高能耗管理水平，準(zhǔn)確控制城市。污水處理廠運(yùn)營；加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施和藥品管理：建立設(shè)備設(shè)施責(zé)任制度，責(zé)任制度，定期分析設(shè)備設(shè)施運(yùn)行情況，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。加強(qiáng)藥物的儲存和管理，防止雨淋，暴露在陽光下，避免藥物浪費(fèi)；建立激勵機(jī)制，制定科學(xué)的評估，控制和激勵機(jī)制，全體員工積極參與，制定責(zé)任，懲罰和獎勵，讓員工自覺發(fā)展節(jié)能降耗的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)雙方共贏。

4.3 能源的利用

污泥厭氧消化器產(chǎn)生的沼氣可以完全燃燒，保存和運(yùn)輸更加方便。它是一種清潔燃料。它由北京高碑店污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)和天津市污水處理廠污泥處理廠生產(chǎn)。沼氣用于沼氣攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)動機(jī)的熱水作為加熱消化污泥的熱源。沼氣發(fā)電在美國，德國，日本和其他國家也得到了很大的利用。實(shí)現(xiàn)了污泥減量化，穩(wěn)定化，無害化，資源化利用的統(tǒng)一，是一項(xiàng)優(yōu)秀的節(jié)能技術(shù)。

4.4 污泥的綜合利用

在城市污水處理過程中，會產(chǎn)生大量的剩余污泥。為了防止環(huán)境的二次污染，有必要科學(xué)地考慮污泥的處理和處置。目前垃圾填埋，農(nóng)用，焚燒，建筑材料制造等污泥處理方法已經(jīng)成熟。但是，污泥填埋并不能真正解決污泥問題。未使用污泥，也可能發(fā)生二次污染。它不能被視為資源利用率方式。因此，許多研究人員嘗試將污泥直接用于建筑材料，或者使用焚燒后的污泥殘?jiān)鼇碇圃旖ㄖ牧稀?/p>

5 結(jié)語

城市污水處理廠節(jié)約能源消耗是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及的環(huán)節(jié)和領(lǐng)域較多，從設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等方面來實(shí)行降低企業(yè)成本。在實(shí)施污水處理廠節(jié)能降耗措施的同時(shí)，必須要增加管理，促進(jìn)污水處理的發(fā)展。除此之外，完善能源消耗的方案，改進(jìn)技術(shù)，達(dá)到目標(biāo)方針。

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