摘要：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，从而加强对污水处理厂的优化管理，保证出水水质的前提下，采取有效措施予以解决高耗能问题，这也是进一步落实绿色发展，推动“两型”社会建设的应有之意。鉴于此，本文是对我国城镇污水处理厂节能降耗研究现状及发展趋势进行研究，仅供参考。
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。
一、城镇污水处理厂能耗特点分析
目前，我国大多数的城镇污水处理厂采用的是二级处理，其能源消耗主要产生于污泥处理、生物处理供氧以及污水提升等环节。具体的能源消耗主要有电耗、药耗、新鲜水耗等。其中，82%左右的污水处理厂的平均电耗不低于0.44kW·h/m3，这一能耗相当于发达国家20世纪初的水平，显然还有很大的节能潜力。药耗主要是污泥脱水环节使用到的絮凝剂，每万吨的污水需要消耗的絮凝剂约为9kg的聚丙烯酰胺。由于经济和技术的限制，还有一部分城镇污水处理厂没有建立相应的中水回用系统，增加了新鲜水耗。总体来看，城镇污水处理厂的能耗呈现出如下特点：
1、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。
2、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%。
3、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。
二、城镇污水处理厂节能降耗对策
污水处理是一项能耗密集型的综合应用技术，污水处理总体具有能耗大、运行费用高，可以节能降耗的空间大等特点。从当前我国城镇污水处理厂的能耗特点来看，主要存在整体能耗高、运营费用高、电耗差异大等特点。因此，做好城镇污水处理厂的节能降耗可以选择从上述特点入手，才有有针对性的解决措施：
1、节约电能消耗途径
污水处理厂的电能消耗主要来自污水提升泵、曝气池、污泥回流泵、污泥脱水机等大功率机电设备的运营。因此，降低污水处理厂的电能消耗着重从污水提升泵、曝气系统以及污泥脱水系统等方面采取切实有效的办法。
（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）污泥脱水系统。目前，城镇污水处理厂采用的多是螺旋压榨式脱水机、带式压滤机、离心脱水机以及一体化脱水机，处理每吨的污泥干固体（DS）分别为3~15、5~20、30~60以及30~70K·h/tDS。由此可见，不同类型的污泥脱水设备所需电耗差异较大，在选择污泥脱水设备时应优先选择脱水效率高、电耗低的污泥脱水设备，尽量缩短处理时间和设备运行周期。
2、节约药剂消耗途径
污水处理厂的药剂消耗主要是絮凝剂的使用，目前，我国有大大小小的关于水处理药剂生产厂家200多家，品种100多个，年产量20余万吨。絮凝剂品种不同，对不同类型污水产生的污泥处理效率方面也存在较大差距。在选择絮凝剂时要结合污水处理厂的实际运行情况，既要重视絮凝剂的高效性，以提高污泥絮凝效果，也要考虑到所用絮凝剂对污泥减量化的效果，以期降低污泥处理处置量和节能降耗。同时还要考虑其药剂费的单价，以期降低运行成本。
污水处理厂污泥的处理应选择处理高效、性价比较高的絮凝剂，达到减少絮凝剂使用量节约药剂消耗的目的。因此，应选择脱水效果好，能够易降解，不会造成二次污染的高分子改性絮凝剂。符合上述特征的絮凝剂包括纤维素、多糖类以及淀粉等类别衍生物，以替代传统聚丙酰胺絮凝剂的使用。此外，还要通过实践经验积累，精确絮凝剂的应用量，减少不必要的浪费也是需要重点考虑的一个方面，应进行相关实验来确定高分子絮凝剂以及相关混凝剂配制药液的浓度、投加量，以达到减少药剂投加量的现实效果。同时，还需做好计量絮凝剂设备的日常维护保养工作，确保计量设备计量准确，减少误差。
3、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。
结束语
随着“十三五”城镇污水处理厂建设数量和规模的不断扩大，特别是做好该领域的节能降耗意义重大，是贯彻绿色发展、节能低碳理念的生动实践。除了上述具体举措外，还需要进一步健全相应的管理机制，不断完善节能降耗考评机制，建立相应的激励机制，在内部要树立节能降耗意识，激发员工节能降耗的积极性和主动性，实现经济效益、社会效益和环境效益的最大化。
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论文作者:金豪杰,孙晓燕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：污水处理论文; 节能降耗论文; 污泥论文; 电耗论文; 城镇论文; 絮凝剂论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第4期论文;