高 劍 鄭茜茜

1 溫州市蒼南公用事業(yè)發(fā)展有限公司 浙江 溫州 325803

2 溫州市排水有限公司 浙江 溫州 325000

污水處理廠也可被稱為污水處理站，主要作用是將污染源產(chǎn)出的廢水、污水進(jìn)行加工過濾，通過降低水中污染濃度的方式來達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并滿足環(huán)境的要求。隨著我國人口基數(shù)增多，人均用水量與工業(yè)用水總數(shù)急劇增加，為了確保污水質(zhì)量滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠需要提高工作效率與數(shù)量，這就導(dǎo)致污水處理企業(yè)在能源消耗方面逐漸增大[1]。想要有效降低能源消耗，必須明確耗能所在，從而提出應(yīng)對策略，才能在確保工作量的前提下完成節(jié)能降耗的目標(biāo)。

1 污水處理廠能源消耗現(xiàn)狀分析

我國的污水處理行業(yè)相對來說發(fā)展較晚，使用需求主要以國防尖端以及工業(yè)，自改革以來，我國經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，隨著人們生活質(zhì)量的提升，增加了對污水處理的需求。自二十世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)污水處理行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展加速期，對于污水處理的需求與要求等增長速度遠(yuǎn)超于其他國家。據(jù)統(tǒng)計，在2000年我國污水產(chǎn)量就已高達(dá)46萬噸，到2004年已經(jīng)增長至236萬噸，年增長率持續(xù)在82.6%，所占的國內(nèi)市場比重也增長至52.8%，而相對于世界污水處理產(chǎn)業(yè)也才處于6%的速度增長。根據(jù)近期數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止到2020年4月份，我國存在歷史最久的污水處理廠所處理的污水已高達(dá)109億噸，因為處理廠技術(shù)相對落后，所以無論是運(yùn)行成本還是所用能源都是巨大的，不僅增加了環(huán)境污染的風(fēng)險，還增加了政府財政負(fù)擔(dān)，并影響到周邊居民們的生活與工作[2]。

污水處理廠屬于一種能源消耗較高的行業(yè)，主要利用的能源有藥劑、電能以及燃料等，其中應(yīng)用最多的能源就是電能，而電能在污水處理中的消耗主要作用在生物處理充氧、水利提升、污泥處理、廠區(qū)照明、混合推流等環(huán)節(jié)中。

2 污水處理廠能耗構(gòu)成

想要有效落實污水處理廠能耗降低的工作，就需要明確能耗的重要構(gòu)成，從而掌握努力方向，在滿足污水處理工作量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)節(jié)能降耗的研究策略。污水處理是通過專業(yè)的工藝實現(xiàn)的，主要分為三個級別，一級處理是通過機(jī)械處理，例如沉淀、氣浮、格柵等來過濾水中的油脂試塊等雜物；二級處理是通過生物化學(xué)進(jìn)行處理，通過微生物把污水中的污染物進(jìn)行降解；三級處理是深度處理，把水中的營養(yǎng)物質(zhì)去除，然后利用紫外線、氯等技術(shù)實現(xiàn)對污水的消毒。在實際工作中，通常會通過不同的水質(zhì)情況與水源特點(diǎn)來選擇處理級別[3]及工藝組合。

想要有效落實節(jié)能降耗的工作目標(biāo)，就需要在掌握污水處理基本流程的基礎(chǔ)上對能耗構(gòu)成具有深入的了解，明確能耗結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行對策的探究。結(jié)合大部分污水處理廠的情況來看，不同工作環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的能耗也是不等的，其中鼓風(fēng)曝氣以及機(jī)械曝氣電機(jī)、污泥泵、污水提升泵等環(huán)節(jié)的工作都屬于電能消耗，而污泥消化投加所用的是熱能，這些都是屬于直接的能耗。污水處理廠處理在運(yùn)行過程中產(chǎn)生直接能耗，還有資源、物料類的能源消耗，如絮凝劑、石灰、活性炭等。

3 污水處理廠節(jié)能降耗有效措施

結(jié)合我國污水處理廠的能耗狀況進(jìn)行分析，對曝光設(shè)備、污水提升泵、處理環(huán)節(jié)等能耗較高的工作環(huán)節(jié)進(jìn)行分析并提出有效對策，從而促進(jìn)節(jié)能降耗工作的落實，有效改善污水處理廠能耗高的問題[4]。

3.1 曝氣設(shè)備節(jié)能措施

曝氣是污水處理廠中消耗電能最高的一項設(shè)備，想要加強(qiáng)節(jié)能降耗的效果就必須完善曝氣機(jī)。據(jù)統(tǒng)計，污水處理廠電能總消耗的半數(shù)以上都是由曝氣機(jī)消耗的，主要做法可以參考如下幾點(diǎn)：

3.1.1 在曝氣設(shè)備中加入變頻技術(shù)，利用變頻器調(diào)節(jié)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，把風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)在可控范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗的目的。

3.1.2 通過內(nèi)部處理來實現(xiàn)節(jié)能降耗，通過溶解氧的自動控制系統(tǒng)對溶解氧濃度進(jìn)行把控。在實際工作中，溶解氧濃度可以直接對污水處理效果造成影響。所以，通過溶解氧控制系統(tǒng)可以自動實現(xiàn)科學(xué)合理的濃度把控，再加上人工操作，減少產(chǎn)出結(jié)果的誤差，從而減少能源消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.1.3 通過對曝氣設(shè)備系統(tǒng)的改善，可以對曝氣設(shè)備采取精準(zhǔn)的控制，達(dá)到節(jié)能目的。比如，積極與相關(guān)部門交流協(xié)作來改善設(shè)備，從而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。在實際工作中結(jié)合曝氣設(shè)備的設(shè)計，通過對不同環(huán)節(jié)的占比實現(xiàn)控制，如第1環(huán)節(jié)控制占比為35%，二三環(huán)節(jié)控制占比為30%、25%來設(shè)置曝氣，不僅能夠提升曝氣設(shè)備工作的效率，還能實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3.2 污水提升泵站節(jié)能措施

污水處理工作環(huán)節(jié)中能源消耗較大的還有污水提升泵設(shè)備，而此設(shè)備屬于單獨(dú)消耗能源較高的，對泵的設(shè)計問題進(jìn)行改善與提升，可以在確保水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下實現(xiàn)節(jié)能降耗。在實際工作中，消耗能源高的主要原因在于電機(jī)效率較低，不能滿足提升泵的工作需求，同時，結(jié)合實際情況觀察來看，大部分提升泵存在控制不合理的現(xiàn)象，所用設(shè)計對能源的消耗非常大。所以，根據(jù)實際情況與觀察結(jié)合進(jìn)行分析，想要在確保水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下實現(xiàn)提升泵節(jié)能的工作目標(biāo)，可以考慮如下幾點(diǎn)：

3.2.1 明確提升泵在工作中的弊端，以及工作原理，結(jié)合實際情況將原有的提升泵換為變頻泵，從而提高泵機(jī)工作效率，在確保水質(zhì)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。結(jié)合實踐情況來看，大部分把提升泵替換為變頻泵的污水處理廠，可以在泵機(jī)消耗總能的基數(shù)上節(jié)省12%的能源，并且變頻泵相較于之前泵機(jī)系統(tǒng)工作效率更高，且能保障了水質(zhì)符合要求。

3.2.2 將原本為工頻的泵機(jī)替換為變頻泵機(jī)，然后經(jīng)由人工對泵機(jī)改造，轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l調(diào)速泵機(jī)，結(jié)合污水處理廠實際情況運(yùn)行，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的工作目標(biāo)。

3.2.3 在泵機(jī)設(shè)備中采用多級動態(tài)液位控制技術(shù)，通過對轉(zhuǎn)速與臺數(shù)的控制，來實現(xiàn)對定速泵流量的把控，在確保滿足工作需求的前提下對控制流量在一定的平均值上。在實際工作中，如果遇到水流波動相對較大的情況下，可以通過增減運(yùn)轉(zhuǎn)的臺數(shù)來控制泵機(jī)的工作速率，從而降低工作消耗。

3.2.4 嚴(yán)格規(guī)范泵機(jī)操作，水泵在使用期間經(jīng)過不斷的摩擦?xí)档凸ぷ髻|(zhì)量，但是由于水泵在污水處理系統(tǒng)中是非常重要的設(shè)備，所以為了保證工作需求會提高速率，而如果長期速率過高就會導(dǎo)致設(shè)備的磨損，一方面增加了設(shè)備出現(xiàn)損壞的幾率，一方面長期磨損狀態(tài)下工作會增加能源消耗。所以想要實現(xiàn)節(jié)能降耗，就需要定期檢查水泵設(shè)備運(yùn)行情況，嚴(yán)格要求操作規(guī)范，并定期進(jìn)行設(shè)備養(yǎng)護(hù)，從而減少設(shè)備磨損、損壞等情況，為能源降低提供保障。

3.3 污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能措施

通過對污水設(shè)備進(jìn)行節(jié)能完善后，需要對污泥設(shè)備進(jìn)行有效的處理，才能完善污水處理廠的完整節(jié)能工作。污泥處理工作的環(huán)節(jié)相對較多，并且需注重資源的回收和利用，簡單來說污泥處理可以分為三個步驟，分別是脫水工作、穩(wěn)定工作、濃縮工作，具體節(jié)能策略可以參考如下幾點(diǎn)：

污泥脫水環(huán)節(jié)主要以兩種方法為主，即自然脫水以及機(jī)械脫水。相對來說自然脫水的工作效率較慢，不能滿足污泥處理的工作量需求，并且會增加機(jī)械磨損率，所以為了確保工作效率與工作需求，一般情況下污水處理廠都會采用機(jī)械脫水。在采用機(jī)械脫水的過程中，需要重視污泥處理不同環(huán)節(jié)的運(yùn)作，在實際工作中污泥處理通常會分為厭氧、好氧與堆肥等環(huán)節(jié)，部分污水處理廠在進(jìn)行污泥處理時不會采取措施進(jìn)行脫水，但是無法滿足工作效率的需求。一般情況下，厭氧環(huán)節(jié)在穩(wěn)定過程中會產(chǎn)生一定能量，可以通過厭氧產(chǎn)生能量來補(bǔ)充。污泥的處理過程中存在的濃縮環(huán)節(jié)通常會采用氣浮技術(shù)，如果用生物氣浮來代替以往的技術(shù)可以有效提高濃縮速度，從而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。通過對污泥進(jìn)行處理后，可以利用回收的方法來實現(xiàn)能源再利用。例如，日本污水處理廠在進(jìn)行污泥處理中會通過厭氧技術(shù)來實現(xiàn)污泥的消減，然后通過處理產(chǎn)出沼氣進(jìn)行回收與利用，把污泥作為燃燒原料，并把燃燒后的污泥進(jìn)行堆肥處理，不僅實現(xiàn)了節(jié)能要求，還突破了回收利用的工作目標(biāo)。

結(jié)束語：污水處理廠是城市發(fā)展中的重要角色，因為人口基數(shù)的增多，環(huán)境治理需求的提高，導(dǎo)致污水處理工作增大，能耗也相應(yīng)增加，所以污水處理廠推進(jìn)節(jié)能降耗成了一種發(fā)展趨勢。為了更有效的實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，要全面了解節(jié)能降耗目標(biāo)的意義，并掌握消耗能源的主要構(gòu)造。本文通過對曝氣、泵機(jī)、污泥處理等技術(shù)在確保水質(zhì)、工作量滿足污水處理工作需求的基礎(chǔ)上，提出節(jié)能策略，從而有效提升節(jié)能降耗成效，促進(jìn)污水處理廠走向穩(wěn)定、高效的發(fā)展路線。