摘要：根据国务院日前颁发的《“十三五”节能减排综合工作方案》的通知要求，到2020年，全国万元国内生产总值能耗比2015年下降15%，能源消费总量控制在50亿t标准煤以内。根据《2015年中国环境公报》公布的数据显示，2015年全国城镇生活污水排放量为535.2亿t，占到全国废水排放总量的72.8%。城镇污水处理是高耗能行业之一，后期运营设施成本高。在水资源匮乏和水污染形势严峻的大背景下，本文着重探讨了在不改变原有污水处理工艺的基础上，分析城镇污水处理厂的能耗现状，采取有效措施予以解决高耗能问题，进一步落实绿色发展。
关键词：城镇污水处理厂；能耗分析；节能降耗
引言
污水处理是一个能耗密集型行业，我国污水处理能耗约占社会用电能耗的0.3%，探究污水处理工艺的节能措施具有重要意义。随着我国污水处理厂建设的完善，未来对污水处理厂运行节能降耗需构建基于精细化管理和全程优化技术体系。现有工艺运行节能需立足全流程对关键工艺单元进行节能优化提升。开发新型污水处理工艺也是节能降耗的重要技术途径，尤其是基于厌氧生物处理的技术。污水处理数学模型与精确控制是精细化管理和节能实现的重要保障。构建节能降耗效能的综合评价方法与体系，有利于推动污水处理厂可持续发展。
1城镇污水处理厂能耗特点分析
（1）能耗整体较高。在污水处理厂的整体运行费用中，人工费、能耗费以及基础设施建设费用中，能耗费约占到全部费用的40%左右。由此可见，我国城镇污水处理厂的能耗整体偏高，能耗偏高加剧了城镇污水处理厂的运营成本，也不利于污水处理工作的持续高效开展。（2）电耗差异较大。药耗、电耗和新鲜水耗构成了污水处理主要能耗，但其中的电能消耗在整个能源消耗中比重最大。这其中，一、二线城市与三线城市污水处理厂的电耗差异大，据统计，一线城市污水处理电耗为0.073kW?h/m3，二线城市的污水处理电耗达0.325kW?h/m3，三城市的污水处理电耗0.150kW?h/m3，二、三线城市污水处理厂的电耗差不多是一线城市的两倍多到四倍多，在污水处理过程中需要应用到进水泵、污泥处理机械、曝气池供养设备等。（3）运营成本较高。污水处理厂的电耗是影响城镇污水处理厂运营成本的关键，随着市场化的逐步深入，越来越多的城镇将之前由政府包揽的污水处理工作交由企业运营，从实际运营情况来看，城镇污水处理厂的运营成本主要包括电费、药剂费、人工费、管理费、设备维修费等。其中，运营电费和药剂费几乎占到了整个运营费用的30~45%。
2城镇污水处理厂能源消耗组成
耗能高、占据土地过多、投资成本大、消耗时间长是传统的污水处理方法的弊端。城镇污水处理行业是高消耗能源行业，电能、药耗和燃料是其主要能源消耗的几个方面。其中污水处理厂中大型用电设备有搅拌推进器、潜水泵、风机、螺杆泵等。在污水处理工艺过程中，大量消耗能源工艺过程有：污泥处理、生物处理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥处理和污水生物处理过程，生化处理阶段中在曝气、污水提升及污泥处理等方面能源消耗也较大。目前在我国常见的二级城镇污水处理厂能源消耗中，总能耗10%~20%是污水提升，总能耗的50%~70%是污水生物处理能耗(主要用于曝气供氧)，总能耗的10%~25%是污泥处理，直接总能耗的70%以上是这三者能源消耗之和。
3城镇污水处理厂节能降耗对策
3.1节约电能消耗途径
（1）污水提升。污水提升环节的能耗控制主要降低提升泵的能耗，通过调节提升泵的运行方式、设计构筑物水头损失等能够有效降低提升泵的能耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先是要根据污水处理厂的实际情况，考虑地形、地貌和坡度，设计污水处理进水管底标高，控制污水提升时的跌流落差，从而降低提升泵在实际工作时的扬程。其次是要布置好设备流线，做到结构紧凑，选用直管，减少连接管、阀门等器材的使用，减少构筑物的水头损失，选用阻力系数小的管材。再次是根据污水处理的实际需要，适当的增加或者减少提升泵的运行数量，以适应不同季节污水处理量的波动。最后就是要做好提升泵的定期维护和检修，减少耗材磨损，提高运行效率。
（2）曝气系统。曝气系统作为污水处理工艺的核心，也是能耗较大的环节，做好曝气系统的节能降耗也是污水处理厂节能的关键。首先是要选择高效率的曝气设备和鼓风设备，例如微孔曝气设备具有比表面积大、良好的氧转移效率等优势，能够提高氧的传质效率。其次是选择合适的应用技术，提高曝气系统设备的运行效率，例如通过采用变频技术设备，能够有效保障曝气系统运行的稳定性，并实现节能降耗效果。再次是精确控制曝气量，例如根据一段时期内进水浓度和生化瀑气池污泥浓度情况，通过设置参数，选择智能控制系统，能够根据系统的自动运行，检测系统运行压力变化，控制相应的曝气量，实现曝气系统的自动化、精确化。
（3）污泥处理系统降耗节能措施。随着人们对能源需求不断增加，新的能源类型被开发，其中，目前广泛应用的能源类型就有太阳能。目前，已经有研究人员在污泥厌氧消化加热工作中应用太阳能方面进行了一定的研究。经过研究发现，具有较高的吸热效率的污泥，是一种较好的吸热体，随太阳辐射强度增高浅槽式集热器水温升高，且随水深增加而降低，集热器设备可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有研究人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置，对机械脱水后的污泥进行了干燥处理，研究了该方式对污泥干燥处理的可行性。经过研究发现，太阳能对污泥进行干燥具有较高的可行性。
3.2节约自来水途径
城镇污水处理厂要加大污水处理后的中水回用，提高新鲜水的利用效率。可以选择MBR、EMBR、FMBR等工艺，建立中水回用系统，将中水应用于污水处理厂的脱水反冲洗用水、风机冷却水以及绿化用水等，以降低对自来水的使用量，实现污水的资源化利用，也提高了水资源的利用效率，节约成本。
3.3其他消耗降耗节能措施
一定量的药剂在污泥消毒、调理及除磷过程中被消耗，虽然消耗不多，但一定的节能空间也是存在的。可以将生物除磷技术应用在除磷环节，这样不仅不需要投加药剂，而且产生的污泥量也较少。选择，还可以使用高分子混凝剂的化学除磷方式来进行除磷，以降低消耗药剂。还可以进行污泥调理（包括化学调理和物理调理这样可以有效的提升污泥的脱水性能。为了实现节能降耗的目标还可以选使用辐射技术对污泥进行消毒，代替高温高压。
在污水处理过程中，污水处理剂的使用量关系到污水处理厂的降耗节能的水平，因此，根据污水处理剂的单价以及特点进行综合选择是在实际的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同时要保证药剂不对于环境造成污染的基础。并且也要考虑处理剂的用量。
结语
降低城镇污水处理厂的能源能耗，可以更好的促进城镇的可持续发展。因此在实际工作中，提高对污水处理厂能耗有效认识，选择更为合理工艺系统，在确保处理后污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护的目标的同时降低能源消耗。
参考文献
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[3]郭昉,吴毅晖,李波,李志平,周平,吴光学.我国城镇污水处理厂节能降耗研究现状及发展趋势[J].水处理技术,2017,06:1-4+10.
论文作者:崔凤霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/13
标签：污水处理论文; 污泥论文; 城镇论文; 节能降耗论文; 污水论文; 电耗论文; 曝气论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;