關(guān)于污水處理工程中電氣節(jié)能設(shè)計的探討

趙曉峰

河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊 河北邯鄲 056000

由于污水處理廠屬于高能耗企業(yè)，因此必須注意節(jié)能和減少能耗。從目前的實際發(fā)展情況來看，一些污水處理廠的電氣設(shè)計存在著不合理，節(jié)能措施不足等問題，致使污水處理廠消耗了大量的資源和能源，對污水處理工作的質(zhì)量造成了嚴(yán)重的影響。

1 污水處理現(xiàn)狀

環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革新有助于簡化污水處理工作的工作流程，輔助電氣設(shè)備智能化設(shè)計，污水處理工作更加高效得以實現(xiàn)。就目前的情況來看，一些具有良好生物降解性的污水處理廠一般都進行好氧生化污水處理。這種方法相對容易，且在短時間內(nèi)可以有效地處理污水。但是這種方法也有缺點，其最大的問題就是耗能偏大。

有些污水處理廠會采用厭氧硝化的方式處理污水，這種方式能夠在處理的過程中獲得沼氣資源。在選擇這種處理方法之前，應(yīng)仔細考慮實際情況并結(jié)合具體的污水處理要求。只有這樣才能選擇最科學(xué)合理的污水處理方法，而且整體處理效果也很有效。厭氧硝化的最大優(yōu)點是它不僅可以處理污水，而且還能獲得沼氣資源，并在許多地方使用。收集沼氣資源的過程需要使用專用設(shè)備和儀器，并且人員必須實時監(jiān)控設(shè)備的運行。

2 污水處理工程中電氣節(jié)能措施的探討分析

2.1 做好供電方案的合理設(shè)計

污水處理項目在實際運行中通常會消耗大量電能。因此，合理設(shè)計電源系統(tǒng)可以有效降低能耗。

可以依照不同規(guī)模的污水處理項目和處理過程設(shè)計不同的電源方案。如果污水處理廠占地面積和電源半徑較大，則可以選擇電源模式的中繼類型。這種模式的優(yōu)勢是電纜結(jié)構(gòu)清晰、梳理和維護比較容易，而缺點是會對電源的可靠性產(chǎn)生一定的影響。如果污水處理廠規(guī)模較小且供電范圍相對集中，則可以選擇徑向供電系統(tǒng)設(shè)計。這種方案的功率較低，更加穩(wěn)定可靠，但是電纜消耗高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

在設(shè)計方案時，應(yīng)該注意做出有針對性的選擇，以此來減少電力損耗。此外，還必須科學(xué)合理地選擇整個工廠中配電中心的位置，根據(jù)工廠布局和污水處理結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。同時，它應(yīng)盡可能靠近污水處理項目的道路中心，注意不僅可以有效節(jié)省成本，而且還可以減少線路損耗，提高電源的安全性和穩(wěn)定性。在一個污水處理項目中。

2.2 做好供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計

設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際情況合理選擇變壓器的類型，以減少供配電系統(tǒng)中的損耗。此外，在選擇變壓器的容量時，負載系數(shù)應(yīng)盡可能保持在75%左右。同時還須仔細考慮變壓器經(jīng)濟的運行方式，如果周期性負載相對集中，則應(yīng)安裝專用變壓器，維持一個良好的變壓器負載環(huán)境。

在供配電系統(tǒng)設(shè)計中，適當(dāng)?shù)匦Ｕβ氏禂?shù)和增強諧波控制也可以對總體降低能耗產(chǎn)生積極影響。必須注意選擇合適的電動機和燈泡啟動器等，以減少浪費的功率。若這種操作后功率因數(shù)仍然很低，則應(yīng)使用并聯(lián)功率電容器為電源和配電系統(tǒng)提供無功補償[1]。

2.3 做好控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應(yīng)從以下幾方面考慮。

首先，通過加強對交流電動機的端子電壓轉(zhuǎn)矩、速度和其他參數(shù)的控制，通常可以基于電動機本身來實現(xiàn)降低電動機能耗的目標(biāo)。

其次，對于污水處理項目，某些耗電大的設(shè)備可以在啟動模式下選擇軟啟動。原因是當(dāng)單個電器的工作功率相對較大時，采用直接啟動方法會對整個傳輸網(wǎng)絡(luò)的運行和正常的設(shè)備操作產(chǎn)生不利影響，例如突然的電壓變化會導(dǎo)致變壓器故障。因此，相關(guān)單位應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)膯舆^程。例如利用軟功率頻率啟動和變頻啟動來實現(xiàn)降低啟動電流和降低電機能耗的目標(biāo)[2]。

3 降低城市污水廠電氣能耗的策略

3.1 做好供配電系統(tǒng)的節(jié)能

（1）無功補償。選擇集中補償或分散補償，具體取決于工作流程的情況。例如，在分布式補償中，可以通過增加低壓線路工作線的功率系數(shù)來控制線損，但是這種方法很難控制變壓器的銅損。而集中補償可以減少銅損，它是通過在負載中心安裝低壓配電室來實現(xiàn)的。

（2）減少線損。使用銅芯線作為控制線，并根據(jù)負載性質(zhì)、敷設(shè)長度和敷設(shè)形式確定線徑和截面積，以保證設(shè)備安全穩(wěn)定高效節(jié)能。

（3）電機節(jié)能。充分結(jié)合工藝要求，通過PLC軟件的可調(diào)整特點，優(yōu)化電氣設(shè)備（風(fēng)機、水泵等）運行停止時間占比，通過使用變頻控制技術(shù)來實現(xiàn)對該設(shè)備的運行頻率進行PID控制。

3.2 不斷優(yōu)化改進污水處理工藝

隨著人們對污水處理工作的要求不斷嚴(yán)格，為了使處理達標(biāo)，設(shè)計工藝時需要不斷采用新技術(shù)新工藝，以實現(xiàn)節(jié)能降耗目的。此外，依據(jù)污水處理工藝特點，積極開發(fā)并致力于電氣控制技術(shù)創(chuàng)新。從工藝和電氣控制兩個方面著手，減少污水處理單位體積電能消耗，實現(xiàn)節(jié)能并增加利潤。

3.3 優(yōu)化節(jié)能設(shè)備

電能消耗的主要原因是可以有效控制電能使用的各種設(shè)備（例如風(fēng)扇和泵）的運行。風(fēng)扇和水泵經(jīng)常在實際運行中充滿負荷，并且設(shè)備上的實際負荷小于設(shè)計成本，使得能耗較高，利用率低，造成了電能的浪費。對于此，相關(guān)單位有必要優(yōu)化節(jié)能設(shè)備，并促進節(jié)能設(shè)備的推廣應(yīng)用。在提高設(shè)備運行效率的同時，運用計算機對設(shè)備的運行狀況進行有效監(jiān)控，最終達到減少能耗并提高流程操作的節(jié)能目的[3]。

4 結(jié)語

總而言之，污水處理工程的對我國的整體發(fā)展非常重要。想要促進污水處理工程高質(zhì)量的發(fā)展，就必須做好設(shè)計電力方面的工作，并樹立良好的節(jié)能的理念，合理運用科學(xué)的節(jié)能措施，減少污水處理過程中的電力損耗。這種做法不僅可以降低企業(yè)投入的成本，而且還可以促使污水處理工作得到更好的發(fā)展。