時(shí)間：2023-06-30 09:23:15
緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇水廠節(jié)能降耗，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
1.1混凝、沉淀階段的注意事項(xiàng)
第一，在pH值控制方面，對(duì)于pH值影響水的混凝效果的程度來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)相應(yīng)的混凝劑品種來(lái)決定，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的混凝劑，在確定過(guò)程中，則需要考慮水質(zhì)特征和混凝劑的特點(diǎn)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分析，結(jié)合工況要求，這里采用液態(tài)聚合氯化鋁混凝劑，能有效控制pH值在7～8范圍內(nèi)，達(dá)到較好的效果。第二，在水溫控制方面，應(yīng)該保證合適的水溫范圍，對(duì)于較低的水溫來(lái)說(shuō)，由于松散、細(xì)小的顆粒容易造成比較慢的絮凝體，這時(shí)應(yīng)考慮到具有吸熱性的混凝劑水解過(guò)程的特點(diǎn)。對(duì)于低溫水混凝劑來(lái)說(shuō)，具有黏度較大、水解困難的問(wèn)題，這樣就造成了顆粒不容易進(jìn)行碰撞，另外，也能使得膠體顆粒增強(qiáng)相關(guān)的水化作用，妨礙膠體進(jìn)行凝聚。一般來(lái)說(shuō)，能夠通過(guò)高分子助凝劑、混凝劑投加量增加來(lái)保證低溫水處理效果。第三，在進(jìn)水量和水力條件方面，應(yīng)該考慮其對(duì)于沉淀、混凝的影響，對(duì)于這個(gè)階段來(lái)說(shuō)，唯一目的就是不管采用何種辦法，實(shí)現(xiàn)快速的均勻混合。在進(jìn)行絮凝和水力混合過(guò)程中，應(yīng)該保證進(jìn)水水量的有效控制，根據(jù)相應(yīng)的要求結(jié)合水力條件的特點(diǎn)，從而有效保證絮凝效果，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第四，在原水濁度控制方面，應(yīng)該從實(shí)際情況考慮，在夏天的洪水期，具有較高的原水濁度；在冬季，具有較低的原水濁度。對(duì)于大于200NTU的夏季原水濁度高來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)利用高效的混凝劑來(lái)保證混凝沉淀效果，在其他的時(shí)候，根據(jù)要求應(yīng)用普通型的混凝劑即可。第五，在控制積泥方面，為了保證有效的運(yùn)行，應(yīng)該控制好沉淀池、絮凝池的積泥問(wèn)題，在水質(zhì)處理過(guò)程中，應(yīng)該有效保證進(jìn)行定期的排泥和清理。并且在進(jìn)行排泥周期的設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)不同的原水濁度進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)有效的自動(dòng)排泥控制系統(tǒng)來(lái)保證清理效果，還能減輕工作量，一般要保持每年清洗一次沉淀池。
1.2消毒工藝
要想保證水質(zhì)安全，就應(yīng)該嚴(yán)格控制消毒工作。一般來(lái)說(shuō)，液氯消毒是各水廠的主要環(huán)節(jié)，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，參考具體的沉淀水、原水以及過(guò)濾水的水質(zhì)情況，來(lái)確定相應(yīng)的氯氣投加量。對(duì)于存在有機(jī)物、原水氨氮等較多的污染物情況下，則應(yīng)該消耗更多的氯量。另外，夏季中存在繁殖較快的微生物、細(xì)菌情況以及冬季中存在較多的氨氮污染物等情況，都是使得氯氣消耗所增加的原因。另外，還受到相關(guān)的原水氯化物、pH值等方面的影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，一般都是將出廠水余氯控制在0.5～1.0ppm范圍。
1.3臭氧消毒工藝
針對(duì)臭氧冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要涉及到間接和直接冷卻兩大類(lèi)。對(duì)于簽核來(lái)說(shuō)，主要要求使用純度非常高、不容易出現(xiàn)輻射的水為內(nèi)環(huán)的水要求，外部冷卻水則是使用出廠水即可。要求出廠水的氯離子控制在50毫克/升內(nèi)，就可以滿足冷卻設(shè)備直接應(yīng)用于出廠水，否則，就應(yīng)該使用間接冷卻技術(shù)。這主要是從防止設(shè)備腐蝕角度考慮，水質(zhì)存在問(wèn)題的冷卻水就能使得系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕情況。另外，在此工藝中，應(yīng)該對(duì)于系統(tǒng)配件進(jìn)行定期更換，保證臭氧發(fā)生器沒(méi)有出現(xiàn)生銹情況。
1.4加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)
應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)的氨氮、余氯、pH值以及濁度等方面的指標(biāo)參數(shù)，化驗(yàn)室應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)確的化學(xué)分析，除了進(jìn)行國(guó)家飲用水的必要監(jiān)測(cè)之外，還應(yīng)該重點(diǎn)研究和分析相關(guān)的絮凝劑和消毒劑投加、原水水質(zhì)等方面的檢測(cè)工作，能夠有效保證指導(dǎo)生產(chǎn)。另外，相關(guān)班組也應(yīng)該對(duì)于水質(zhì)檢驗(yàn)進(jìn)行定期和定項(xiàng)的檢驗(yàn)。
2水廠節(jié)能降耗技術(shù)
2.1通過(guò)有效方法進(jìn)一步降低電能損耗
第一，通過(guò)優(yōu)化水廠的泵站，保證電能損耗在正常的生產(chǎn)過(guò)程中不斷降低。在進(jìn)行優(yōu)化水泵的過(guò)程中，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，目的是有效提高泵站的運(yùn)行效果，使得電能盡量得到節(jié)省。在具體的優(yōu)化方法中，可以采用相應(yīng)的圖解法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法以及啟發(fā)式智能方法等。在進(jìn)行變化的供水量和用水量之間，保證泵站的運(yùn)行具有最優(yōu)的狀態(tài)，滿足省電要求。第二，泵站變配電工程設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化，保證電能損耗在生產(chǎn)過(guò)程中最低?？紤]到水廠的技術(shù)以及資金方面的因素，有時(shí)候盡管采用了相應(yīng)的電容器組手動(dòng)投切措施，也不能進(jìn)行有效補(bǔ)償效果，不能滿足有效的節(jié)電功能。所以，應(yīng)該對(duì)于其泵站變配電工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，能夠把手動(dòng)授切改為自動(dòng)的方式，使得線路損耗有所降低，電費(fèi)支出也有所減少，滿足電能的節(jié)約要求。第三，對(duì)于水廠泵站的配電方案進(jìn)一步優(yōu)化，保證電能損耗的有效降低。當(dāng)前從分析泵站的供電系統(tǒng)來(lái)看，在技術(shù)方面存在較為落后的缺點(diǎn)，所以應(yīng)該通過(guò)配電方案的優(yōu)化，保證能耗的有效降低。第四，清水池的電能損耗的優(yōu)化也是減低能耗的有效手段。當(dāng)前，針對(duì)水廠的清水池設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究比較多，主要就是通過(guò)清水池有效容積，來(lái)保證節(jié)約能耗的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)于清水池的工作進(jìn)行改進(jìn)。在進(jìn)行內(nèi)部的池內(nèi)水位的抬高，可以通過(guò)異水位的設(shè)計(jì)方法提供，這樣使得滿足水位抬高以及有效進(jìn)行水量調(diào)蓄工作的要求。
2.2優(yōu)化生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，不斷降低藥耗
第一，應(yīng)該保證礬耗程度進(jìn)一步降低，對(duì)于生產(chǎn)自來(lái)水過(guò)程中的礬耗消耗來(lái)說(shuō)，在大部分水廠中都是采用手動(dòng)加礬的過(guò)程，這樣就無(wú)形使得礬耗有所增加。因此，在加礬控制中利用游動(dòng)電流檢測(cè)儀加手動(dòng)方式，能夠達(dá)到較好的效果，對(duì)于濾后水濁度變化可以利用動(dòng)電流檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量得到，這樣就能保證加礬的最佳量確定，能夠有效保證為用戶(hù)提供質(zhì)量穩(wěn)定的自來(lái)水，同時(shí)還能有效保證加礬量的降低。第二，如果在水廠出現(xiàn)了礬耗過(guò)高的問(wèn)題，應(yīng)該對(duì)于相關(guān)的原水異常波動(dòng)進(jìn)行分析，要求相關(guān)技術(shù)和運(yùn)行人員進(jìn)行相關(guān)的處理，保證水處理的有效性，并且積極進(jìn)行總結(jié)和分析，有效提高處理水平。另外，還要積極有效地參與培訓(xùn)活動(dòng)，使得水廠相關(guān)技術(shù)人員能具有較高的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，保證有效降低礬耗。第三，可以通過(guò)相應(yīng)的自動(dòng)加氯系統(tǒng)，保證有效降低氯耗，針對(duì)水廠進(jìn)行液氯消毒過(guò)程具有重要的意義。在相應(yīng)的自動(dòng)加氯系統(tǒng)中，主要包括前加氯與后加氯兩部分，能有效通過(guò)流量比例進(jìn)行一定的控制，使得生產(chǎn)中的氯耗能夠進(jìn)一步降低，有效避免產(chǎn)生多余的氯氣消耗。通過(guò)合理應(yīng)用，能夠保證首次氯的投加的有效降低，保證二次氯投的有效性，能夠保證自來(lái)水管網(wǎng)具有良好的消毒能力，保證出廠水質(zhì)的要求。
3結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗機(jī)組；混凝效果；消毒；加強(qiáng)管理
自來(lái)水企業(yè)中水廠的能耗和藥耗占自來(lái)水的制水成本的30%以上。因此加強(qiáng)水廠生產(chǎn)管理，加大節(jié)能降耗技術(shù)改造力度，可在實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)質(zhì)供水的前提下降低制水成本，提高自來(lái)水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
我公司經(jīng)過(guò)多年的供水生產(chǎn)管理、實(shí)踐和不斷總結(jié)，節(jié)能降耗措施已從以下幾個(gè)方面得到實(shí)踐并取得較好的效果：
一、確定合理的取水揚(yáng)程確保機(jī)泵設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效
運(yùn)行一般來(lái)說(shuō)，水廠建成投產(chǎn)后可以根據(jù)最大取水量、現(xiàn)有凈水構(gòu)筑物標(biāo)高、河床最低枯水位來(lái)校核取水揚(yáng)程，確定合理的取水揚(yáng)程。為降低電耗，為此我們確立了專(zhuān)門(mén)的節(jié)能攻關(guān)課題，用水準(zhǔn)儀對(duì)水廠歷史枯水位到凈水構(gòu)筑物的高差進(jìn)行測(cè)量，對(duì)反應(yīng)池的構(gòu)造和狀態(tài)進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)取消消能井成了降低整個(gè)取水揚(yáng)程的關(guān)鍵。反應(yīng)池改造后整個(gè)取水揚(yáng)程會(huì)降低，進(jìn)而降低了電耗。技改后的機(jī)組不但節(jié)能、機(jī)組搭配更合理并節(jié)約改造資金萬(wàn)元。
取水泵揚(yáng)程的確定以滿足水泵能從河床抽水至反應(yīng)池為基礎(chǔ)，如果定得過(guò)高可能使能耗增大；如果豐水期與枯水期河床水位相差太大也可以讓一臺(tái)機(jī)組配備兩套葉輪。準(zhǔn)確確定取水揚(yáng)程有利于節(jié)能降耗。合理搭配機(jī)組，取水泵要降低能耗提高水泵上水率，必須盡可能避免吸水管在同一個(gè)吸水井的機(jī)組同時(shí)開(kāi)機(jī)。如果同時(shí)開(kāi)兩臺(tái)機(jī)吸水，井水位下降很快，吸水揚(yáng)程增大，水泵容易產(chǎn)生氣蝕將影響水泵的出水流量使耗電率增大。當(dāng)吸水井容積及吸水井之間的連通管直徑小時(shí)尤其明顯。在生產(chǎn)調(diào)度中，掌握每臺(tái)機(jī)組的實(shí)際效率，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行開(kāi)、停機(jī)的調(diào)度，效率高的水泵機(jī)組而將效率低的機(jī)組作為備用，并在適當(dāng)時(shí)進(jìn)行改造以進(jìn)一步提高水廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。
另外，變頻調(diào)速系統(tǒng)在供水行業(yè)已經(jīng)得到了較為廣泛的采用。它不僅能控制供水壓力、調(diào)節(jié)供水量，更重要的是在節(jié)能降耗上具有優(yōu)勢(shì)。但由于目前投資較高而且變速泵只有在兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行節(jié)能效果較好，這可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)適當(dāng)采用。
二、優(yōu)化凈水構(gòu)筑物提高混凝效果
凈水構(gòu)筑物的形式尤其是反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)凈水效果和礬耗起著關(guān)鍵的作用。不同的反應(yīng)池有不同的控制指標(biāo)對(duì)其流速的變化、速度梯度及反應(yīng)池停留時(shí)間有不同的要求。控制不合適時(shí)有可能影響混凝效果增加礬耗。如有的水廠工程反應(yīng)池為穿孔旋流反應(yīng)池，投產(chǎn)后由于池體格數(shù)少、流速小，混凝效果差礬耗大?？赏ㄟ^(guò)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)測(cè)定找出問(wèn)題所在。在技術(shù)改造過(guò)程中，在反應(yīng)池前三格加裝隔板，通過(guò)嚴(yán)格的核算控制過(guò)流截面，改變水的流速和延長(zhǎng)水的流程，提高反應(yīng)池前段的速度、梯度，增大顆粒間的碰撞幾率。改造后礬耗比改造前降低了，沉淀池出水濁度降低了。因此優(yōu)化反應(yīng)池的控制參數(shù)對(duì)于提高混凝效果降低礬耗具有重要的意義。
三、控制好余氯量是保證自來(lái)水消毒效果的關(guān)鍵
控制好余氯量是保證消毒效果的關(guān)鍵。但加氯量過(guò)多不僅浪費(fèi)，水中的有害的消毒副產(chǎn)物也會(huì)隨之增加。因此，確定出廠水余氯的原則是杜絕水介疾病的發(fā)生，確保飲水衛(wèi)生，按照細(xì)菌數(shù)規(guī)律來(lái)確定余氯。從人體健康和降耗的角度出發(fā)，在確保水質(zhì)的前提下盡可能減少加氯量。一般來(lái)說(shuō)，水余氯過(guò)高大多出于保險(xiǎn)心理。針對(duì)這種情況，我們可以考慮幾個(gè)方面，如出廠水取樣點(diǎn)是否合理。取樣點(diǎn)距離過(guò)近消毒時(shí)間不夠，即使余氯高細(xì)菌指標(biāo)有可能也會(huì)超標(biāo)。不定期檢驗(yàn)濾后水的細(xì)菌和總大腸菌群，評(píng)估一次加氯的效果和調(diào)整加氯量，原水中氨氮含量高時(shí)考慮以總氯來(lái)控制水余氯。
四、加強(qiáng)自來(lái)水生產(chǎn)管理，做到安全、優(yōu)質(zhì)、高效
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;機(jī)泵選擇;運(yùn)行調(diào)節(jié)
對(duì)于自來(lái)水廠來(lái)說(shuō)，整個(gè)水廠的能源消耗中有一大部分是電力消耗，而在整個(gè)電力消耗中，通常有50%以上的用電量是被機(jī)泵設(shè)備消耗了，而其它一些輔助的設(shè)備如排泥機(jī)、風(fēng)機(jī)等耗電量所占比例僅約為2%～5%。因此要想降低自來(lái)水廠的能源消耗就要重點(diǎn)降低機(jī)泵設(shè)備的能耗，做好機(jī)泵設(shè)備的節(jié)能降耗措施。對(duì)自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備采取節(jié)能降耗措施可以有效地減少自來(lái)水廠的資源浪費(fèi)，提高了資源的利用效率，降低了企業(yè)的能耗成本，同時(shí)對(duì)于我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)有一定的推動(dòng)作用。因此做好自來(lái)水廠機(jī)泵設(shè)備的節(jié)能降耗有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1機(jī)泵設(shè)備效率下降、能耗增多的原因
機(jī)泵設(shè)備在社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，城市中它主要用于供水、污水系統(tǒng)以及化工等領(lǐng)域，在使用的過(guò)程中，可以將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能再轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)液體的輸送［1］。①自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)受到水和水中一些物質(zhì)的腐蝕而出現(xiàn)銹蝕的情況。較嚴(yán)重的銹蝕會(huì)使得泵輪與泵殼的表面不再平滑，而出現(xiàn)凹凸，從而導(dǎo)致摩擦系數(shù)的增大，導(dǎo)致機(jī)泵的耗電量增大，設(shè)備的效率降低。具體分析即設(shè)備在水流長(zhǎng)期的沖刷之下，流道的內(nèi)壁和葉輪的過(guò)水面會(huì)因?yàn)楦g而變得越來(lái)越粗糙，內(nèi)流道的阻力增大，使得設(shè)備的效率降低，能耗增大。②在機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，葉片背水面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致氣穴和蜂窩表面的出現(xiàn)，這樣在電化學(xué)腐蝕的情況下，葉輪的表面會(huì)產(chǎn)生汽蝕，使得設(shè)備的能耗較之前增加許多。③自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備除了受到水流的沖刷而產(chǎn)生的腐蝕外還會(huì)受到一些藥劑的腐蝕，比如在水處理的過(guò)程中會(huì)根據(jù)水質(zhì)的情況來(lái)投加一些藥物，使水質(zhì)得到改善，滿足自來(lái)水廠生產(chǎn)水的需要。而藥劑的投加會(huì)使得泵殼內(nèi)積垢，積垢增多到一定程度會(huì)使得泵殼的壁厚度明顯增加，導(dǎo)致設(shè)備的水力效率降低［2］。④機(jī)泵設(shè)備的加工工藝也會(huì)對(duì)設(shè)備的能耗有較大的影響，粗糙的水泵產(chǎn)品會(huì)使得設(shè)備的能耗較高，影響了泵體的容積和流體流速，增加了機(jī)械磨損等，也會(huì)降低水泵的性能，造成運(yùn)行效率不佳，能耗增加。
2水泵效率的提高
2．1水泵的選擇
自來(lái)水廠在選擇機(jī)泵設(shè)備的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意水泵的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇高效能電機(jī)，水泵功率的大小也要與使用要求相匹配，在有條件的情況下可選擇增加變頻調(diào)速控制器。目前城市中的自來(lái)水廠所使用的機(jī)泵設(shè)備大部分是離心泵，該類(lèi)型的水泵在工作的過(guò)程中是通過(guò)葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生離心力，從而將內(nèi)流道中的水壓入蝸殼里再被甩出，而與此同時(shí)葉輪口會(huì)形成一段真空，水池水在大氣壓的作用下直接進(jìn)入水泵，如此反復(fù)進(jìn)行下去水不斷地被向上推壓實(shí)現(xiàn)液體的抽送。從離心泵工作的過(guò)程來(lái)看，如果保持葉輪片以及泵殼的表面光滑，可減少表面摩擦力，使得水流的流動(dòng)更加順暢，有效地提高機(jī)泵的運(yùn)行效率。而一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有瑕疵，工藝粗糙的機(jī)泵會(huì)使得運(yùn)行的效率大大降低。因此自來(lái)水廠要想實(shí)現(xiàn)機(jī)泵的節(jié)能降耗，要選用一些葉輪和泵殼構(gòu)造較好的設(shè)備，這樣才能有效地保障機(jī)泵設(shè)備高效、長(zhǎng)期的使用，在提高了設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)也為企業(yè)降低了能耗［3］。
2．2水泵的安裝質(zhì)量
對(duì)于自來(lái)水廠來(lái)說(shuō)，水泵是廠內(nèi)工藝運(yùn)行的重要組成部分，自來(lái)水廠的機(jī)泵通常是全天不間斷運(yùn)行，因此設(shè)備的損耗較大，設(shè)備很容易達(dá)到大修的周期，這就導(dǎo)致設(shè)備會(huì)比較頻繁地進(jìn)行裝卸。在對(duì)機(jī)泵設(shè)備進(jìn)行安裝的過(guò)程中如果安裝不到位容易使得設(shè)備的安裝不穩(wěn)定、不固定，導(dǎo)致運(yùn)行的時(shí)候設(shè)備會(huì)有較強(qiáng)烈的振動(dòng)，這就會(huì)使機(jī)泵的損耗加快，且較易出現(xiàn)堵、漏、跑的情況，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行效率產(chǎn)生不利的影響并導(dǎo)致能耗的增加。因此要想使機(jī)泵設(shè)備的運(yùn)行效率有保障，就要對(duì)水泵的安裝重視，提高安裝的質(zhì)量。
2．3水泵的維修
在機(jī)泵設(shè)備使用的過(guò)程中，機(jī)泵要按規(guī)范進(jìn)行保養(yǎng)，按時(shí)更換機(jī)油和軸承等易損件。操作人員要及時(shí)巡檢設(shè)備，掌握機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題的設(shè)備要及時(shí)停用維修［4］。這樣才能使得水泵處在一個(gè)比較好的運(yùn)行狀態(tài)下，提高水泵的運(yùn)行效率。有時(shí)機(jī)泵所出現(xiàn)的并不是很大的問(wèn)題，比如加一些油就可以使得軸承更好更順利地進(jìn)行工作，因此要及時(shí)地對(duì)軸承內(nèi)的油進(jìn)行檢查，判斷是否需要進(jìn)行補(bǔ)充，并檢測(cè)油質(zhì)的情況，當(dāng)油質(zhì)情況不理想時(shí)要進(jìn)行更換，這些小問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決能夠有效避免其發(fā)展成為大問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械損失。另外，當(dāng)密封環(huán)的間隙寬度超過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)也會(huì)使機(jī)泵設(shè)備的運(yùn)行效率降低，因此在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的時(shí)候要對(duì)此問(wèn)題加以重視。
3機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗措施
3．1使用變頻控制，提高機(jī)泵節(jié)能降耗的控制水平
為了更好地控制機(jī)泵的能耗，可以在電氣控制方式上進(jìn)行改進(jìn)。傳統(tǒng)的控制方法是將閥門(mén)關(guān)閉，這樣就可以降低機(jī)泵設(shè)備的輸出，減少了功耗，現(xiàn)在隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速的節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，采用變頻控制能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的供水壓力，使得機(jī)泵的性能更加地智能和科學(xué)。變頻調(diào)速能夠有效地控制機(jī)泵的能耗問(wèn)題。但變頻器本身存在電能損耗的缺點(diǎn)，同時(shí)電氣控制部分成本較高，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行維修時(shí)的費(fèi)用以及對(duì)技術(shù)的要求也高，因此自來(lái)水廠應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的實(shí)際情況和需求來(lái)選用變頻調(diào)速器。
3．2合理調(diào)度，找出水泵的高效區(qū)，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行
為了實(shí)現(xiàn)自來(lái)水廠各機(jī)泵組設(shè)備的性能優(yōu)化組合，要對(duì)機(jī)泵設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的性能進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其進(jìn)行分析，判斷其性能以及功效的特點(diǎn)和不同，從而才可以有效地根據(jù)機(jī)泵的性能來(lái)科學(xué)的調(diào)度使用機(jī)泵，實(shí)現(xiàn)設(shè)備組合的優(yōu)化。比如可以將運(yùn)行效率較低的機(jī)泵用于水量和壓力的調(diào)節(jié)，不將其作為主機(jī)使用，而選用高效區(qū)間更廣，適用于偏低揚(yáng)程大流量運(yùn)行效率高的機(jī)泵作為主機(jī)［5］。另外，有些機(jī)泵的高效區(qū)范圍較窄，但其適用于偏高揚(yáng)程，在此種條件下工作性能優(yōu)良，因此可以用在自來(lái)水廠白天高峰供水時(shí)段。由此可見(jiàn)，根據(jù)不同機(jī)泵的性能特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)度使用可以有效地優(yōu)化整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，使得能源的消耗得到降低，同時(shí)將各機(jī)泵的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)，可有效延長(zhǎng)其使用的期限。
3．3采取葉輪切削方法，對(duì)葉輪進(jìn)行切割改造
目前一些自來(lái)水廠的機(jī)泵通常存在配置不合理的問(wèn)題，主要是機(jī)泵的揚(yáng)程偏高，機(jī)泵的特性曲線不吻合，這就使得機(jī)泵的運(yùn)行效率受到影響。在現(xiàn)有的情況下可以通過(guò)機(jī)械方式解決此類(lèi)問(wèn)題。最簡(jiǎn)單的方法就是對(duì)葉輪進(jìn)行切割，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)泵進(jìn)行改造。在對(duì)葉輪進(jìn)行切割之前，要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的具體參數(shù)來(lái)計(jì)算切割量，在葉輪經(jīng)過(guò)切割后可使電流降低，能夠有效地節(jié)約機(jī)泵的能耗。而且葉輪外徑的變化也會(huì)導(dǎo)致機(jī)泵特性曲線的變化，使機(jī)泵運(yùn)行時(shí)可以達(dá)到自來(lái)水廠實(shí)際需要的高效區(qū)間，達(dá)到節(jié)能的效果。
3．4采用高分子噴涂材料
機(jī)泵在使用的過(guò)程中會(huì)受到腐蝕而使得葉輪表面與機(jī)泵摩擦阻力增大，使機(jī)泵的工作效率降低。因此采用高分子噴涂材料可以使這個(gè)問(wèn)題得以解決。高分子材料的噴涂可使葉輪的表面形成光滑的保護(hù)層，降低了運(yùn)行過(guò)程中與水流的摩擦阻力，減少了能耗。且通常來(lái)說(shuō)高分子材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，可使機(jī)泵的使用效率提高。
4結(jié)語(yǔ)
自來(lái)水廠在城市生活中扮演著重要的角色，由于其用電量較大，能源消耗大，因此對(duì)自來(lái)水廠進(jìn)行節(jié)能降耗十分有必要。機(jī)泵的能耗占到自來(lái)水廠能耗的絕大部分，對(duì)其采取節(jié)能降耗的措施可以有效降低自來(lái)水廠的能耗。
作者:張海濤 單位:深圳市水務(wù)( 集團(tuán)) 有限公司
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：污水處理廠；節(jié)能降耗；能耗分布
1 我國(guó)城市污水處理廠能耗及分布
城市污水處理是高能耗行業(yè)，其能耗主要包括電能、藥耗和燃料等多個(gè)方面，其中電耗約占總能耗的60%～90%，電耗也成為了污水處理廠運(yùn)行成本的主要組成部分。2011 年，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠用電量約為100 ×108kW?h， 約占全國(guó)社會(huì)總用電量的0.2%。污水處理廠電能主要消耗在污水污泥的提升、生物處理的供氧、推動(dòng)混合、污泥的處理處置、附屬建筑用電和廠區(qū)照明等方面。其中曝氣能耗最大，約占到整個(gè)污水處理廠能耗的一半左右，此外，污泥處理環(huán)節(jié)能耗也不容忽視，我國(guó)污水處理廠在該環(huán)節(jié)的能耗約為3%～5%左右，與日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家20%～30%相比有很大差距，這也反映出我國(guó)的污泥處理工藝和設(shè)備還有待進(jìn)一步完善。城市污水處理廠處理單元能耗分布情況見(jiàn)表1。
表1 污水處理廠處理單元能耗分布
2 城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析
從以上分析可以看出，我國(guó)城市污水處理廠的能耗分布主要在污水提升、處理以及污泥處理等單元，包括設(shè)備的電能消耗、污水處理和藥劑消耗等，因此，我國(guó)城市污水處理廠節(jié)能的途徑選擇應(yīng)該是在曝氣和泵領(lǐng)域、污泥處理以及日常運(yùn)行的節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化等等。
2.1 污水提升泵站節(jié)能途徑
污水提升泵在整個(gè)污水處理中是主要的耗能設(shè)備之一，因此，具有優(yōu)化提升泵站設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生較大的節(jié)能效果。目前國(guó)內(nèi)城市污水處理廠泵的能量高消耗主要由于電機(jī)效率不高、設(shè)計(jì)的運(yùn)行能力超過(guò)了實(shí)際水量所需的能量、水量波動(dòng)以及運(yùn)行控制不良等原因所致。提升泵的優(yōu)化節(jié)能主要途徑有改工頻泵為部分變頻泵作為調(diào)速泵；所有提升泵都是變頻泵，如紹興污水處理廠通過(guò)提升水泵變頻技術(shù)改造，節(jié)能達(dá)到12%；多級(jí)動(dòng)態(tài)液位控制策略技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)轉(zhuǎn)速加臺(tái)數(shù)控制法，實(shí)現(xiàn)定速泵平均流量運(yùn)行；當(dāng)水流出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)應(yīng)該適時(shí)增減運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，調(diào)速泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)適應(yīng)水流量的變化；定期對(duì)水泵進(jìn)行維護(hù)，以減少摩擦降低電耗。水泵的節(jié)能降耗最關(guān)鍵的是要提升泵的運(yùn)行效率，在采用上述方法之外在泵設(shè)備上下功夫外，還需要加強(qiáng)日常的管理和高程布置等，結(jié)合污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況不斷的總結(jié)最佳運(yùn)行條件，以實(shí)現(xiàn)效率的最大化。
2.2 曝氣設(shè)施節(jié)能途徑
曝氣機(jī)是污水處理廠耗能最多的設(shè)備之一，降低污水處理廠的能耗關(guān)鍵是要做好曝氣機(jī)的節(jié)能。在污水處理曝氣環(huán)節(jié)的操作主要有風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散、控制以及動(dòng)力等方面，現(xiàn)實(shí)中造成曝氣過(guò)高能耗的原因主要有設(shè)備容量過(guò)大、操作效率低等等，因此，可以通過(guò)優(yōu)化曝氣系統(tǒng)和智能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)曝氣機(jī)的節(jié)能降耗：考慮曝氣機(jī)動(dòng)力效率、氧利用率、堵塞故障以及工程造價(jià)等因素來(lái)合理選擇曝氣裝置；選擇漸減式曝氣布置，如第1～3 段分別按照35%、30%、25%進(jìn)行布置；選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧濃度的控制；選擇變頻器來(lái)改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式對(duì)風(fēng)機(jī)流量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的節(jié)能。
2.3 污水處理節(jié)能途徑
污水處理環(huán)節(jié)的能耗主要產(chǎn)生于污水預(yù)處理和生化處理，其中預(yù)處理階段主要包括格柵、沉砂池，生化處理階段的主要能耗單元是曝氣系統(tǒng)（之前已作論述）。這里重點(diǎn)探討污水預(yù)處理環(huán)節(jié)的能耗。首先是做好格柵的安裝，雖然整個(gè)格柵本身在污水處理過(guò)程中的節(jié)能空間不大，但對(duì)后續(xù)其他設(shè)備的降耗起著重要作用，需要做好格柵的安裝，一般會(huì)選擇將格柵安裝在污水處理廠的前段或者污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)較大漂浮物的截留，減少堵塞，保證污水設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。曝氣沉沙池由于曝氣設(shè)備的使用而產(chǎn)生較高能耗，因此沉砂池的設(shè)計(jì)一般應(yīng)選擇平流式和旋流式。
2.4 污泥處理節(jié)能途徑
污泥處理單元是產(chǎn)生能耗較大的部分，既要做好該部分的節(jié)能降耗，也需要探尋污泥資源的二次利用，因此污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能主要著眼于污泥的處理和資源的回收階段。首先是污泥處理方面，目前主要包括污泥的濃縮、穩(wěn)定和脫水三個(gè)環(huán)節(jié)。其中，污泥濃縮應(yīng)優(yōu)先使用生物氣浮技術(shù)來(lái)代替簡(jiǎn)單的重力氣浮，以提升濃縮效率、降低能耗的效果；污泥的穩(wěn)定主要有厭氧、好氧和堆肥處理，當(dāng)然也有許多未經(jīng)穩(wěn)定處理就直接進(jìn)入了脫水環(huán)節(jié)。一般厭氧消化后可以產(chǎn)生沼氣來(lái)彌補(bǔ)穩(wěn)定環(huán)節(jié)的能量。污泥脫水有機(jī)械脫水和自然脫水兩種方式，目前大多選擇的機(jī)械脫水，機(jī)械脫水的主要能耗是電耗，一般使用離心脫水的電耗較低，但對(duì)污泥的預(yù)處理效果要求高，還容易磨損，還需要在實(shí)踐中探尋新的脫水工藝，提升節(jié)能降耗效果。此外，要做好污泥的回收再利用，污泥中大部分成分是揮發(fā)性有機(jī)物，在日本，60%污泥可以經(jīng)由厭氧消化削減，每噸揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)可產(chǎn)生約680m3 的沼氣，利用磷酸型燃料電池殼獲得污水廠約50%的能源。污泥的回收途徑一般有兩種：利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱能、厭氧消化氣的利用。
2.5 藥劑消耗節(jié)能途徑
藥劑消耗雖然在整個(gè)污水處理廠中所產(chǎn)生的能耗比例不大，但在污泥消毒、調(diào)理和除磷等環(huán)節(jié)也存在一定的節(jié)能空間。首先是除磷方式的選擇，一般會(huì)使用無(wú)需投加藥劑、污泥產(chǎn)量又少的生物除磷技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)工藝較為復(fù)雜，需要在實(shí)踐中不斷的加以完善。如果選擇化學(xué)除磷，可以嘗試使用高分子混凝劑除磷，能夠有效降低藥耗；污泥調(diào)理是為了進(jìn)一步提升污泥的脫水性能，通常有選擇化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理兩種工藝；污泥的消毒可以推薦使用輻射技術(shù)，無(wú)需高溫高壓，是污泥消毒的新技術(shù)，有利于污水處理廠的節(jié)能降耗。生物消毒由于不需要投加藥劑，也是目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)污水處理廠選擇的污泥消毒方式，這一工藝需要進(jìn)一步提升污泥的脫水性能，以減少后續(xù)污泥脫水環(huán)節(jié)的能耗和藥耗。
3 加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理
污水廠的節(jié)能降耗滲透于日常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的方方面面，加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理也是污水處理廠的節(jié)能降耗的重要舉措。首先是加強(qiáng)教育培訓(xùn)，提升人員的節(jié)能意識(shí)，樹(shù)立節(jié)能生產(chǎn)理念；其次是做好日常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本分析，通過(guò)對(duì)城市污水處理廠各個(gè)處理環(huán)節(jié)的能耗分析，準(zhǔn)確掌握不同單元的具體能耗，從而有針對(duì)性的提出控制能耗的重點(diǎn)環(huán)節(jié)；再次是建立節(jié)能降耗目標(biāo)，把節(jié)能降耗目標(biāo)設(shè)置于各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于完成預(yù)期目標(biāo)的給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，從而激發(fā)大家開(kāi)展節(jié)能降耗的積極性。
參考文獻(xiàn)
[1]王崇.污水處理廠能耗分布與節(jié)能機(jī)會(huì)分析[J].市政技術(shù)，2013（3）：148-151.
關(guān)鍵詞：城市；污水處理廠；節(jié)能降耗
一、城市污水處理廠主要的節(jié)能降耗途徑
1、節(jié)約電能的途徑
1）污水提升泵
污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個(gè)提升系統(tǒng)，具體有如下措施：正確科學(xué)地選擇水泵，使其在高效率下工作；合理利用地形，通過(guò)減小污水的提升高度來(lái)降低水泵的揚(yáng)程；變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用：通過(guò)變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，降低水泵提供的揚(yáng)程使之與實(shí)際需要相符合，降低排水單耗，而且變頻器還可以控制水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，從而節(jié)約大量的能源。變頻器可設(shè)置節(jié)能功能，也就是當(dāng)變頻調(diào)速使電動(dòng)機(jī)在變頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，變頻器可以隨時(shí)搜索電動(dòng)機(jī)最佳工作點(diǎn)，使電動(dòng)機(jī)在任何情況下，電流最小，功率因素和效率趨于最佳工況；削切葉輪：污水提升泵若采用離心式水泵，則其流量、揚(yáng)程、軸功率和泵輪直徑近似有以下規(guī)律：流量與泵輪直徑比的1次方成正比，揚(yáng)程與泵輪直徑比的2次方成正比，軸功率與泵輪直徑比的3次方成正比。因此，可以采用切削泵輪直徑的方法，從而降低設(shè)計(jì)揚(yáng)程，使水泵工作在最優(yōu)效率區(qū)而達(dá)到降低能耗的目的；適當(dāng)增減提升泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，對(duì)其進(jìn)行變頻調(diào)速控制，以適應(yīng)不同時(shí)間、季節(jié)的污水量波動(dòng)，有效降低提升泵能耗。定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修，可減少因滲漏、結(jié)垢、機(jī)械磨損等原因造成的效率降低，保證提升泵的高效運(yùn)行。此外，還可以通過(guò)采用新型的節(jié)能泵，合理調(diào)整設(shè)備參數(shù)，提高泵的運(yùn)行效率，選擇水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)等途徑實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
2）曝氣系統(tǒng)
（1）選擇高效率的曝氣設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備主要有微孔氣泡、中氣泡、大氣泡和水力剪切等幾種類(lèi)型。其中，微孔曝氣具有氣泡微小、比表面積大和氧轉(zhuǎn)移效率高等特點(diǎn)，通過(guò)提高氧的傳質(zhì)效率起到節(jié)能效果。
（2）通過(guò)變頻等技術(shù)提高鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，使曝氣設(shè)備一直能在較高的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，起到節(jié)能效果，因此，一般多采用離心式鼓風(fēng)機(jī)并輔助變頻控制。
（3）曝氣量的精確控制。精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計(jì)算當(dāng)前的曝氣需要量，并按照該氣量進(jìn)行精確控制，曝氣控制系統(tǒng)會(huì)連續(xù)檢測(cè)曝氣量，及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。因此，建立基于生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)不同進(jìn)水負(fù)荷條件下生物處理系統(tǒng)包括需氣量在內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，并通過(guò)對(duì)示范污水廠的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)或在線運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確定該污水處理廠生物處理過(guò)程的特征參數(shù)和補(bǔ)償參數(shù)，并采用仿真和試驗(yàn)的方法，檢驗(yàn)這些特征參數(shù)的有效性。最后，在綜合的環(huán)境因素（溫度、pH值，MLSS）條件下，經(jīng)試驗(yàn)確定示范污水廠的水平衡（包含污水負(fù)荷）、泥（底物）平衡、氣（曝氣）平衡過(guò)程的穩(wěn)態(tài)值及其擾動(dòng)特征。
（4）根據(jù)溶解氧（DO）濃度調(diào)節(jié)曝氣量。許多污水處理廠的生物反應(yīng)池會(huì)曝氣過(guò)度，主要原因是缺乏自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、過(guò)度曝氣直接導(dǎo)致了能耗的浪費(fèi)，并會(huì)使污泥的沉降性變差，能耗隨混合液DO濃度的增大而增大，曝氣池中的DO從2mg/L升高到5mg/L，所需要消耗的能量增加了近一倍。最節(jié)能的方法是根據(jù)降解污水中有機(jī)物和硝化所需的最低需氧量進(jìn)行供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。由于進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的不穩(wěn)定，實(shí)際運(yùn)行中，一般下午和傍晚的需氧量要比夜間和早晨的需氧量大，因此維持穩(wěn)定DO濃度所需的鼓風(fēng)量也要實(shí)時(shí)調(diào)整。
3）污泥脫水系統(tǒng)
污泥脫水系統(tǒng)主要是將含水率在98%以上的污泥進(jìn)行減容、減量、穩(wěn)定以及無(wú)害化的處理，污泥處理主要包括濃縮、消化、脫水和干化等過(guò)程。目前國(guó)內(nèi)常用的污泥脫水機(jī)有帶式壓濾機(jī)、半框壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、螺旋壓榨式脫水機(jī)，這幾種脫水機(jī)處理每噸污泥干固體所需能耗有很大的差異，因此在設(shè)備選擇時(shí)應(yīng)盡量選擇脫水效率高且能耗較低的污泥脫水機(jī)。其次，污泥脫水過(guò)程應(yīng)盡量減少設(shè)備運(yùn)作和縮短處理時(shí)間，根據(jù)儲(chǔ)泥池內(nèi)泥量、污泥沉降性能確定脫水機(jī)器使用數(shù)量和脫水時(shí)間。
2、節(jié)約藥劑的途徑
污水處理廠降低絮凝劑的消耗也是節(jié)能降耗的重點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)有水處理藥劑生產(chǎn)廠家230家，品種100多個(gè)，總產(chǎn)量近20萬(wàn)t，在選擇絮凝劑是不僅要考慮其單價(jià)，還應(yīng)考慮藥劑的高效性，以使其減量化，應(yīng)用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脫水性能的絮凝劑，這樣既可節(jié)省藥劑用量又能提高混凝效果，從而使污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。
節(jié)約絮凝劑的途徑主要有：使用脫水效率更高的、可以生物降解的、不會(huì)造成二次污染的天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、多糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等類(lèi)別的衍生物等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚丙烯酰胺絮凝劑；精確投加藥劑，避免不必要的浪費(fèi)：通過(guò)試驗(yàn)確定高分子絮凝劑以及混凝劑配制藥液濃度、投加量，使絮凝劑發(fā)揮最佳的絮凝及混凝效果，減少藥劑的投加量；要求藥液投加設(shè)備計(jì)量準(zhǔn)確，減少誤差。
3、節(jié)約自來(lái)水耗的途徑
中水回用是節(jié)約自來(lái)水耗的主要途徑。城市污水處理廠建立中水回用系統(tǒng)，使中水用于廠內(nèi)污泥脫水的反沖洗用水、清洗車(chē)間用水、風(fēng)機(jī)冷卻水、綠化用水等，由此大幅度的減少自來(lái)水的消耗，實(shí)現(xiàn)污水的資源化，降低污水處理成本。
4、建立完善的管理機(jī)制
通過(guò)加強(qiáng)管理節(jié)能降耗的措施主要有：通過(guò)對(duì)污水處理各個(gè)工段的能耗進(jìn)行分析，明確不同處理單元的能量需求，挖掘各控制環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗潛力，提高能耗管理水平，精確控制城市污水處理廠的運(yùn)行；加強(qiáng)對(duì)設(shè)備設(shè)施及藥劑的管理：建立崗位責(zé)任制，設(shè)備設(shè)施責(zé)任制，定期分析設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行情況，使其達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。加強(qiáng)對(duì)藥劑的貯存管理，嚴(yán)防雨淋、暴曬，避免對(duì)藥劑的浪費(fèi)；建立激勵(lì)機(jī)制：制定科學(xué)的考核、控制指標(biāo)和激勵(lì)制度，全體員工積極參與，職責(zé)明細(xì)，獎(jiǎng)罰分明，使員工自覺(jué)培養(yǎng)節(jié)能降耗的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與個(gè)人的雙贏。
二、廢棄物的資源化
1、能源的利用
污泥厭氧消化池所產(chǎn)生的沼氣能完全燃燒，而且保存運(yùn)輸比較方便，是一種清潔燃料，國(guó)內(nèi)的北京高碑店污水廠和天津市紀(jì)莊子污水廠的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣就是用于沼氣攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱水作為消化污泥加熱的熱源。沼氣發(fā)電在美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家也得到了極大的利用，它實(shí)現(xiàn)了污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化的統(tǒng)一，是一種優(yōu)良的節(jié)能技術(shù)。
2、污泥的綜合利用
在城市污水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，為防止環(huán)境受到二次污染，必須科學(xué)考慮污泥的處理和處置問(wèn)題。目前常用的污泥處置方法有填埋、農(nóng)用、焚燒、制造建材等，但是污泥填埋沒(méi)有真正解決污泥問(wèn)題，污泥沒(méi)有被利用，還可能造成二次污染，不能算是資源化利用的方式。為此，許多研究者嘗試把污泥直接用于建材，或利用污泥焚燒后的殘?jiān)圃旖ú摹?/p>
結(jié)語(yǔ)
城市污水處理廠的節(jié)能降耗是一項(xiàng)綜合性工作，涉及到工藝、設(shè)備、過(guò)程控制、管理、人員的操作水平等，從設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、運(yùn)行管理控制、維修、升級(jí)改造等每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析資源的消耗及節(jié)能潛力，以降低污水處理成本，減小用電量及其他原材料的消耗。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：污水處理廠節(jié)能降耗
中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 背景
貴陽(yáng)新莊污水處理廠工程是貴陽(yáng)市水污染治理和環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，是貴州省重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，是利用日本政府貸款同時(shí)也是國(guó)債建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目已納入國(guó)家“十一五”期間城考指標(biāo)。新莊污水處理廠位于貴州省貴陽(yáng)市烏當(dāng)新添寨片區(qū)中部烏當(dāng)大橋旁，緊靠南明河，廠區(qū)占地250余畝，設(shè)計(jì)總規(guī)模為42萬(wàn)m³/d，分兩期建成，一期規(guī)模為25萬(wàn)m³/d（2009年12月底建成），二期規(guī)模為17 m³/d。該廠的服務(wù)范圍包括全中心城區(qū)、新添寨片區(qū)中南部、龍洞堡片區(qū)和二戈寨片區(qū)北部，服務(wù)人口近期108.39萬(wàn)人，遠(yuǎn)期142.94萬(wàn)人。污水經(jīng)A2/0工藝系統(tǒng)處理后可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，排入南明河。
新莊污水處理廠的建成投產(chǎn)基本解決貴陽(yáng)市中心城區(qū)及烏當(dāng)片區(qū)生活污水污染南明河的問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)南明河水變清的一大重要舉措；同時(shí)，新莊污水處理廠的運(yùn)行每年將產(chǎn)生化學(xué)需氧量1.3萬(wàn)噸和氨氮1.01萬(wàn)噸的減排效益。因此，新莊污水處理廠對(duì)進(jìn)一步改善貴陽(yáng)城市水環(huán)境、提高城市居民生活質(zhì)量具有重大意義，也是貴陽(yáng)市建設(shè)生態(tài)文明城市邁出的實(shí)質(zhì)性一步。近十年來(lái)，由于能源緊張，隨著節(jié)能工作的深入開(kāi)展，節(jié)能降耗工作的急迫性和重要性逐漸深入人心。因此，從污水處理廠的各個(gè)環(huán)節(jié)降低消耗、減少損失、合理有效地利用能源，實(shí)現(xiàn)污水處理廠降低成本、增加效益最大化是新莊污水處理廠的一大重要目標(biāo)。
2 污水處理廠的能耗分析
污水廠日常運(yùn)行中主要費(fèi)用為能耗、人力資源費(fèi)用以及設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)；根據(jù)我國(guó)學(xué)者的研究結(jié)論，在活性污泥處理系統(tǒng)中，其中能耗成本占污水廠運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本的30~80％。在不同的污水處理廠的運(yùn)行中，實(shí)際能耗還與污水廠規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)特征、處理程度、處理工藝及運(yùn)行模式等因素有關(guān)。根據(jù)新莊污水處理廠近三年的實(shí)際運(yùn)行情況，污水處理廠的能耗主要產(chǎn)生在水泵的運(yùn)行、生化處理設(shè)備以及污泥處理這幾個(gè)環(huán)節(jié)：
水泵的運(yùn)行
該廠的水泵設(shè)施主要有初次污水提升泵、污泥回流泵、剩余污泥泵、內(nèi)回流泵及污泥提升泵。污水、污泥提升泵能耗約占全廠總能耗的10%~20%，其運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到廠里能否正常運(yùn)行以及生產(chǎn)成本的高低。
生化系統(tǒng)
生化系統(tǒng)能耗約占全廠的40%~60%，其中比重最大的為曝氣設(shè)備。為了保證生物反應(yīng)池內(nèi)溶解氧（DO）濃度，生物反應(yīng)池常常會(huì)曝氣過(guò)度，而過(guò)度曝氣直接導(dǎo)致了能耗的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)使污泥的沉降性能變差。由圖1可以看出，曝氣池中的DO濃度從2mg/L升高至5mg/L，所消耗的能量幾乎增加了一倍。
圖1. 混合液DO濃度與能耗的關(guān)系
污泥處理系統(tǒng)
污泥處理系統(tǒng)能耗約占全廠的15%~40%，合理控制脫水設(shè)備，可以在降低電耗的同時(shí)也可以降低原材料的損耗。
隨著人口的日益增長(zhǎng)和污染物去除標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，用于污水處理的總用電量還將繼續(xù)增加。
3 節(jié)能降耗技術(shù)與途徑
據(jù)國(guó)內(nèi)外多家污水處理廠多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最直接最有效的節(jié)約成本方法就是節(jié)能降耗，而有效的節(jié)能降耗途徑與技術(shù)主要有如下幾點(diǎn)：
建立能耗信息系統(tǒng)并評(píng)估審核能量利用
污水廠建立一個(gè)能耗信息系統(tǒng)（Energy Information Systerm，EIS），一方面，能通過(guò)在線傳感器實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取對(duì)處理工藝流程中各處理單元的耗能項(xiàng)目，包括各種設(shè)備和建筑物的開(kāi)關(guān)、功率、運(yùn)行狀態(tài)等信息，并將這些信息自動(dòng)分類(lèi)記錄、儲(chǔ)存在EIS系統(tǒng)中，從而建立各個(gè)耗能單元的能耗信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以計(jì)算污水廠的能量效率；另一方面，根據(jù)與同類(lèi)設(shè)備或其它廠的處理單元的能耗數(shù)據(jù)比較，可以快速發(fā)現(xiàn)是否存在高耗低效的運(yùn)行環(huán)節(jié)，若存在，再對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的核查分析，因此，能耗信息系統(tǒng)（EIS）能快捷地為污水廠的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行提供可靠的依據(jù)。例如，在美國(guó)華盛頓州的Blue Plain污水處理廠，已將各個(gè)能耗單元的用電情況、需求以及運(yùn)行成本等數(shù)據(jù)集成在EIS里，摒棄了傳統(tǒng)的電子表格統(tǒng)計(jì)法，讓管理人員實(shí)時(shí)方便地掌握和調(diào)整設(shè)備運(yùn)行。采用能量評(píng)估程序?qū)δ芰渴褂们闆r進(jìn)行審核，確定設(shè)備升級(jí)改造或者更換的最佳時(shí)機(jī)，可用于輔助管理污水廠的設(shè)備維護(hù)。
升級(jí)改造設(shè)備
提升泵系統(tǒng)要想節(jié)能降耗，需要盡量消除外部的干擾，定期清理泵坑的淤泥和浮渣顯得格外重要。另外需要清楚提升泵的額定工況和實(shí)際情況，如達(dá)不到理想狀態(tài)需要作相應(yīng)的技術(shù)調(diào)整，如泵的揚(yáng)程相差過(guò)大，則可以用高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪代替原有葉輪，使其達(dá)到理想化狀態(tài)。對(duì)水泵的運(yùn)行而言，可以采取如下措施來(lái)改善水泵效率： a）泵運(yùn)行時(shí)盡量保持在高效區(qū)間內(nèi)（首先必須清楚該廠水泵的額定工況和實(shí)際情況，如達(dá)不到理想狀態(tài)需作相應(yīng)的調(diào)整，如應(yīng)控制兩臺(tái)泵運(yùn)行在額定流量90％，而不是三臺(tái)泵運(yùn)行在額定流量的60％）； b）調(diào)節(jié)水位控制器，使水泵運(yùn)行的啟閉次數(shù)盡量減少，使出水水流穩(wěn)定； c）利用電容補(bǔ)償（大型水泵）來(lái)改善功率因子； d）如果水泵一直在低效區(qū)低負(fù)荷下運(yùn)行，可以減小葉輪的尺寸； e）對(duì)于定速水泵，當(dāng)流量變化范圍較大時(shí)，采用變頻調(diào)速設(shè)備。某些工程實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，使用變頻調(diào)速設(shè)備可使水泵平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20％以上，綜合節(jié)能效率可達(dá)20％~40％。由此可見(jiàn)，采用變頻調(diào)速設(shè)備使水泵運(yùn)行耗電量大大降低，節(jié)能效果十分顯著。
合理曝氣，控制系統(tǒng)參數(shù)
生化系統(tǒng)是節(jié)能降耗的大頭，其合理的曝氣將會(huì)有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。一方面，合理選擇曝氣方式以及曝氣設(shè)備顯得尤為重要。有學(xué)者對(duì)幾種常見(jiàn)擴(kuò)散曝氣器的能耗作了研究比較，見(jiàn)圖2所示，可看出不同的曝氣設(shè)備曝氣和氧傳遞效率不同，所需要的電能也會(huì)不同。有些污水廠在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)反應(yīng)池的尺寸來(lái)布置和安裝曝氣器；還有些污水廠采用將原有的粗孔曝氣器更換為微孔曝氣器，這樣也能大大提高用電效率，節(jié)約能源。
圖2. 幾種常見(jiàn)擴(kuò)散曝氣器的能耗比較
另一方面，生物反應(yīng)池內(nèi)DO濃度越高，則濃度梯度越小，氧擴(kuò)散速率越慢，有效的節(jié)能方法是根據(jù)降解污水中有機(jī)物和硝化所需的最低需氧量進(jìn)行供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。實(shí)際運(yùn)行中，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷具有不穩(wěn)定性，一般下午和傍晚的需氧量要比夜間和早晨的需氧量大，要維持穩(wěn)定的DO濃度所需的鼓風(fēng)量也要實(shí)時(shí)調(diào)整。因此，合理地選擇設(shè)備并嚴(yán)格控制污水廠處理工藝系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，能有效地實(shí)現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗目的。
其他方面節(jié)能降耗
污水廠的能耗涉及到運(yùn)行、設(shè)備、行政、綠化等方面，抓好每個(gè)方面每個(gè)環(huán)節(jié)，如辦公室設(shè)備（打印機(jī)、電腦、照明等）合理使用、綠化用水盡量使用回用水，重復(fù)利用部分耗材等方法，也可以節(jié)約能源，大大降低污水處理廠的成本。
【關(guān)鍵詞】污水處理廠；能耗；節(jié)能降耗；優(yōu)化運(yùn)行
1、城鎮(zhèn)污水處理廠能耗組成
城鎮(zhèn)污水處理廠的能量是推動(dòng)各生物反應(yīng)池及污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，其能量消耗大體可以分為兩類(lèi)，即直接能耗和間接能耗。直接能耗包括污水提升泵、曝氣系統(tǒng)、機(jī)械攪拌、污泥回流泵，污泥脫水等的電耗以及污泥消化投加的熱能等； 間接能耗包括絮凝劑、外加碳源、氯氣、活性炭等外加耗材生產(chǎn)過(guò)程所需的能量。
2、污水廠各處理單元節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行方法探討
2.1 提升泵房單元節(jié)能優(yōu)化技術(shù)探討
污水提升泵的節(jié)能應(yīng)首先從設(shè)計(jì)過(guò)程著手，考慮進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，根據(jù)管道系統(tǒng)的特性曲線正確科學(xué)地選擇水泵，讓水泵保證在其高效段工作，合理利用地形，減少污水的提升高度來(lái)降低水泵軸功率。
其次水泵配套電機(jī)的選擇也非常重要，選擇與水泵負(fù)荷相匹配的電機(jī)可使電機(jī)保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)，雖然高效率電機(jī)價(jià)格比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)價(jià)格高15%～25%，但其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，投入運(yùn)行后該部分投資可以很快回收。因此，在污水處理廠設(shè)計(jì)或升級(jí)改造工程中，可優(yōu)先選用高效電機(jī)。
2.2 生化處理單元節(jié)能優(yōu)化技術(shù)探討
目前我國(guó)生化處理單元采用的技術(shù)仍然是以A/A/O 脫氮除磷工藝、氧化溝及SBR（ 序批式活性污泥法） 三大工藝為主。處理單元節(jié)能降耗主要涉及3個(gè)方面： 曝氣系統(tǒng)（主要） 、回流系統(tǒng)及藥劑投加系統(tǒng)。
A/A/O 脫氮除磷工藝，SBR 工藝基本上都是采用微孔曝氣，氧化溝工藝多采用轉(zhuǎn)刷曝氣器、倒傘式曝氣器等進(jìn)行機(jī)械曝氣。
微孔曝氣系統(tǒng)所需空氣量由風(fēng)機(jī)提供，羅茨鼓風(fēng)機(jī)和TURPO 風(fēng)機(jī)是當(dāng)前污水處理廠中常用的鼓風(fēng)機(jī)。羅茨風(fēng)機(jī)通過(guò)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，一般為中小型污水處理廠所采用，并且運(yùn)行時(shí)必須采取相應(yīng)的隔音措施。而TURPO 風(fēng)機(jī)則利用其配套的MCP 控制開(kāi)關(guān)柜，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合進(jìn)水流量情況進(jìn)行風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度及開(kāi)啟臺(tái)數(shù)的控制，對(duì)曝氣量進(jìn)行控制，避免風(fēng)量浪費(fèi)導(dǎo)致能耗過(guò)高。另外微孔曝氣的曝氣裝置也是其重要組成部分，該裝置材料的選擇可提高氧氣利用率，例如近年來(lái)被我國(guó)污水處理廠廣泛采用的橡膠膜片式微孔曝氣器擴(kuò)散出的微小氣泡直徑為1.5～3.0 mm，具有較高的氧利用率和動(dòng)力效率，逐步淘汰了陶粒、剛玉和粗瓷等材料制成的曝氣裝置。
機(jī)械曝氣可分為轉(zhuǎn)刷（碟） 和倒傘式曝氣器兩種。對(duì)于倒傘式曝氣器來(lái)說(shuō)，由于安裝的設(shè)備數(shù)量較少，因此一般給其中1～2 臺(tái)設(shè)備安裝變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷的節(jié)能運(yùn)行。對(duì)于深溝式氧化溝采用轉(zhuǎn)刷（碟） 曝氣時(shí)，會(huì)相應(yīng)配套推進(jìn)器作為混合推流主要設(shè)備，推流設(shè)備一般耗能較低，因此水下推流設(shè)備不進(jìn)行控制，保持常開(kāi)； 而轉(zhuǎn)刷（ 碟） 則采用時(shí)序控制方式進(jìn)行控制，通過(guò)控制開(kāi)啟臺(tái)數(shù)及調(diào)整空間布置位置，以適應(yīng)污水進(jìn)水負(fù)荷的變化，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。
對(duì)于A/A/O、氧化溝及SBR 工藝，曝氣量的控制決定著整個(gè)系統(tǒng)的污水處理效果和污水處理廠的能耗水平。曝氣量小會(huì)直接影響出水水質(zhì)，曝氣量大則會(huì)造成大量能耗，同時(shí)大量氣體會(huì)打碎污泥絮體影響出水水質(zhì)。目前大部分污水處理廠運(yùn)行時(shí)只有當(dāng)出水水質(zhì)超標(biāo)時(shí)才會(huì)改變曝氣量，只要出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)就維持曝氣量恒定。當(dāng)污水廠進(jìn)水負(fù)荷變化時(shí)，出水指標(biāo)就會(huì)產(chǎn)生較大波動(dòng)。因?yàn)楫?dāng)進(jìn)水負(fù)荷偏低時(shí)，會(huì)造成氣量浪費(fèi)，所以按需曝氣將逐漸成為主要發(fā)展方向。
2.3 污泥脫水單元節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)探討
污泥脫水單元節(jié)能優(yōu)化主要涉及脫水機(jī)類(lèi)型選擇、藥劑的投加量等。污泥脫水機(jī)類(lèi)型大致分為板框式污泥脫水機(jī)、帶式污泥脫水機(jī)、離心式污泥脫水機(jī)和疊氏污泥脫水機(jī)。帶式污泥脫水機(jī)受污泥負(fù)荷波動(dòng)的影響小，具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定啟動(dòng)能耗少等優(yōu)點(diǎn)，但由于其存在運(yùn)行環(huán)境條件較差、維護(hù)工作量大等方面的問(wèn)題增加了基建費(fèi)用，因而較少采用。板框式污泥脫水機(jī)與其他類(lèi)型脫水機(jī)相比，污泥餅含固率最高，可高達(dá)35%，但其占地面積較大，間斷式運(yùn)行，效率低下，運(yùn)行環(huán)境較差，存在二次污染。因此不少大型污水處理廠在污泥處理設(shè)備選型上還是更偏向于選擇離心脫水機(jī)。
一些采用氧化溝工藝的污水處理廠會(huì)考慮適當(dāng)延長(zhǎng)污泥齡，減少排泥量并提高污泥中的灰分含量，這在一定程度上提高了進(jìn)入污泥井的含固率，并通過(guò)合理調(diào)配二沉池、高效沉淀池排泥時(shí)間和排泥量，合理控制污泥濃縮池濃縮時(shí)間和進(jìn)泥濃度等方式，提高離心機(jī)運(yùn)行效率、減少脫水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，有效地降低能耗。
3、城市污水處理廠節(jié)能運(yùn)行實(shí)例
某污水處理廠進(jìn)行了節(jié)能降耗技術(shù)改造，達(dá)到了一定效果。該污水處理廠總占地面積為14.53 hm2，水廠總設(shè)計(jì)規(guī)模為35×104 m3 /d。設(shè)計(jì)分兩期： 一期采用AB 工藝（其中B 段為MUCT 工藝） ，設(shè)計(jì)規(guī)模為10×104 m3 /d，于1998年投入運(yùn)行； 二期采用厭氧池/三溝式氧化溝工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為25×104 m3 /d，于2001 年投入運(yùn)行。
該污水處理廠最初考慮了精確曝氣控制，但是最終產(chǎn)生的效果較差，因而于2009 年進(jìn)行了節(jié)能改造，改造主要針對(duì)能耗較大的生化處理單元。改造內(nèi)容包括將一期的MUCT 池在線溶解氧信號(hào)直接接入主控制柜，通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換為所需風(fēng)壓值，讓主控制柜根據(jù)實(shí)際風(fēng)壓與所需風(fēng)壓差值調(diào)整各風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)改良型的壓力與溶解氧的雙重反饋控制系統(tǒng)，使其供氧電耗由0.066 7 降至0.048 kW?h /m3。二期厭氧池/三溝式氧化溝通過(guò)提升水泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)變化及在線溶解氧儀數(shù)值變化間接判斷從而調(diào)整轉(zhuǎn)刷曝氣器開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)刷的時(shí)序控制。三溝式氧化溝單耗由0.173 9 降至0.158 7 kW?h /m3，達(dá)到了較為理想的節(jié)能效果。該污水廠實(shí)行相應(yīng)的節(jié)能改造措施后電耗有一定下降。
結(jié)語(yǔ)
城市污水處理的能耗直接關(guān)系到污水處理業(yè)與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因而污水處理能耗與效率的研究具有工程實(shí)用性和前瞻性，是一個(gè)綜合性、可挖掘性的研究課題，然而當(dāng)前關(guān)于這方面的研究還較少。
通過(guò)研究城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗組成、分布比例、耗能特點(diǎn)等可知，城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗措施主要從污水提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等三方面入手，具體涉及泵、曝氣設(shè)備、推動(dòng)混合設(shè)備和污泥處理設(shè)備等主要耗能設(shè)備的節(jié)能選型和節(jié)能改造，優(yōu)化運(yùn)行管理措施。
結(jié)合我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀，開(kāi)展針對(duì)全國(guó)各種工藝的城市污水處理廠全流程運(yùn)行能耗評(píng)估，并有針對(duì)性地開(kāi)展節(jié)能降耗優(yōu)化改造，將成為今后一個(gè)重要的研究方向。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉禮祥，張金松，施漢昌，等.城市污水廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行策略探討[J].中國(guó)給水排水，2009 ，25 （16）：11-15.
關(guān)鍵詞：污水處理；節(jié)能降耗；途徑
中圖分類(lèi)號(hào)：TP206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
節(jié)能降耗作為工業(yè)建設(shè)的重要目標(biāo)之一，城市污水處理廠節(jié)能降耗的手段非常大，基本上包括：優(yōu)化城市排污工藝設(shè)計(jì)、提升污水處理管路設(shè)計(jì)水平、優(yōu)化污水處理設(shè)備選型、提升污水處理日常管理水平等。本文結(jié)合城市污水處理情況，分析了城市污水處理廠節(jié)能減排的措施。
一、城市污水處理廠工藝的選用
城市污水處理廠處理工藝的選擇，是污水處理廠的主要工作之一，也是城市污水處理廠節(jié)能降耗的重要環(huán)節(jié)。因此，在城市污水處理廠日常管理的過(guò)程中，由于廢水可生化的特點(diǎn)較為明顯，為了更好的降低城市污水處理的費(fèi)用，大部分使用的是生物處理的方法。而針對(duì)不同的污水、不同的處理程度要求，除了使用傳統(tǒng)的曝氣池工藝之外，可以供使用的污水處理工藝是非常多的。常用的有：第一種：氧化溝工藝，這一污水處理工藝所需的設(shè)備簡(jiǎn)單、便與管理，不需要二次沉淀池，在二十世紀(jì)九十年代中后期這一工藝應(yīng)用較多。但是與傳統(tǒng)的曝氣池工藝相比較，曝氣設(shè)備的能耗水平相對(duì)較高。第二種：sbr工藝，這一污水處理工藝占地面積小，自動(dòng)化控制水平高，模塊式擴(kuò)建前景好，但是污水處理設(shè)備的閑置率比較高。在城市污水處理要求不斷提升的背景下，這一工藝水平得到了更多的推廣，污水處理的水質(zhì)高于一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)，但是此污水處理設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用和日常能耗水平較高。
二、城市污水處理能耗分析
污水處理的能量是推動(dòng)生物反應(yīng)與污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，根據(jù)能耗產(chǎn)生的不同標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為不同的能耗構(gòu)成。其中直接能耗主要包括鼓風(fēng)曝氣或機(jī)械曝氣電機(jī)所消耗的電能，回流污泥泵、污水提升泵等消耗的電能，污泥消化投加的熱能，污泥脫水所消耗的電能，攪拌推流過(guò)程中機(jī)械消耗的電能等；而間接能耗則主要是指一些物料消耗，如活性炭、絮凝劑、石灰、外加碳源等耗材生產(chǎn)所需的能量。當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)污水處理中，污水的提水能耗占到總能耗的 10% -20% ，污水生物處理的能耗占到總能耗的 50% -70% ， 污泥的處理能耗占總能耗的 10% -25%左右，這三者的能耗約占總能耗的七成以上[3]。因此，污水處理的節(jié)能減排主要從能耗、物耗和水耗等三個(gè)部分采取合理有效的節(jié)能降耗措施。
三、污水處理廠節(jié)能降耗對(duì)策
1、節(jié)能技術(shù)改造
對(duì)現(xiàn)有設(shè)備及時(shí)改造可以有效降低能耗。首先是對(duì)提升泵的變頻改造。很多污水處理廠在對(duì)污水提升泵的選型設(shè)計(jì)時(shí)往往考慮的是最大揚(yáng)程、最大流量等不利因素情形下的水泵參數(shù)，這樣容易導(dǎo)致選擇的水泵揚(yáng)程偏高，運(yùn)行時(shí)有多處于低揚(yáng)程、大流量、低效區(qū)的情緒，造成了能耗的極大浪費(fèi)。因此，要及時(shí)對(duì)提升泵的變頻電機(jī)的改造，根據(jù)集水池中的水位變化特點(diǎn)，對(duì)其污水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造。其次改造倒傘曝氣機(jī)。曝氣機(jī)的動(dòng)力效率主要體現(xiàn)在主機(jī)及葉輪這兩大關(guān)鍵部件上，葉輪作為倒傘曝氣機(jī)的主要做功部件，其結(jié)構(gòu)是否合理將會(huì)對(duì)整個(gè)曝氣機(jī)的動(dòng)力效率產(chǎn)生較大影響，因此，可以將立式倒傘曝氣機(jī)中的倒傘由原先的螺旋式改造成翹片式，原先的螺旋式錐齒輪改造成直齒輪的構(gòu)造器件。當(dāng)然，隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)排水標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越高，要做好污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥中釋放出的磷，可以選擇增設(shè)快速濃縮池等措施，使得污泥濃度在進(jìn)入脫水機(jī)前就得到提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫水效率的成倍提升。
2、曝氣設(shè)施的節(jié)能途徑
在我國(guó)現(xiàn)存的城市污水處理廠中，占絕對(duì)比重的是 A2O 活性污泥法：通過(guò)好氧微生物降解污水中有機(jī)物方式，達(dá)到脫氮除磷的目的。但為使污水里微生物和有機(jī)物達(dá)到最高程度接觸，需消耗大量能源向污水中供氧，從而使內(nèi)曝氣系統(tǒng)成為城市污水處理中的耗能大戶(hù)。一方面，在曝氣設(shè)備選擇上，要綜合考慮供氧能力與曝氣效率的內(nèi)在關(guān)系。從曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面來(lái)看，曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)思路與污水提升泵設(shè)計(jì)存在同一問(wèn)題，一般來(lái)講污水廠是按照時(shí)高峰或者日高峰的供氧能力來(lái)設(shè)定曝氣系統(tǒng)。然而該高峰期持續(xù)時(shí)間短，出現(xiàn)頻率低，如果內(nèi)有良好的調(diào)節(jié)控制設(shè)備就會(huì)造成浪費(fèi)。所以，通過(guò)試驗(yàn)精確分析曝氣系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，合理控制設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)、采用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)控制溶解氧，保持曝氣量，可以更大程度的節(jié)能。另一方面，結(jié)合氧傳遞規(guī)律，改進(jìn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，調(diào)整反應(yīng)器的分布位置。曝氣池的形狀由于設(shè)計(jì)的不同而存在差異，且各曝氣池中所存微生物的反應(yīng)規(guī)律也各有差別，所以曝氣系統(tǒng)中擴(kuò)散頭應(yīng)按照微生物的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)布局，從而達(dá)成降低能耗的效果。
3、節(jié)能減排管理措施
加強(qiáng)日常管理，可以為污水處理廠節(jié)能降耗提供科學(xué)化的運(yùn)行方式。首先是做到對(duì)相關(guān)設(shè)備的定期維修，經(jīng)常清洗管道，對(duì)于泵吸壓力突然增大以及水頭或吸程逐漸升高或降低時(shí)都需要引起重視，及時(shí)查明原因。其次是做好負(fù)荷管理與水量調(diào)度，錯(cuò)開(kāi)用電高峰，降低峰值負(fù)荷；再次是優(yōu)化運(yùn)行體系。污水處理廠的主要節(jié)能降耗措施之一是要做到運(yùn)行的合理優(yōu)化，做到對(duì)系統(tǒng)部件進(jìn)行及時(shí)更換，并對(duì)更換后所產(chǎn)生的能耗影響進(jìn)行分析，選擇一種合理的優(yōu)化運(yùn)行方案。最后是建立完善的激勵(lì)機(jī)制。加大節(jié)約意識(shí)的宣傳力度，鼓勵(lì)全員參與，制定科學(xué)完善的能耗考核指標(biāo)，做到獎(jiǎng)懲分明，充分發(fā)揮激勵(lì)機(jī)制的積極效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和個(gè)人雙贏。
4、城市污水處理廠總圖的優(yōu)化與設(shè)計(jì)
城市污水處理廠的進(jìn)水管高程、處理廠最終尾水排放水位一般是前期規(guī)劃給定的。在城市污水處理廠設(shè)計(jì)的過(guò)程中不能隨意的變更。因此，為了更好的降低城市污水提升高程，需要在設(shè)計(jì)的時(shí)候按照排放點(diǎn)水位高程作為基準(zhǔn)，最終排放構(gòu)筑物內(nèi)的水面高程在滿足處理廠尾水排放需要就可以。并且要設(shè)法降低工藝線內(nèi)的水頭損失，城市污水處理廠總圖的布置要既要緊湊，也要順暢，最大程度上降低管道輸送的長(zhǎng)度與迂回次數(shù)。城市污水處理廠構(gòu)筑物間大部分是通過(guò)渠道連接的方式。最大程度上減少跌水。在城市污水處理廠水頭損失計(jì)算的時(shí)候要準(zhǔn)確有效，按照之前積累的經(jīng)驗(yàn)使用科學(xué)的安全余量。城市污水處理廠的日處理規(guī)?；径即笥谌f(wàn)立方米每天，如果能降低一米的提升高度，那么可以實(shí)現(xiàn)每天電耗降低幾萬(wàn)kw?h，這一節(jié)能效果是非常明顯的。
結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大、城市人口的不斷增加、城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，給城市本體帶來(lái)了巨大的壓力。城市污水問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，而能否解決城市污水處理流程的能耗問(wèn)題，已經(jīng)成為決定污水處理廠預(yù)期效果能否達(dá)成的至要因素。所以，對(duì)我國(guó)當(dāng)前城市污水處理廠進(jìn)行能耗分析，能源分配研究，發(fā)揮城市污水處理廠的節(jié)能潛力，提高其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，不僅保障城市污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要舉措，同時(shí)也有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和能源壓力的緩解。在城市污水處理廠的日常運(yùn)作中，要致力于節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新，設(shè)備的運(yùn)行的優(yōu)化，加強(qiáng)管理，不懈努力，最大限度地實(shí)現(xiàn)污水的資源化和再利用，使城市污水處理由高耗向節(jié)能方向不斷前行，最終切實(shí)實(shí)現(xiàn)其社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]陳瓊珂.我國(guó)污水排放量居世界之首[J]城市導(dǎo)報(bào)，2013，3，15.