摘要：随着我国社会的不断发展与进步，对各种能源的需求量也越来越大，而能源的节约与保护问题则愈发的重要。每年城市在处理污水时都需要耗费大量能源，如果能够在保证城市污水处理厂工作效率的前提下，将城市污水处理厂工作所需的能源进行有效的节约降低，那么就能为城市中能源的节约做出很大的贡献。本文针对城市污水处理厂中节能降耗的手段与方法进行分析与研究，以期为城市污水处理厂的节能降耗工作提供一定的参考。
关键词：城市污水处理厂；节能降耗；途径；
1 当前污水处理厂能耗的现状
污水处理厂承担着将污水集中回收、清理，给城市提供清洁用水的责任。在处理污水时会消耗大量能源，采取何种途径降低污水处理的能源消耗成为社会关注的问题。经过调查和分析，笔者发现当前各城市污水处理厂能耗现状为以下几点：
1.1 总耗能较高
污水处理需耗费大量的电能、药剂等，能源耗费量极高。这一点在电能的消耗上体现的尤为明显，电能消耗几乎占据了总体能耗的百分之六十五以上，因此，降低电能的消耗是今后节能降耗工作的重点。
1.2 日常污水处理方式有待改善
目前各城市污水处理厂多为综合性质，在污泥、污水的处理等方面取得了不错的成绩，但这些成绩需要大量能源和工作量来支撑，这种“高耗能、高收益”处理模式不是长远发展之策。
1.3 曝气耗能持续增多引起社会的关注
在污水处理工作中，曝气耗能越来越多，占据整个污水处理能耗的52%，MBR运行方式曝气能耗更高。这种高耗能的状况如果得不到及时改善，随着能源价格逐年提高，相应成本会更高，最终恶化为“高耗能、高成本、低收益”的不良情境。
2 城市污水处理厂节能降耗途径分析
2.1 污水提升泵站节能途径
提升泵在运行可通过保持集水池高水位运行，降低水泵扬程，机组均衡运转和加装变频器等途径节能减耗[3]，如绍兴污水处理厂通过提升水泵变频技术改造，节能率达到12%[4]；多级动态液位控制策略技术[5]，在实际运行过程中通过转速加台数控制法，实现定速泵平均流量运行；当水流出现较大波动时应该适时增减运转台数，调速泵变速运转来适应水流量的变化；定期对水泵进行维护，以减少摩擦降低电耗。水泵的节能降耗最关键的是要提升泵的运行效率，从而达到节能降耗的目的。
2.2 鼓风曝气节能途径
城市污水处理厂处理工艺大多是采用活性污泥法的鼓风曝气。鼓风曝气是将空气通过管道送入曝气池的扩散设备，以气泡形式分散进入混合液，使气泡中的氧迅速扩散转移到混合液中，供给活性污泥中的微生物。污水处理厂鼓风机的能耗约占到整个污水厂的30%~50%。选择高效、节能的鼓风机对污水处理厂的运行管理具有重要意义。常用的鼓风机机型主要有罗茨风机、单级离心鼓风机和悬浮鼓风机等。空气悬浮鼓风机依靠空气力场使轴承悬浮并保持高速运转，运行中无需润滑油，能量损耗低，可以通过变频器调节电机转速来调节风量。最重要的是风量可调范围比较大，调节风量范围40%~100%，随着风量下降，效率降低较少，采用空气悬浮离心鼓风机较单级高速离心鼓风机节省约12%，较罗茨风机节省31%[6]。由于空气悬浮鼓风机调节方便，对于北方地区在冬季可以通过降低曝气量来节能降耗。
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2.3 污泥处理节能途径
污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及促其综合利用。污泥处理主要包括污泥的浓缩、稳定和脱水。其中，污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法、和离心法。污泥的稳定主要有厌氧、好氧和堆肥处理。污泥脱水有机械脱水和自然脱水两种方式，目前大多选择的机械脱水，机械脱水的主要能耗是电耗，机械脱水方法主要真空吸滤法、压滤法、和离心法等。一般使用离心脱水的电耗较低，但对污泥的预处理效果要求高，容易磨损，还需要在实践中探寻新的脱水工艺，提升节能降耗效果。针对采用压滤法在脱泥前的工艺，可以在污泥均质池采用“进泥-沉淀-进泥”循环方式减小含水率，以减少后期脱泥时间和耗药量。
2.4 药剂消耗节能途径
污水处理厂药剂消耗主要是针对深度处理、消毒处理和污泥处理工艺中的中的药剂消耗。深度处理是通过向水中投加药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合并沉淀的目的。常用药剂主要包括无机盐类混凝剂（工业硫酸铝、明矾、三氯化铁、聚合氯化铝等）和有机合成高分子混凝剂（聚丙烯酰胺、脱絮凝色剂、天然絮凝剂等）。针对除磷，常用的方法有生物除磷、PAM结合PAC、铁盐等。生物除磷技术无需投加药剂、污泥产量又少，但这项技术工艺较为复杂，需要在实践中不断的加以完善。化学除磷，可以尝试使用高分子混凝剂除磷，能够有效降低药耗。消毒的目的主要是利用物理或者化学的方法杀灭废水中的病原微生物，以防止其对人类及畜禽的健康产生危害和对生态环境造成污染。消毒的方法主要包括物理法（加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等）化学法（氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧和重金属离子等）。针对涉及药剂消耗的方法主要通过合理配比、减小加药量来实现降耗。
2.5 根据溶解氧（DO）浓度调节曝气量
根据合理的溶解氧指标调节曝气装置是节能降耗的一个重要途径。鼓风曝气系统由鼓风机（空压机）、空气扩散装置（曝气器）和一系列联通管道组成。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度，主要原因是缺乏自动调节系统、过度曝气直接导致了能耗的浪费，并会使污泥的沉降性变差，能耗随混合液DO浓度的增大而增大，曝气池中的DO从2mg/L升高到4mg/L，会使曝气装置的耗电量增加近30%。可以通过优化曝气装置和智能控制来实现曝气机的节能降耗；通过变频器来改变电机转速来实现风机流量进行控制；通过对曝气池中的合理分配曝气量来节能。
2.6 污水处理节能其他途径
污水处理是一个整体系统，各个环节是相互联系的。如果格栅拦截不合理，对截留物不能够很好的截留，就很容易导致提升泵堵塞，导致后续处理物能耗的被动升高。针对间歇运行的设备，可以结合电量峰平谷来运行。在污泥污水回流方面加以控制，在合理范围内减小回流量，同样可以节能。涉及冬季供暖的厂区，可以采取间歇运行方式减小能耗。新建厂区大多数照明设备过多，只是为了亮化厂区的路灯构筑物灯，在保证安全运行的情况，同样可以间歇运行，减少开启量。加强日常生产经营管理，建立节能降耗目标，把节能降耗目标设置于各个环节，对于完成预期目标的给予一定的奖励，从而激发大家开展节能降耗的积极性。污水处理后不直接排入河道，在厂内循环利用或者供给其他企业利用，也将增加企业收入，从而增加节能降耗效益。
3 结语
城市污水处理厂的设立，为我国城市的污水处理、环保及社会和谐与稳定都做出了很大的贡献，但是城市污水处理系统的运行却需要消耗巨大的能源，因此污水处理厂的节能降耗问题不容忽视。本文通过对污水处理的环节进行分析研究，提出了各个环节可以采取的节能降耗的措施，同时，也从节能降耗的管理方面提出了相关建议，为今后城市污水处理厂的发展与生产提供了借鉴意义。
参考文献：
[1]安敬威.城市污水处理厂节能降耗途径研究[J]现代国企研究，2016，（2）：156.
[2]武斌.城市污水处理厂节能降耗途径研究[J]中国高新技术企业，2016，（10）：86-87.
[3]赵久将.城市污水处理厂节能降耗途径分析[J]化工管理，2017，（2）：181-184.
论文作者:石杨杨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签：污水处理论文; 节能降耗论文; 污泥论文; 城市论文; 曝气论文; 鼓风机论文; 途径论文; 《基层建设》2019年第22期论文;