广西桂林市市政工程管理处 广西桂林 541002
摘要：随着社会的进步和经济的发展，人们的生活水平逐步提高，因此日常生活中产生的污水和垃圾也越来越多。污水对人们的身体健康产生极大的危害，所以对污水进行处理是现代城市发展的当务之急。但是污水处理是一个复杂的过程，现阶段污水处理过程能耗高、处理效率低下，文章针对污水处理厂的节能控制及优化方式进行了详细的阐述，内容仅供参考。
关键词：污水处理厂；节能控制；优化方式
导言：随着我国经济的腾飞，淡水资源匮乏的情况越来越严重，加之人们节约用水的意识愈发淡薄，肆意浪费、污染水资源，城市中的水污染问题越来越严重。2015年，全国废水排放总量为613.3亿（T吨），其中工业废水占35%~39%，城市污水占61%~65%，城市污水已经成为主要的污染源。
1城市污水处理过程节能优化控制的研究现状
污水处理节能与过程优化的研究在一些发达国家起步较早，并且取得了骄人的成绩。现在我国城市污水处理厂中的污水处理设备都十分完善，但是我们的污水处理技术却十分匮乏。还有一些远程监控的自动控制系统，我国城市污水处理厂在智能控制方法的研究上也多有不足。例如，底层控制对象单一，适应性差、难以找到污水处理出水水质与能耗间的直接关系、污水处理过程能耗过大，运行成本高等。此外，缺少相关污水处理人员的有效管理也是一项重要的问题。通过上述分析表明，我国城市污水处理厂在技术方便较为缺乏，有些地区因为条件的限制，不能够将污水处理技术发挥出最大的效用。这就导致现阶段我国污水处理厂还存在很多污水处理成本较高，能源消耗情况严重的现象。
2目前污水处理技术的不足
2.1污水处理成本高、消耗大
传统的污水处理控制方法十分复杂，在污水处理的过程中操作难度较大，因此会出现能源消耗大的情况。若想对能源消耗的问题进行处理，势必要加大成本的投入，这就使能源消耗和成本投入之间无法达到一个有效的平衡。
2.2能源消耗与出水水质之间的矛盾
在对城市污水处理时需要考虑的因素众多，不仅要对排水量进行控制，还要注意成本的节约。以往传统的污水处理无法将这两点因素进行有效的平衡，因此导致两者之间存在巨大的矛盾，想要在确保出水水质的同时将能源和成本的消耗讲到最低，这是一项十分艰巨的任务。
2.3适应能力不足
污水处理的过程并不简单，其过程十分繁琐复杂，存在着许多不可控制的因素，这就要求污水处理技术的研究充分考虑这些因素之间的关系，对出水水质和能源消耗情况进行控制。
3污水处理厂的节能控制与优化方式
污水处理厂进行节能控制与优化的最终目的是在确保出水水质达标的基础上，实现污水处理过程的能耗最低，从而进一步提升企业的经济效益。由于影响污水处理过程的因素较多，从而使得各个变量之间经常会出现严重的耦合，这就造成了出水水质难以预测，加之其与处理系统的能耗之间存在着复杂的关联，想要使两者之间达到最优化，仅凭借回路控制的方法很难实现，故此应当在节能控制的前提下进行优化。
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3.1污水提升系统的节能控制与优化
3.1.1泵的节能选型
为实现节能降耗的目标，污水处理厂在设计过程中应当选用一定数量的变频调速水泵，对于已经投产的污水处理厂，则可运用组合优化技术，将普通水泵与变频调速水泵搭配使用，这样可以在水量发生变化时达到节能的目的。
3.1.2优化高程设计
在影响污水提升系统能耗的诸多因素中，处理厂的高程是关键因素，导致这一问题的原因是高程设计时的估算值过大，致使构筑物之间存在严重的跌水，为此可对污水处理厂的高程设计进行优化，借此来降低水泵的扬程。在进行高程设计时，应当尽可能做到一次性提升，以免多次提升造成能耗过大，同时，可将水处理构筑物中的固定堰改造成可调堰，这样能够使污水落差大幅度降低。
3.2曝气系统节能控制与优化
在整个污水处理工艺中，曝气系统是核心组成部分，也是能耗最大的环节，约占污水处理过程总能耗的60－70%左右，具有非常大的节能潜力，对此可以采取如下节能控制与优化措施：
3.2.1对曝气设备进行合理布设
实践证明，均匀布设曝气设备会造成能量浪费，故此，可采用渐减曝气的措施，由此能达到节能的目的。不同污水处理工艺中的曝气池形状均不相同，微生物的反应规律也不同，因此，可以根据微生物的反应规律对曝气扩散装置进行布设，这样也可达到一定的节能效果。
3.2.2优选曝气设备
曝气设备的调节能力与曝气效率的高低有着直接关系，若是调节能力较差或是控制不到位，都会造成能源浪费，所以，应选择调节能力适宜的曝气设备，这样不但能提升曝气效率，而且还能降低能耗。
3.2.3加大运行管理力度
有条件的污水处理厂可以引进智能化系统对曝气量进行自动控制，从而实现整体优化控制的目的，由此可以节能10－25%左右；可对鼓风机的风量进行优化控制，这样不但可以防止过曝气现象的发生，而且还能使曝气系统的能耗大幅度下降。同时采用变频调速控制对鼓风机的风量进行控制，也能降低风机的能耗，节能效果显著。
3.3运用预测控制技术
对于污水处理厂而言，污水处理过程优化控制的关键在于被控制量设定值的合理性以及对它的实时跟踪，以典型的污水处理工艺－活性污泥法A/O作为研究对象，运用能耗特征模型，分析多约束条件下的污水处理节能控制优化方法。
3.3.1预测模型
它是PC算法所依赖的模型，其重点强调的是模型本身的功能，模型的形式如何并不重要，该模型可以按照被控制对象的历史及未来信息，预测出系统未来产生的输出，与一般的最优控制相比，该模型的动态特性更加理想，通过它可以获得最优化的预测控制策略。
3.3.2滚动优化
这是PC最为基本的特征之一，它的优化目标始终保持不变，按照优化时域的不同，反复在线进行，各个时刻分别对应相关的优化性能指标，通过滚动优化能够有效解决模型失配、干扰严重等不确定性问题。
结束语
综上所述，污水处理过程的高能耗是困扰污水处理厂的主要问题之一，这在一定程度上影响了经济效益，为了有效解决这一问题，应当对污水处理的能耗情况进行分析，并针对其中能耗较高的污水提升系统及曝气系统采取技能控制与优化措施，同时，可运用预测控制技术，对污水处理的能耗进行预测，据此制定合理可行的节能降耗方案，从而最大限度地降低污水处理能耗。
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论文作者:张刘林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/22
标签：污水处理论文; 节能论文; 曝气论文; 过程论文; 污水论文; 高程论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第35期论文;