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污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施探討

2021-09-10 02:42權(quán)悅
關(guān)鍵詞:污水處理廠污水處理節(jié)能

權(quán)悅

摘要:人們對(duì)能源的高需求與地球能源有限性之間的矛盾逐漸加劇,人們需要找到一條節(jié)能降耗的發(fā)展道路。因此,污水處理廠必須采取節(jié)能降耗措施,從而提高能源的利用率。

關(guān)鍵詞:污水處理廠;污水處理;節(jié)能

引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及國(guó)家城鎮(zhèn)化發(fā)展的趨勢(shì),污水處理廠在城市及城鎮(zhèn)建設(shè)中起到了舉足輕重的作用。在污水處理廠的建設(shè)中,安全、穩(wěn)定的供配電為水廠中設(shè)備的正常運(yùn)行提供了重要保障。根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求污水處理廠負(fù)荷等級(jí)都屬于二級(jí)負(fù)荷及以上,這對(duì)電氣設(shè)計(jì)的要求比較高,必須保證供電可靠性,才能保證水廠安全、可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

1污水設(shè)備能耗影響因素

1.1泵能耗影響因素

在污水處理系統(tǒng)中,泵用來輸送液體或使液體增加壓力,即把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w能量,從而達(dá)到抽送液體目的的機(jī)械。泵在污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮的作用不可忽視,因此,分析泵能耗影響因素很有必要。根據(jù)污水提升泵電耗的計(jì)算公式,泵的實(shí)際電耗與泵的實(shí)際流量、實(shí)際工作揚(yáng)程、泵的效率、電機(jī)的效率等因素有關(guān)。在污水處理廠的設(shè)計(jì)中,污水提升泵是按污水最大流量進(jìn)行設(shè)計(jì),回流泵是根據(jù)污水平均流量與設(shè)計(jì)回流比進(jìn)行設(shè)計(jì)。污泥泵是根據(jù)污泥處理系統(tǒng)中污泥處理設(shè)備配套計(jì)算。泵能耗的一個(gè)或幾個(gè)因素不相同,則電機(jī)實(shí)際能耗則不相同。電機(jī)的實(shí)際電耗與泵的實(shí)際流量、實(shí)際工作揚(yáng)程成正比關(guān)系,與泵的運(yùn)行效率成反比。泵的實(shí)際流量增大,電機(jī)的實(shí)際電耗增加;泵的實(shí)際工作揚(yáng)程增加,電機(jī)的實(shí)際電耗將增加;每個(gè)廠家的水泵效率不相同,水泵效率高,電機(jī)實(shí)際能耗低,反之,水泵效率低,電機(jī)實(shí)際能耗高。

1.2資金投入有限

在各種工程建設(shè)和行業(yè)的發(fā)展中,有效的資金投入支撐是至關(guān)重要的,但在污水處理廠項(xiàng)目建設(shè)中,受到各種不同因素的影響,資金通常很難完全得到保障,雖然國(guó)家在污水整治領(lǐng)域的專項(xiàng)資金投入項(xiàng)目有所增加,但因污水處理廠建設(shè)和后續(xù)運(yùn)行中都需要比較大的資金投入,這也使得在資金總量方面仍存在不足的現(xiàn)象,需要在融資模式方面進(jìn)行完善,不能僅依靠國(guó)家政策性資金支持,還要拓展資金的渠道來源,做到有計(jì)劃地進(jìn)行投資。但當(dāng)前這方面在很多地方都很難實(shí)現(xiàn),地方政府的侵吞錢款和招商引資方面的力度不足,都會(huì)導(dǎo)致污水處理廠在基礎(chǔ)建設(shè)方面很難達(dá)到高水平;另外,在設(shè)備方面,我國(guó)目前在進(jìn)口設(shè)備上的依賴性比較大,這也使得在后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)中都需要巨額的資金投入,很難有多余的資金進(jìn)行新設(shè)備研發(fā)。

2污水處理廠節(jié)能降耗的有效措施

2.1曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗措施

在污水處理廠中曝氣機(jī)消耗的電能最多,想要在污水處理廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,需要改進(jìn)曝氣機(jī),從而落實(shí)節(jié)能降耗工作。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),污水處理廠中50%以上的電能消耗是由曝氣機(jī)消耗的??梢詮娜齻€(gè)方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。①可以使用變頻器有效優(yōu)化交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速原理,更好地把控風(fēng)機(jī)的流量,從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。②可以從內(nèi)部進(jìn)行處理,選擇以及應(yīng)用溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng),有效控制好溶解氧的濃度。在進(jìn)行污水處理的過程中如果溶解氧的濃度出現(xiàn)異常的情況會(huì)直接影響污水處理的效果。因此,需要選擇溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng),科學(xué)、合理地控制溶解氧的濃度,最后可以使用人工操作手段,從而降低存在的誤差,進(jìn)而降低污水處理過程中消耗的能源。③改善曝氣系統(tǒng),能夠更加精準(zhǔn)地控制曝氣設(shè)備,從而更好地降低能源消耗。例如,可以在有關(guān)部門的協(xié)助下,根據(jù)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行曝氣設(shè)計(jì)的改善,采取在第一環(huán)節(jié)占比35%、第二環(huán)節(jié)占比30%、第三環(huán)節(jié)占比25%的方法設(shè)置曝氣,從而提高曝氣設(shè)備的工作效果,逐漸降低能源消耗。

2.2降低泵能耗

泵能耗影響因素是多方面的,因此,將從多方面著手,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目概況做詳細(xì)的調(diào)查研究,做到統(tǒng)籌兼顧,找到降低泵能耗的解決措施,提高泵系統(tǒng)效率。(1)污水處理廠的高程布置:利用污水處理廠的自然坡度和地形情況,合理緊湊布置各個(gè)建、構(gòu)筑物,采用直線式連接,減少連接管的長(zhǎng)度,減少?gòu)澒芎烷y門連接數(shù)量,避免多次提升污水。淹沒堰的設(shè)計(jì),有效控制水頭本身跌落差。(2)泵的合理設(shè)計(jì):根據(jù)不同關(guān)鍵部位,泵的不同作用,選擇合適的型號(hào)泵;選擇合理的泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),調(diào)整其運(yùn)行工況;根據(jù)實(shí)際地形精確計(jì)算水頭損失,確定污水處理系統(tǒng)的總水損,泵實(shí)際工作揚(yáng)程的選擇。選擇同型號(hào)的泵設(shè)備,以便于后期的維護(hù)管理;比較多個(gè)設(shè)備廠家特性曲線,選擇電機(jī)效率高,流量、揚(yáng)程符合設(shè)計(jì)要求,而電機(jī)功率相對(duì)較小的設(shè)備。采用變頻技術(shù)控制泵的運(yùn)行,根據(jù)水量、泥量的大小,自動(dòng)控制泵的運(yùn)行,達(dá)到提高泵的工作效率。定期對(duì)泵進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),減少機(jī)械磨損造成的工況下降;定期對(duì)泵系統(tǒng)進(jìn)行檢修,清除管道、管道附件,泵內(nèi)的結(jié)垢,保證管線及各設(shè)備連接處不滲漏。

2.3電氣設(shè)備選型的節(jié)能優(yōu)化

從節(jié)能的角度考慮,污水處理廠可進(jìn)行優(yōu)化的電氣設(shè)備,主要有兩類,變壓器和電動(dòng)機(jī),這兩類電氣設(shè)備的選擇合理與否直接影響設(shè)備節(jié)能優(yōu)化的優(yōu)良。首先分析一下變壓器的選擇,變壓器是污水處理廠中主要電氣設(shè)備,其選擇過程中首先要進(jìn)行全廠的負(fù)荷計(jì)算,依據(jù)規(guī)范要求的負(fù)荷率并通過負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)合理選擇變壓器的容量,以避免容量選擇過大而產(chǎn)生的投資浪費(fèi)及能耗浪費(fèi)。變壓器選擇應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》規(guī)定的1級(jí)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的變壓器。其次選擇高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的損耗會(huì)隨著極數(shù)的不同,功率大小而變化。污水處理廠電動(dòng)機(jī)主要為風(fēng)機(jī)和水泵,在各個(gè)不同工藝單體內(nèi),都有著少則幾臺(tái),多則幾十臺(tái)的電動(dòng)機(jī),故電動(dòng)機(jī)耗電量約占污水廠總耗電量的90%,所以選擇節(jié)能高效、低損耗的電動(dòng)機(jī)對(duì)污水處理廠節(jié)能優(yōu)化尤為重要。

結(jié)語

從當(dāng)前全球所面臨的問題來看,氣候變暖、生態(tài)環(huán)境遭到破壞、能源短缺及利用率低和開采難度增大、水資源短缺和分布不均等問題產(chǎn)生的影響都在加劇,特別是能源方面和水資源方面所產(chǎn)生的問題影響,直接關(guān)系著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān),同時(shí)也關(guān)系到人和各種其他生物的健康生存。污水處理是當(dāng)前這些問題解決和緩解中的一種有效手段,其不僅能夠產(chǎn)生巨大的環(huán)保效益和社會(huì)效益,在經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生方面也發(fā)揮著重要的推動(dòng)作用,為使污水處理的作用得到充分發(fā)揮,就需加強(qiáng)污水處理廠建設(shè)工作,多進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的研究和具體應(yīng)用方面的經(jīng)費(fèi)和人員投入,為相關(guān)效益的實(shí)現(xiàn)提供支持保障。

參考文獻(xiàn)

[1]任勇.污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)[J].建材與裝飾,2019(16):143-144.

[2]彭鶴.污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)探討[J].區(qū)域治理,2019(11):43.

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