呂美英

[摘 要] 隨著水資源的大量耗損，水資源短缺已日益成為一個(gè)全球性問(wèn)題，我國(guó)仍然處于發(fā)展階段以前為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)忽視了對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)，目前為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)越來(lái)越重水資源循環(huán)利用以及污水的處理。但是目前我國(guó)的污水處理技術(shù)仍有欠缺，污水處理廠全效運(yùn)行時(shí)能耗過(guò)大，為了查明污水處理廠能耗過(guò)大的原因，降低能耗保證污水處理的順利進(jìn)行，研究了其中兩種常用工藝的運(yùn)行狀態(tài)，希望能夠?yàn)榻鉀Q我國(guó)污水處理廠能耗過(guò)高做出貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞] 污水處理廠；能耗過(guò)高；節(jié)能降耗

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 108

[中圖分類號(hào)] TU922.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2016）07- 0223- 02

1 污水處理工藝流程，以及主要能能源消耗處

污水的處理主要能耗環(huán)節(jié)在提升機(jī)泵、沉砂池、污泥提升、曝氣、污泥脫水、格柵機(jī)、污泥回流等。

2 主要的耗能結(jié)構(gòu)

2.1 污水提升系統(tǒng)的主要耗能處

污水提升系統(tǒng)主要工作原理是，通過(guò)污水處理泵將污水提升到水井口的高度以方便污水的自主流入，所以在這一環(huán)節(jié)的能耗主要與污水的提升速度以及提升量有關(guān)，同時(shí)提升機(jī)泵的工作效率以及提升高度也是非常重要的。在這一工藝流程中提升機(jī)的能耗占26%左右，在這一環(huán)節(jié)中一臺(tái)提升機(jī)大概擁有五臺(tái)機(jī)泵，其中兩臺(tái)是留作備用的。在這種情況下在購(gòu)買(mǎi)提升泵時(shí)主要得考慮水泵的工作效率，高效率提升泵全天工作下來(lái)節(jié)省的能量也是相當(dāng)可觀的。然而在實(shí)際工作中造成提升泵不能以最大效率工作的主要原因是污水處理廠的進(jìn)水量不能滿足提升機(jī)以最大效率工作所需要的水流量。

2.2 曝氣系統(tǒng)的主要能耗

污水處理的過(guò)程中少不了微生物的分解這一步驟，然而微生物的活動(dòng)往往少不了氧氣，曝氣系統(tǒng)的意義就在于在污水中溶解足夠的氧氣，以便在下一步的處理過(guò)程中微生物能夠有足夠的氧氣來(lái)維持活動(dòng)。

針對(duì)溶氧量環(huán)節(jié)，在前幾年的研究中發(fā)現(xiàn)實(shí)際工作中溶解氧氣的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常需要的最佳氧氣溶解量，在氧氣過(guò)多的情況下容易造成污物分解過(guò)快，水中缺乏營(yíng)養(yǎng)，從而使污泥老化。更重要的是這種情況下能量的消耗將會(huì)大大增加進(jìn)一步造成能源的浪費(fèi)。

曝氣系統(tǒng)的另一個(gè)主要耗能環(huán)節(jié)就是污泥處理系統(tǒng)，在這一環(huán)節(jié)中消耗的電量甚至能夠整個(gè)污水處理系統(tǒng)消耗總電量的13%甚至更多。這個(gè)環(huán)節(jié)中一般需要3～4臺(tái)脫水機(jī)，不間斷的輪流進(jìn)行工作，脫水機(jī)在實(shí)際工作中污泥的處理量卻遠(yuǎn)不及它設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)有工作效率，如果不能以最大的效率工作，污水處理能源的消耗量將會(huì)大大的增加，進(jìn)而也就在成污水處理廠能耗過(guò)高不能正常運(yùn)行的現(xiàn)象。.

3 降低污水處理能耗的主要方法

3.1 如何提升提升泵的工作效率

整個(gè)污水處理過(guò)程中提升泵是主要的動(dòng)力消耗系統(tǒng)，想要做到降低能耗不僅要讓它工作在最大工作效率狀態(tài)，同時(shí)還要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，降低提升泵能量消耗量的主要方法有以下幾種：第一，確定合適的提升泵功率。第二，結(jié)合水流量的變化確定合理的轉(zhuǎn)速排水量等。隨著季節(jié)的波動(dòng)，不同的時(shí)間段內(nèi)污水廠的進(jìn)水量也各不相同，要根據(jù)不同時(shí)段水流量的不同，確定合理的功率，以降低能耗。

3.2 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能途徑

由于曝氣系統(tǒng)向曝氣池供氧具有多變量、高相關(guān)、非穩(wěn)態(tài)、大滯后等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)大部分污水廠是通過(guò)操作人員對(duì)當(dāng)前工藝運(yùn)行情況和溶解氧測(cè)定值與設(shè)定值的偏差分析，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備的開(kāi)啟度來(lái)控制池內(nèi)的溶解氧濃度以適應(yīng)微生物反應(yīng)需求，這種方法對(duì)溶解氧的調(diào)整大大滯后于系統(tǒng)的需求變化，嚴(yán)重影響處理效果。為了保證處理效果，設(shè)計(jì)人員選擇風(fēng)機(jī)時(shí)往往要在計(jì)算需氣量基礎(chǔ)上加上一個(gè)足夠大的安全系數(shù)，過(guò)量供氧以滿足最大負(fù)荷時(shí)的需要，從而造成曝氣量與實(shí)際需氣量相差過(guò)大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)合理的方法是對(duì)溶解氧進(jìn)行在線檢測(cè)，及時(shí)反饋給供氧系統(tǒng)及設(shè)備以同步調(diào)整，將曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)為定速加變速相結(jié)合的組合方式：①定速設(shè)備按平均供氧量選擇，定速運(yùn)轉(zhuǎn)以滿足基本需氧量；②調(diào)速設(shè)備變速運(yùn)轉(zhuǎn)以適應(yīng)需氧量的變化；③需氧量波動(dòng)較大時(shí)通過(guò)增減運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)作為補(bǔ)充。

3.3 污泥處理系統(tǒng)節(jié)能途徑

污泥處理系統(tǒng)的能耗主要是由于脫水機(jī)選擇過(guò)大而造成大部分時(shí)間不在高效段工作，同時(shí)，為了提高污泥的脫水性能而投加過(guò)量的絮凝劑。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)該精確計(jì)算污泥產(chǎn)量及含水率等，合理選擇脫水機(jī)的臺(tái)數(shù)和能力，最好通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定絮凝劑的投加量。

4 結(jié) 論

污水處理系統(tǒng)的能耗主要在污泥的處理環(huán)節(jié)中，這一環(huán)節(jié)消耗的能量占整個(gè)污水處理系統(tǒng)能耗的55%甚至更多，其次就是污水提升系統(tǒng)和供氧系統(tǒng)，它們分別占總能源消耗量的24%和12%左右。只要降低了它們?nèi)叩哪茉聪牧?，污水處理系統(tǒng)的能耗過(guò)高問(wèn)題就能夠得到解決。首先就是要精確計(jì)算提升泵合理工作狀態(tài)，不能夠估算，也要根據(jù)水流量的變化確定合理的工作功率。其次溶解氧系統(tǒng)中主要是氧氣的溶解量不要偏高，配合其他設(shè)備的工作效率，以及污水量微生物量等確定合適氧氣溶解量。最后就是最耗能的污泥處理系統(tǒng)了，這一環(huán)節(jié)中要始終保持脫水設(shè)備工作在最高效率狀態(tài)，并根據(jù)情況適量添加絮凝劑等，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。

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