关键词：中小型；污水处理厂；节能路径；对策
0 引言
城市污水处理厂是能源密集型高耗能行业之一,污水处理厂的能耗占污水处理厂运行维护成本的30%--80%。据统计,在中国超过82%的污水处理厂能耗高于0．440kW·h／m3，这与那些发达国家如欧洲、美国和日本完全不同。近年来,随着国家对水环境问题的不断关注,要求县级以上各市县必须建立污水处理设施,污水处理率不断提高，但新建的污水处理厂在县一级的规模通常与容量小于10x104m3 / d的中小型污水处理厂规模小的特点,中小型污水处理厂,投资低,能耗高的水平相对落后的单位。高能耗不仅加剧了中国目前的能源危机,也造成了业务处理成本,一段时间,能耗高,运行成本高,在一定程度上阻碍了城市污水处理厂的建设中,建成了一批中小企业能耗污水处理厂难以正常运转的原因,在生产和半生产状态。在今后相当长的一段时期内，能耗问题仍将严重制约中小型城市污水处理厂的运营与管理。所以,对中小型污水处理厂的能耗环节进行分析,探讨节能措施,对于降低污水处理厂的运行成本具有重要意义。
1 污水处理厂能耗分析
污水处理厂节能的首要任务是分析不同污水处理工艺的能耗水平和污水处理厂能耗高的设备流程,通过工艺设计和管理,降低能耗。总体来看，污水处理厂的能耗主要分布在以下几个环节：
1.1污水提升系统
总的来说,污水处理厂的设计需要根据地形的特点将一级或几级的泵站的污水水位提高到一定的高度,形成水位差，随后的处理是在污水的自然流动状态下进行的。污水提升系统的能耗一般占全厂能耗的10％～20％。
1.2污水预处理系统
污水预处理系统主要包括格栅、砂池和初始水槽，格栅主要截留污水中的粗浮物质，其能耗主要表现为污水通过格栅造成的水头损失，同时,清理炉渣的机械也会消耗能量。沉砂池和初沉池用以除去污水中粗大的砂粒及比重较大的悬浮物，刮砂刮泥设施会有一定的能耗，约占全厂电耗的2％～3％。
1.3污水与污泥处理系统
曝气池(生物池)是污水处理的核心。曝气池是好氧处理过程的能耗,常规曝气池有曝气和机械曝气两种，需要用鼓风机或表曝机向污水中鼓入空气，使空气与污水充分混合，提高污水溶解氧，满足好氧细菌的生长条件，提高其净化污水的能力。此过程需要用到鼓风机、机械搅拌器等，因鼓风机或搅拌机的功率大，且要昼夜运行，其能耗约占污水处理厂总能耗的50%～70%。另外要优化污泥处理系统。污水处理厂的能量消耗约占总能耗的10%--25%,包括污泥处理阶段的浓缩、消化、脱水和输送。
1.4污泥回流系统与污水处理厂照明及附属设施能耗
在曝气池中,为了提高污水处理的效果和保持悬浮固体浓度(MLSS)，一定量的污泥回流是必要的,回流泵将消耗一部分能量，污水处理厂能耗约占总能耗的6%左右。污水处理厂各单元能耗约占污水处理厂总能耗的2%--3%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对污水处理厂进行处理工艺和单元过程的能耗进行分析是有效运转和管理的需要，能提高能源利用率，降低处理成本，对缓解中国当前的能源危机及保障污水处理厂正常运行具有重要意义，还能在污水处理厂的规划、设计阶段体现节能的指导思想。
2 中小型污水处理厂节能路径及对策
2.1 污水处理过程中的节能
污水处理过程的节能主要是通过曝气系统的节能,降低整个污水处理厂的整体能耗。降低曝气系统的能源消耗需要合理设计曝气系统的规模，在操作过程中要进行合理的控制，从而提高曝气系统的总能效；选择曝气设备时，要充分考虑到曝气设备的供氧能力和调节能力，避免能源的浪费；在进行鼓风机的选择时，要选择变频调速风机，有利于操作的便捷，减少故障，要合理控制风机的风量，以达到节能的效果。
2 .2 污水提升过程中的节能
污水提升泵是污水提升过程中最耗能的设备,具有较大的节能空间。因此,为了降低污水处理厂泵房的能耗,需要进行节能设计。目前，我国在设计污水厂高程时，数据都偏高，造成提升泵设计扬程也过高，造成电耗量大。根据水泵有效功率的公式Nu=γQH，我们可发现当γ和Q确定时，Nu和H是成正比例的，因而，当水泵扬程降低后，一定能达到节能的效果。在设计污水厂高程时，要防止多次进行污水提升，以免造成能源的浪费；在布置各构筑物和管线时，要注意其紧凑性，避免拐角，缩短输送距离，可将反应池和沉淀池进行合并，以此来避免水头的损失；进行设计时，要注意构筑物的特点以及构筑物间的关系，尽量节约土地资源，杜绝不切实际的设计。在污水提升过程中，可引进先进的设备，加强管理，以求实现节能的目的。可采用变频调速技术，优化配置泵站设备，保障水泵运行的质量；选择型号相同的水泵机组，以便于进行维修；可对水泵进行合理的更换，适时地启动水泵，将污水处理工作放在晚上进行。
2.3 污泥处理过程中的节能
在污泥处理过程中,降低污泥脱水系统的能耗,需要投资合适的高效絮凝剂,严格按照操作规程操作。在对设备的选择上，要优选效率高但能耗低的设备，减少设备的磨损率，降低运行费用，从而节约污泥处理系统过程中的能源消耗；充分利用厌氧沼气，通过沼气的燃烧来用于加温、取暖等方面，还可以利用沼气发电来降低电能的消耗。
2.4 其他节能措施
选择水平流沉砂池,避免使用能耗大的砂槽,尽可能利用重力泄沙，污水处理厂采用节能灯,建造太阳能设备,充分利用太阳能,降低电能消耗，提高污水处理厂中设备的工作效率，实现自动化；改进生物除磷工艺，降低药剂的消耗量，减少污水中的含泥量，降低污泥处理的能源消耗。
3 结语
随着污水处理新设备和新技术的发展,污水处理厂的节能技术也在不断优化和更新。，污水处理厂的节能技术涉及到工艺选择、设备选型、自动控制等诸多方面，从污水处理工艺、设计、运行管理、材料设备等方面全面考虑污水处理厂的节能措施，通过实际应用和检验,逐步形成了一套综合性的技术体系,为污水处理厂节能工作的发展打下了良好的基础，对于中小型污水处理厂,主要依靠设备选型和日常运行管理,以降低污水处理的运行成本。
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论文作者:应良飞
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
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