摘要：中国的污水处理能力和污水处理水平逐年提高，但城市污水处理厂的运营成本很高。污水处理投资大、能耗高、维护成本高，制约了污水处理的发展和进步。其主要原因是许多污水处理厂未能合理配置和利用能源，导致污水处理过程中能耗过高。
关键词：城市生活污水；处理厂；能耗分析；节能措施
导言：
城市污水处理已成为高能耗行业之一。处理厂建成后运行成本过高，无法正常运行的原因是许多城市污水处理厂主要考虑处理过程的稳定性和建设过程中的工程投资，而不是将运行成本作为重点。因此，研究污水处理厂的设计和运行管理，尤其是设计过程中的节能措施是非常重要的。
1城市污水处理厂节能规划的紧要性
水是城市的命脉。近年来，随着社会的快速发展和城市化的不断推进，城市污水排放量也相应增加。日益突出的问题是缺水和与水的冲突日益加剧。增产省钱。城市化进程中，总的选择是提高中水的利用率。而实际状况是，“好女愁嫁”的尴尬是各地中水在现实运用进程中遇到的。而人们保持生活的一定元素就是环境。紧密相连的是资源与环境，想要保护环境，就要有节能，生产工人算过一笔账：俭省一度电相等于俭省0.4kg标准煤，净水4L，碳粉尘降低0.272kg，二氧化碳0.03kg，二氧化硫0.997kg，氮氧化物的0.015kg排放。与能源安全密切相关的是城市的可持续发展。早些时候提出了清洁生产、循环经济和可持续发展的问题。在这里，提出了重要的观点。其中，不同地方提到了国外的可持续污水处理形式，并介绍了可持续生物除磷脱氮工艺。
2城市污水处理厂消耗的主要资源
2.1电耗
根据中国的用电量调查，污水处理厂的总用电量占中国总用电量的3%，这是中国人口数量的持续增长。污水处理的指标和标准也在不断提高。2018年，污水处理总消耗量将达到20%。随着我国城市污水处理技术的提高和发展，污水处理厂的能耗也在逐渐增加。现如今，我国城镇污水处理厂的平均功耗是0.28kW·h/m3。80%以上的污水处理厂能量消耗要大于0.45kW·h/m3。这种电能消耗和发达国家相比较是比较落后的。因此，我国在节能方面还有很大的改进空间。城市污水处理厂能耗主要包括污水污泥提升系统和生化处理供氧系统，占总电耗的25~55%。供氧系统生化处理过程的能耗主要集中在风机和混合器上。它是污水处理厂能耗最大的单元。因此，节能风机应配备两个节能关键处理单元和装置。
2.2药耗
污水处理厂常采用污泥脱水絮凝剂，通常用聚合氯化铝和其他人工合成的絮凝剂，假设絮凝效果达不到预期的构想，每万吨污水的平均消费约9kgpam。根据调查结果显示，聚丙烯酰胺絮凝剂每1t的价格在25万以上，大量的药物消耗，导致污水处理厂的成本不断增加。除此之外，这些药物是不可回收的且还存在污染环境的情况，所以后期的使用后的处理也是一件较为麻烦的事情。
2.3新鲜水耗
目前，我国一些污水处理厂不够完善和先进，没有水资源再利用的系统设备。处理后的合格水源不分类，直接流入污水接收处。污水处理厂的机器使用更多的水源和生活用水。因此，与我国一些城镇的先进污水处理厂相比，仍有相当多的问题和领域需要改进。例如，污水处理厂的淡水消耗量较大，导致处理成本增加，污水处理厂的经济效益较低，水资源浪费严重，违背了节约用水和保护环境的原则。
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3城市污水处理厂主要的节能降耗途径
3.1节约药剂的途径
相关制造商应减少絮凝剂的消耗，这也是节能减排的重点。中国有许多水处理药物的制造商和品种，年产量达到几十万吨。选择絮凝剂时，应考虑药物的高效性来降低絮凝剂的用量。絮凝剂可以最大限度地降低污泥的含水率，提高污泥的脱水性能，可以节省药物用量，提高混凝效果，大大降低污水处理厂的运行成本。
节约絮凝剂的主要途径是：采用高效脱水，生物降解性好，对改性天然高分子絮凝剂（包括淀粉衍生物，纤维素，多糖和蛋白质等）无二次污染；替代传统的聚丙烯酰胺絮凝剂；精确投加化学药品以避免不必要的浪费，通过测试确定聚合物浓度和投加量以及高分子絮凝剂和絮凝剂配方，絮凝剂发挥最佳的絮凝和凝聚作用，减少试剂用量；要求准确测量并减少误差。
3.2建立完善的管理机制
加强节能降耗的措施包括：分析各环节的污水处理能耗，明确不同处理单元的能源需求，挖掘各控制环节节能降耗的潜力，提高能源消耗管理水平，准确控制城市。污水处理厂运行；加强设备和药品管理：建立设备和设施责任制，责任制，定期分析设备和设施运行情况，实现经济效益。加强药品的储存和管理，防止雨水和阳光照射，避免药物浪费；建立激励机制，发展科学的评价、控制和激励机制，所有员工积极参与，制定责任、处罚和奖励措施，使员工自觉养成节能降耗的习惯，实现双赢。
3.3能源的利用
污泥厌氧消化器产生的沼气可以完全燃烧，保存和运输更加方便。它是一种清洁燃料。它由北京高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统和天津市污水处理厂污泥处理厂生产。沼气用于沼气搅拌和发电，沼气发动机的热水作为加热消化污泥的热源。沼气发电在美国，德国，日本和其他国家也得到了很大的利用。实现了污泥减量化，稳定化，无害化，资源化利用的统一，是一项优秀的节能技术。
3.4生化处理过程节能降耗措施
在目前诸多的城市污水处理厂中，利用好氧处理工艺降解污水中的有机物方式占据主要地位。生化处理过程即改良式氧化沟工艺，该处理方法需要消耗一定的能量，向污水中供氧，使得污水中的有机物与微生物充分的接触。生化处理过程的能耗主要集中在生物池的潜水搅拌器、鼓风机、回流污泥泵和内回流污泥泵，约占总能耗的59%。氧化沟曝气器是该工艺节能的关键。一般来说，通过以下两个方面来节约能源和减少消耗。一方面，溶解氧的分布决定了增氧机增氧效率的提高。另一方面，利用溶解氧和出水氨氮的双重控制降低能耗，用智能系统代替人工曝气控制；根据曝气池所需的水质和水量或溶解氧浓度的变化，计算和调整曝气设备的参数，以实现精确曝气，提高曝气效率，减少曝气机数量，达到节能降耗的目的。
3.5污泥的综合利用
在城市污水处理过程中，会产生大量剩余污泥。为了防止环境的二次污染，有必要科学地考虑污泥的处理和处置。目前，垃圾填埋、农业、焚烧和建材制造等污泥处理方法已经成熟。然而，污泥填埋并不能真正解决污泥问题。如果不使用污泥，也可能发生二次污染。它不能被视为一种资源利用方式。因此，许多研究者试图将污泥直接用于建筑材料，或者利用焚烧后的污泥残渣来制造建筑材料。
4节能进展动向
当污水处理技术谈到未来的发展趋势时，污水处理应着眼于加强氮和磷的去除，提高污水的再利用，促进环境保护和低排放目标的进展。这被称为一项一般的工作，以节省能源和减少来自污水处理厂的排放，并计划过程，设备和许多其他步骤。因此，污水处理厂的节能技术应从工艺规划、装配选择、运行管理等各个环节入手，在其周围建立节能认识，探索连续开采的节能新技术；建立污水处理厂能耗绩效管理评价体系。总结了实验中的节能经验，并借鉴了国外的优秀管理经验。提高污水处理厂的管理水平，使污水处理技术从高能耗提高到低能效。
结束语
城市污水处理厂节能降耗是一项综合性工作，涉及设计、设计选择、运营管理控制、维护、升级等工序、设备、流程控制、管理、人员操作水平等。通过对资源消耗和节能潜力的分析，通过链接，降低污水处理成本，减少电力和其他原材料的消耗。
参考文献：
[1]张春青.城市生活污水处理厂能耗分析与节能措施探讨[J].工程技术：引文版，2018（10）：00152.
[2]李聪敏，宋平周，仝东毅.城市污水处理厂能耗分析及节能措施研究[J].资源节约与环保，2017（2）：33.
论文作者:刘敏强
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/4
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