摘要：我国的污水处理能力和污水处理水平逐年升高，但城市污水处理厂的运营成本高居不下，污水处理处于一种投资高、能耗大、维修费用大的境地，制约了污水处理的发展和进步。出现此原因主要是由于很多的污水处理厂未能进行能源的合理分配利用，导致在污水处理过程中能耗消耗过大。基于此，本文对污水处理厂节能降耗的运行措施进行了探讨。
关键词：污水处理厂；节能技术；能源消耗；污水处理
1 我国污水处理厂运行现状
众所周知，污水处理是一项能源消耗量很大的技术，虽然人们不断地研究和探索，但是我国污水处理厂的能耗还是有增无减。目前，我国污水处理厂的工艺流程主要包括污水以及污泥的运输，处理阶段的供氧和最后的污泥处理等环节。目前，大多污水处理厂都使用改良后的AAO和氧化沟工艺，两者都能够实现大规模的处理，而生物处理过程中产生的电耗占总用电量的70％以上，因此，必须认真做好节能降耗工作。
2 污水处理厂能耗情况分析
污水处理厂消耗的能源主要表现在以下2方面：第一，污水提升方面。其能源消耗与提升的高度以及提升的效率息息相关。正常而言，污水提升消耗的电量大概是总电量的20％，目前，大多污水厂水泵选型过大，因为实际水量常常达不到设计的最大流量，这就严重减低了水泵的效率，直接导致投入过高，能源消耗过大。第二，曝气溶氧方面。一般好氧段溶解氧的浓度不宜过高，大概在1.5~2.5mg/L之间，一旦溶解氧过高，就会提高污水中有机物的分解速度，从而导致微生物不能获得足够的食物和营养，进而产生大量的能源消耗。
3 污水处理厂污水处理主要工艺选择及能耗特点
3.1 对主体工艺的选择
目前，我国大部分城镇的污水处理厂，采用的污水处理工艺主要包括传统活性污泥法、SBR法、A/B法、A/O、A2O、氧化沟、BAF法等等。根据建设部的统计数据显示，在污水处理厂选择的工艺中，A2O、氧化沟以及SBR法的应用率高达80%，特别是A2O污水处理工艺，由于具有较好的脱磷效果，因此在近几年得到较为广泛的应用，特别是在城市污水处理中，越来越受到污水处理厂的重视。近年来，A2O工艺还衍生出了多种改良的运行方式，从而针对不同的水质进行处理，取得较好的处理效果。在处理污水的主体工艺中，对生化池的设计也具有非常重要的地位。以设计和建设生化池时，必须要进行合理分组，从而使生化池能够适应水质水量的变化，以免消耗过多的能源，还能够促进污水处理工艺的稳定运行，对提高污水处理质量和节能降耗具有积极的促进作用。
3.2 污水处理艺艺中的深度处理部分
所谓深度处理，是指在二级强化处理之后，为了能够进一步去除水中所含有的有机物、SS、TP等物质而采取的一系统措施。在这些措施中，即有物理方法，也有化学和生活方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆深度处理工艺的主要核心单元是过滤，其重要的强化手段是对水质中需要去除的物质进行混凝沉淀，从而使出水的稳定性能够达到相关的标准要求。目前，大部分深处理模式采用的都是高效混凝沉淀池以及过滤系统对污水进行深度处理，混凝沉淀池主要是由混凝池、絮凝池以及斜管沉淀池共同组成的。随着科学技术的不断的发展，部分污水处理厂已结合实际情况，对深度处理工艺进行了改造和升级，衍生出了高效混凝沉淀池加V型滤池工艺、微砂循环高速沉淀加V型滤池、高密度沉淀池加转盘过滤器、活性砂满眼池等新型深度处理工艺。
4 污水处理厂节能措施
4.1 污水提升泵站的节能
污水提升泵是污水处理的必备设备，在污水处理工作中起着非常重要的作用，影响着后续处理工作顺利开展，同时其自身也要耗费很多能源，约占总能耗两成左右。污水提升泵耗能原因主要有：设备的电机运行效率较低，导致其不能在有限的时间内完成相应的水处理工作，时间成本加大，电能消耗过多。设计不合理，运行能力无法满足实际工作需要，负荷波动控制、运行控制等环节匹配不合适，可以从以下几方面加强污水提升泵站的节能工作：（1）把相应的提升泵换为变频泵，作为最终的调速泵，根据实际负荷状况来运行。提高污水提升泵站的整体设备性能和处理效率。例如，国电沈水湾污水处理厂，便是通过设备变频改造提升泵，将污水处理的节能效率提升25%。（2）选择多级动态液位控制。污水处理厂的数量不断增加，每个处理厂的工作量并不是固定不变的。运用多级动态液位控制的方法可以根据污水量的大小采取不同的能耗处理方案，大大较少能源的消耗。
4.2曝气设施节能
曝气设备的节能降耗会直接影响污水处理的成本。根据相关调查得知，曝气耗能是污水处理厂能耗的主要部分，约占整个能耗的五成左右。因此，做好曝气设备的节能工作至关重要，具体可以从以下几方面入手：（1）针对曝气的系统进行优化处理。优化以曝气池的精确曝气控制系统、SBR低氧微膨胀远程诊断专家系统、根据所需处理负荷的A2/O工艺污水处理厂运行调控技术以及污水处理厂全流程智能控制系统等污水处理厂控制系统和控制技术，实现了以节能降耗为目标的污水处理厂智能控制。在污水处理过程中完成对溶解氧、即时负荷，水厂流量、水位的控制。并采取渐减式的曝气布置方案。在第一段到第三段，分别按照百分之三十五、百分之三十、百分之二十五的比例安排曝气布置，使之精准曝气，在阶段性提高污水处理效果的同时，也降低了能源消耗。（2）选择变频器有效的改善交流电机的转速方式。运用变频器合理控制风机的具体流量，降低风机的能源消耗。
4.3药剂消耗节能途径
该方法在污水处理中占有的比例不大，但是在污泥消毒以及除磷和调理的阶段占有一定的比例。首先在污泥消毒上，可以选择辐射技术，不需要高温和高压，也能够帮助污水处理厂降低能耗。另外，生物消毒技术不用增加药剂的使用，被目前大部分污水处理厂所使用。除磷的方式工艺较为复杂，如果选择化学除磷的方法，可采用高分子混凝剂除磷，这样促进药耗的降低。污泥调理包括物理调理和化学调理两种形式，该方法可以提升污泥的脱水性能，实现污水高效处理的功效。
4.4改良型A2/O工艺的节能降耗措施
为了降低污水处理厂的能耗和实现可持续发展，在原来的A2/O工艺的基础上参照1976年Barnard提出的改良型A2/O工艺［8］对工艺进行优化改良。回流至厌氧池内的回流污泥与污水完全混合，经过两组缺氧池和好氧池，而进行充分的反硝化作用，使得回流污泥中的硝酸盐和亚硝酸盐的含量极大程度的降低，以降低回流污泥对厌氧区稳定性的影响。该处理过程的进水总氮浓度偏高，增强了脱氮除磷的效果。改良型A2/O工艺通过对污水处理过程的生物池、进、出水设计和污泥回流等优化改良达到节能降耗的目的。
在传统的A2/O工艺的基础上，在好氧区后增加了一组厌氧区和缺氧区，让硝化反应进行得更加充分。从曝气沉砂池出来的污水进入到生物池中的厌氧池，厌氧池内安装潜水推流器以及设置合适的水力停留时间，从而使混合液混合均匀。污水从厌氧池出来后进入到缺氧区，然后从缺氧区出来进入到好氧区，在好氧区去除BOD5完成硝化反应和磷的吸收。污水经过A2/O工艺处理之后，从好氧区出来的污染物的浓度降低，硝化液完全进入到消氧区，在消氧区安装搅拌装置和设置合适的水力停留时间，使得混合液在消氧区内形成旋流从而释放出水中的部分溶解氧。
综上所述，污水处理不仅对保护生态环境具有非常重要的影响，更对节约水资源，实现我国社会经济的可持续发展具有非常重要的意义。因此，必须要对污水处理工艺不断加强研究，实现真正的节能降耗，提高污水处理水平，同时促进污水处理厂的长久发展，为我国社会经济的可持续发展发挥重要的推动作用。
参考文献
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[2]杨凌波，曾思育，鞠宇平等.我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J].给水排水，2017，34（10）：42-45．
论文作者:朱迎冬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/25
标签：污水处理论文; 污水论文; 工艺论文; 污泥论文; 节能降耗论文; 曝气论文; 节能论文; 《建筑学研究前沿》2019年15期论文;