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摘要：城市建设和发展的同时，人口数量随之增长，城市污水排放量随之提升，对于水环境安全带来了严重的威胁。而当前人们的环保意识逐渐提升，能源利用和环境污染之间的矛盾受到了社会各界广泛关注，所以迫切的需要推进污水处理技术创新和完善，尽可能降低污水排放量和能源消耗，提升设备利用效率和污水处理效率，营造良好的城市环境。
关键词：污水处理厂；如何降低；能耗分析
1导言
城市现代化建设进程不断加快，人均物质生活水平显著提升，社会生产生活的污染严重，产生了大量的污水和垃圾，严重破坏了生态环境。在可持续发展背景下，人们的环保意识不断增加，对污水处理重视程度不断提升，越来越多先进技术和装置应用其中，在满足社会生产生活需要的同时，寻求合理的节能优化控制方法，降低环境污染，以求提升人们生活质量。加强污水处理中节能优化控制方法研究，可以提出合理措施解决其中的问题，对于后续工作开展具有重要促进作用。
2污水处理中节能优化控制方法的不足
2.1污水处理成本高
在污水处理中，传统的污水处理工艺局限性较大，处理难度大，并且需要消耗大量的资源和成本。尤其是工艺研发和创新同样会增加投入，而由于行业特性成本回收周期长，所以难以获取充足资金投入支持，难以有效解决其中的问题。故此，需要寻求投入和效益平衡点，以此来改善此类问题。
2.2适应能力差
污水处理期间，由于处理流程较为复杂，很容易受到客观因素影响，加剧污水处理能源消耗。对于不可控因素处理，需要借助PID技术进行，尽管此类控制手段的性能突出，但是污水处理中可能存在其他问题，任何一个环节出现问题，都将影响到整体的污水处理效果。
2.3水质与能耗矛盾冲突
在污水处理期间，由于处理过程很容易受到客观因素影响，致使污水处理效果与目标相背离，这就需要综合考量因素之间的相互影响，在合理控制排水量的同时，还要注重成本控制。但是，通常情况下传统污水处理工艺局限性较大，即便可以解决此类问题，但是其中的矛盾仍然不可回避，如何控制出水水质的同时，尽可能降低能耗成为首要任务。我国在工业污水处理中应用了众多前沿技术和设备，但是这些设备的使用效率偏低，原有作用未能得到充分发挥。尤其是在自动控制系统方面，由于设备的使用性能认知不足，相关人员专业能力水平偏低，污水处理中面临着一系列问题，迫切的需要进一步优化污水处理工艺，切实提升污水处理效率和质量。相较于西方发达国家而言，我国污水处理工艺较为滞后，加之地域条件制约，污水处理技术原有作用未能得到充分发挥，加剧水环境污染和破坏。所以，需要选择合理的节能优化控制技术，在满足节能降耗需要同时，切实提升污水处理效率。
3污水厂能耗治理措施
3.1优化生化池控制
在污水处理系统中，曝气系统是最核心的污染物处理设备，当然该设备也是污水处理厂耗能最高的设备，是污水处理厂节能降耗控制与研究的重点对象。在生产过程中，不论是曝气量出现过高还是过低都会影响到生化池反应效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如在曝气量过高的情况时，生化池有机污染物就会在DO过高的情况下部分分解，该现象可能会导致微生物缺少足够的营养，同时过高氧含量促进了污泥颗粒氧的向内传递，改变生物胞外聚合物状态和性质，此时的活性污泥会出现自我分解、絮体解体的情况。同时，偏高的曝气量会加剧电能消耗量，影响最终的能源消耗情况。与之对应的是，如果曝气量低于正常水平，那么生化池微生物将失去原有的条件，失去原有的对污染物的处理能力、处理效率，严重影响水质。优化曝气装置的过程中，需要做好供氧设备性能的优化工作，这样才能够获得更多的曝气动力。当前很多污水处理厂生化池所用的方法都是微孔曝气，这种类型的曝气装置很容易发生堵塞问题，且有着较高的维护费用，对污水处理厂的运营管理来说存在负面影响。射流曝气器能够改善这一问题，充分弥补这类曝气装置缺陷。射流曝气与微孔曝气二者的区别是非常显著的。相较于微孔曝气器来说，射流曝气器有着更出众的抗水力冲击能力与氧转移效率。此外，射流曝气器的处理能力也十分出众，比如射流曝气每度电能够处理COD的量为3.36 kg，BOD 5 的量为1.21 kg，而微孔爆气则只能做到每度电处理COD的量为1.57 kg，BOD 5 的量为0.93 kg。
因污水处理厂本身的特性便是滞后性，故其运行方式与其他的工艺系统有很大的不同，常应用PID控制方法。该方法会进一步加剧污水处理滞后性，且该技术自控效果并不稳定，污水处理容易受到其他客观因素的影响，很容易出现水质处理不达标的问题。为改变这一情形需要应用智能化精确控制的方式，降低鼓风机能耗，降低出水TN含量。应用智能专家系统可以将TP浓度控制在0.13 mg/L，相较于优化前，其浓度降低了19%。此外，还有双DO控制阀，保持恒定DO梯度，赋予系统低能耗高效脱氮性能。以上曝气控制思路均运用了DO单变量控制。传统单变量控制无法应对当前人们对污水处理的严格要求，关于曝气量的控制如今已经从过去的单变量向多变量方向发展。
3.2优化泵控制
影响污水处理厂进水量的因素有很多，诸如季节、时间、天气等的波动都会带给其很大的影响。当前比较常用的处理方式为根据流量确定所选用泵。实际过程中在水泵满负荷条件下，其运转时间通常不到10%，该现象会浪费大量的中间能源。制定合理的优化思路，全面提升污水优化能力，绘制进出水高程能够尽最大努力减少水头损失，确保水泵可以始终维持高效状态。提升水泵性能。降低水泵能耗的方法有很多，其中，提升泵系统控制是最简单、直接的节能方法。目前，可用的技术是变频控制技术，变频控制技术的应用能够实现能耗12%~40%的控制。资料显示变频调速水泵相较于工频水泵在转速上下降了20%左右。在提升泵性能的过程中可以引入变参数PID算法与泵站分组轮询，提高泵开启效率。可以很好的节约泵耗电量并延长泵使用寿命。国内污水处理厂应用多机组编组控制、变速控制以及多台水泵等方法，这些方法均没有很好的节能效果。大小泵配合方法相较于前些方法来说效果要稍好一些，即低峰期使用小泵，高峰期使用大泵，根据集水池情况决定是否使用另一台泵，这种方式相较于传统方法能够节约能耗35%。
3.3药剂用量控制
目前，污水处理厂常见的药剂包括硫酸、聚合氯化铝、氢氧化钠、聚丙烯酰胺、磷酸盐等。如果忽视了药剂用量控制，同样会导致资源浪费现象的发生。根据试验得知，每吨污水净化药剂最佳使用量为200 g。聚丙烯酰胺是上述药剂中效果非常突出的一种，也是近些年常用的药剂，该药剂为有机高分子絮凝剂，这种材料有着很好的助凝、絮凝效果。在投放的时候需要采用多点连续投放式，最大化产品絮凝作用。
4结语
城市污水处理厂节能降耗是一项综合性工作，涉及设计，设备选型，运行管理控制，维护，升级等过程，设备，过程控制，管理，人员操作水平等方面。 通过链接分析资源消耗和节能潜力，降低污水处理成本，减少电力等原材料的消耗。 同时在污水处理厂实施节能降耗措施和加强管理，可以节约资源，降低运营成本，促进污水处理企业的可持续发展。 同时，建立能耗和能效管理评估体系，对节能降耗成果进行检测，推动各项先进技术的改进，整合和推广。
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论文作者:赵永涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/5
标签：污水处理论文; 曝气论文; 方法论文; 节能论文; 药剂论文; 水泵论文; 设备论文; 《防护工程》2019年第7期论文;