城市污水处理厂全流程节能降耗优化运行策略

　　【摘要】本文根据目前城市污水处理厂中能源消耗的主要结构，提出几点关于促进城市污水处理厂全流程节能降耗的运行策略，包括提高泵的工作效率，创新泵的节能设计；提升曝气系统的节能效用，降低曝气系统能耗；优化污泥处理系统的节能效用，提高污泥处理效率；实现总体结构的节能优化等方面，以上措施的提出希望能给相关机构提供一些参考意见。
　　【关键词】全流程；节能降耗；污泥处理
　　引言：
　　随着我国经济的发展，城市化进程的逐渐加快，人们逐渐意识到环境保护的重要性，同时对我国的环保发展也提出了更高的要求标准。目前，污水处理厂在城市中的数量越来越多，并且污水的处理效率也得到了一定的提高。但目前城市污水处理厂在运行过程中还存在着费用过高的问题，对污水处理厂的可持续发展形成了阻碍，因此，需要采取有效的策略措施，促进污水处理厂加快节能降耗，降低运行成本。
　　一、城市污水处理厂主要能耗结构
　　污水的处理系统主要是通过处理泵将污水引到水井口，然后使污水自行流进井里。所以在这个处理环节中污水的流量和流升速度对能耗有着巨大的影响，因此，提高泵的工作效率和提升机的运行高度能够有效降低污水处理过程中的能源消耗。在这种情况下，污水处理厂在购买机泵时要考虑到泵的工作效率，高效率的机泵在一天的运行当中节省的能量是相当可观的。污水处理步骤中的微生物分解这一环节需要足够的氧气进行微生物的处理工作。目前，发现实际处理过程中水中溶解的氧含量远远高于正常最佳的氧容量，而氧气在水中的溶量过多会导致污染物分解速度加快，造成水中营养的流失，从而使污泥老化的速度加快，最终增加能源的消耗。曝气系统中耗能较大的步骤就是污泥的处理环节，在这一处理过程中，电量的消耗甚至能占到整个污水处理过程总耗电量的13以及更多。这个环节的能源消耗主要在于数台脱水机的长时间运转工作，而脱水机的实际工作效率却低于它设计时的工作效率，使污水处理过程中的能耗量加大，进而影响到污水处理厂的正常运转。
　　二、全流程节能降耗优化运行策略分析
　　（一）提高泵的工作效率
　　在整个污水处理环节中最大的能源消耗环节就在于动力系统的消耗，因此，为了降低能源消耗，提高污水处理的节能优化工作，要着重考虑如何使提升机泵在运行过程中减少电量的消耗。首先，针对提升机泵的节能创新应该从科学的设计入手，让它可以长时间地保持在工作效率最高的状态。降低机泵的能源消耗主要有以下几种方法，首先，选择合理的提升机泵的使用功率。其次，根据污水流量的变化特点，制订相应的转速排水流量。污水厂的流量是随着不同的季节、不同的时段而不断变化的，因此要随着水量的变化来制订相应的机泵使用功率以达到降低能源消耗的目的。科学的选择机泵，利用相关地形来降低机泵的运行功率、减少提升高度等方法都有利于提高机泵的工作效率。提升泵的种类有很多，其中潜污泵和液下泵与其他普通形式的机泵相比，除去了多余的启动辅助和吸水管等相关设备，使其在运行过程中降低了间接的能量消耗。对于已经开始运行的污水处理厂来说，要定期的对提升机泵进行修理和维护，同时，在运转过程中要注意减少对机泵的摩擦。最后，要根据水量的波动状况适时的选择是否安装相关的变频器，如果水流波动较大，影响到后续系统的运行，则应该及时设置变频器；如果水流变化相对稳定，对后续单元的运行没有影响，则不需要设置变频器，因为变频器在运转过程中也会消耗一定的电力能源，增加污水处理系统的能耗〔1〕。
　　（二）提升曝气系统的节能效用
　　曝气系统在向曝气池进行供养的工作过程中存在着变量不定、波动幅度较大、滞后性较强、关联性强等特点。而国内目前在曝气系统供养方面的工作是通过人工在分析运行状况中的测定值和溶解氧设定值之间的偏差后，在根据自身的实际经验通过调节掌控曝气系统的开关来控制污水池内的氧气溶解浓度，使之达到微生物分解的需求状态。这种通过人工调整水中氧溶解量的方法会使实际中供养的工作效率远远低于系统实际需求的变化，影响了污水的处理效果。为了提高污水的处理质量，相关设计人员在选择风机时往往会在正常氧气需求量的基础上再添加上足够的安全系数，这样就会使供养量超过最大负荷的限制，从而增加曝气系统运行过程中的能源消耗。针对上述几种问题，我们可以借鉴学习国外先进的工作经验，利用相关技术设备对水中溶解的氧气进行实时的检测，并将检测结果及时地传达给供养设备，将二者结合，使之同步运行。同时将曝气系统的组合方式设计为加速匀速相结合的结构形式，用设备的匀速运转来满足微生物溶解的基本需求，用设备的调速运转来配合供氧量的变化，通过调整运转台数来作为相关的补充〔2〕。
　　（三）优化污泥处理系统的节能效用
　　污泥处理系统的主要能耗在脱水机的运行环节，主要是脱水机的选择不符合排污的工作效率，使其工作中的大部分时间都不属于高效阶段。此外，大量投入的絮凝剂也是降低污泥处理系统工作效率的主要原因。我国在污泥处理方面还不能很好地将污泥进行资源化回收利用，有部分污水处理厂拥有相关的系统设备，却还未投入正常的使用中。因此，污泥处理系统的主要工作还是以节能减耗为主，资源的回收利用为辅。目前，污泥处理系统节能减耗的主要方式有以下几种，一是为了减少药剂的使用量和缩短脱水机的运行时间而提高进泥量的含固率。目前，大部分污水处理厂中普遍使用的是离心脱水机，虽然带式压滤机比离心脱水机的运行功率要低，但带式压滤机在运行过程中也存在着维护工作量大等问题。目前，发展中的污水处理厂在排污系统中都配置了自动变频投药设备，可以根据泥量的变动实时控制药剂的投入量。
　　（四）实现总体的节能优化
　　实现全流程的总体节能优化，在处理污水内能时进行合理的调整装配。根据污水处理的能量平衡分析来看，污水的内能在随着污水单元处理的过程而不断减少，因此在污水的处理过程中，要考虑到各种物质的成分在不同处理方式下不同的变化特点，在根据物质的变化特征合理地调整分配污水中能量物质的流向，减少污染物在利用氧气产生的电子受体的含量。城市污水处理厂的全流程节能减耗优化运行的方案应该树立正确的指导思想，以污水处理实现全流程节能减耗为前进目标；以水质的质量保证为前提；以全局为重，局部调整为运行原则；以实现全厂区控制部件的联合调控为手段；同时加入多参数的智能化运行控制系统，建设完成城市污水处理厂全流程节能减耗优化运行的全套技术设备。
　　三、结语
　　污水处理厂的节能降耗工作是综合性、全方位的，需要经过设备、技术、工艺等多种过程。因此，污水處理厂的节能降耗工作要在保证污水处理质量的前提下，根据自身的发展特点通过合理的管理方式、科学的计划等手段使污水处理厂在运行过程中降低能源的消耗，同时不断加强对节能工作的研究创新，以达到节能降耗的目的，提高经济效益，促进污水处理厂的可持续发展。
　　【参考文献】
　　〔1〕夏丽彬。城市污水处理厂全流程节能降耗分析及优化运行方法〔J〕。低碳世界，2017（09）：6768。
　　〔2〕吕美英。试析当前城市污水处理厂全流程节能降耗优化运行〔J〕。中国管理信息化，2016，19（07）：223224。