污水处理厂节能降耗的有效措施探讨
侯宏良
【摘? 要】人们对能源的高需求与地球能源有限性之间的矛盾逐渐加剧，人们需要找到一条节能降耗的发展道路。因此，污水处理厂必须采取节能降耗措施，从而提高能源的利用率。
【Abstract】The contradiction between people's high demand for energy and the limitation of the earth's energy is gradually increasing. People need to find a way to save energy and reduce consumption. Therefore， the sewage treatment plant must take measures for energy saving and consumption reduction， so as to improve the utilization rate of energy.
【关键词】污水处理厂;节能降耗;有效措施
【Keywords】sewage treatment plant; energy saving and consumption reduction; effective measures
【中图分类号】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）01-0088-02
1 引言
随着城市人口的逐渐增加，污水处理厂的运作难度逐渐增加。需要在保证水质的情况下，提高污水处理厂的运行效率，减少运行过程中的耗能量，从而实现节能降耗的目的[1]。本文主要讲解目前污水处理厂的能源消耗情况，对污水处理厂的节能降耗提出一些建议。
2 污水处理厂的能源消耗情况
城市污水处理厂本身属于能源消耗比较多的产业，消耗的能源主要为电能、药剂、燃料等方面。其中，电能的消耗占总能源消耗的九成以上，所以电能消耗是污水处理厂中最大的消耗能源。电能消耗主要用于提升污泥污水、供给生物处理氧气、厂区照明、处理污泥、附属建筑的用电、混合推动等方面，还有一个方面为曝气，这方面造成的电能消耗最大，可以达到总电能消耗的50%。
3 污水处理厂节能降耗的有效措施
污水处理厂中的能源消耗主要集中在处理污泥、处理污水、提升泵、曝气等环节中，在这些环节中主要为电能消耗以及药剂消耗[2]。需要改进污水处理厂中的污泥处理、污水处理、提升泵、曝气等环节的日常运行设计，从而达到节能降耗的目的。
3.1 曝气设备的节能降耗措施
在污水处理厂中曝气机消耗的电能最多，想要在污水处理厂中实现节能降耗，需要改进曝气机，从而落实节能降耗工作。根据研究发现，污水处理厂中50%以上的电能消耗是由曝气机消耗的。可以从三个方面达到节能降耗的目的[3]。
①可以使用变频器有效优化交流电动机转速原理，更好地把控风机的流量，从而促进风机实现节能降耗。
②可以从内部进行处理，选择以及应用溶解氧自动控制系统，有效控制好溶解氧的浓度。在进行污水处理的过程中如果溶解氧的浓度出现异常的情况会直接影响污水处理的效果。因此，需要选择溶解氧自动控制系统，科学、合理地控制溶解氧的浓度，最后可以使用人工操作手段，从而降低存在的误差，进而降低污水处理过程中消耗的能源。
③改善曝气系统，能够更加精准地控制曝气设备，从而更好地降低能源消耗。例如，可以在有关部门的协助下，根据污水处理厂的经济情况进行曝气设计的改善，采取在第一环节占比35%、第二环节占比30%、第三环节占比25%的方法设置曝气，从而提高曝气设备的工作效果，逐渐降低能源消耗。
3.2 污水提升泵站的节能降耗措施
污水处理厂中还有一个消耗能源较多的设备即污水提升泵，该设备本身消耗能源比较大，对污水提升泵进行改进设计，有利于在保证水质的情况下减少污水提升泵消耗的能源。污水处理厂的污水提升泵消耗的能源较多主要是由于电机的效率不够高，并且存在运行控制不良的情况，设计的动作能力需要消耗较多能源等[4]。在减少污水提升泵的能源消耗时可以从几个方面进行：
①将污水处理厂所有的提升泵改成变频泵，从而提高总体的性能。例如，某市的污水处理厂中使用变频提升泵，可以节省12%的能源。
②將工频的泵全部转换为变频的泵，并最终改造成调速的泵，并根据实际的情况进行运行。
③使用多级动态液位控制技术，在运行过程中使用控制转速加台数的方法让定速泵可以使用平均的流量进行运行。当出现水流波动较大时，可以适当地增减运转台数，然后改变泵的运行速度。
④加强对水泵的日常养护，从而减少水泵的摩擦以及电能消耗。如果想要水泵实现节能降耗的目标，需要全面提高提升泵的运行效率，需要对提升泵设备的操作进行规范，不仅需要加大日常管理力度，还需要加强对泵进行科学的参数设置，根据污水处理厂的具体运行情况进行改进，不断归纳以及总结运作条件，选择最好的运作条件，从而提高提升泵的运行效率。
3.3 污泥处理环节的节能降耗措施
污水处理厂中进行污泥处理的环节也非常重要。进行污泥处理的步骤比较多，由于污泥中的污染物比较多，目前没有足够理想的方法进行处理[5]。在进行污泥处理的过程中，需要寻求一种方法，可以对污泥中的资源进行回收利用，从而达到污泥处理环节节能降耗的目的。在进行污泥处理的过程中可以分为三个部分，分别为污泥的脱水、稳定和浓缩。在污泥脱水中主要使用机械脱水以及自然脱水两种方法。其中，使用最多的为机械脱水，机械脱水中消耗的能源为电能，使用离心脱水的方法消耗的电能较少，但是没有办法达到较好的预处理污泥的效果，还很容易发生机械磨损的情况。因此，需要找到更好的脱水技术，在保证污泥处理效果的情况下降低能源消耗。污泥的稳定可以分为三个环节，分别为厌氧、好氧、堆肥。有些污水处理厂不对污泥实行稳定处理，直接对污泥进行脱水。一般来说，在厌氧环节中产生的沼气可以为在稳定过程中使用的能量提供补充。污泥的浓缩过程中一般使用单纯气浮技术，而使用生物气浮技术进行替代，有利于提高浓缩的效率，还可以达到减少能源消耗的目的。另外，可以将处理后的污泥进行回收利用，在污泥中挥发性有机物占比较大，日本一般使用厌氧的方法消化消减污泥，其中，每吨污泥可以产生680m3的沼气，通过磷酸型的电池壳能够得到50%的污水处理厂的能源。对于污泥的回收利用主要通过厌氧消化的方法产生沼气，将可焚烧的污泥作为燃料产生热能回收，对燃烧后的污泥或者部分污泥进行堆肥。
3.4 污水处理环节的节能降耗措施
在污水处理厂中，污水的生化处理以及污水预处理环节使用的能源较多。其中，污水的预处理中主要分为格栅以及沉砂池[6]。污水的生化处理环节中导致能量消耗较大的原因是需要使用曝气系统。前文已经介绍了曝气系统的节能降耗措施，此处主要讲解污水预处理中节能降耗的措施。
①在沉砂池中很容易由于曝气设备导致能源消耗较大。在设计沉砂池时，需要使用平流式以及旋流式的方法，从而实现节能降耗。
②在进行污水预处理过程中需要科学合理地设置格栅，在污水处理过程中使用格栅本身无法起到较大的节能作用，但是可以降低后期中其他设备的能源消耗。因此，必须严格落实格栅的设置。一般需要将格栅设置在污水处理厂的前段位置、污水渠道的进口位置、泵房的集水井位置等，可以将较大的漂浮物进行截留，避免造成堵塞的情况，有利于促進污水处理设备的稳定运行。
4 结语
综上所述，污水处理厂对于城市经济发展、用水质量等具有重要的作用。但是污水处理厂中能源消耗较大，因此，使用改进污水处理厂中的污泥处理、污水处理、提升泵、曝气等日常运行设计的方法，达到节能降耗的目的。但是目前技术有限，还需要人们不断进行研究以及探索，从而更好降低污水处理厂的能源消耗。
【参考文献】
【1】张俊波.某污水处理厂MBR系统节能优化改造分析[J].节能，2020，39（02）：161-164.
【2】杨根权.城镇污水处理厂氧化沟工艺节能技术措施探讨[J].能源环境保护，2018，32（06）：44-49.
【3】谢永攀，姚奎，张淑琼.污水处理厂能耗分析及节能措施探讨[J].广州化工，2018，46（18）：101-103.
【4】张安龙，谢飞，罗清，等.中国城镇污水处理厂节能降耗研究进展[J].环境科学与技术，2018，41（S1）：116-119.
【5】郭昉，吴毅晖，李波，等.我国城镇污水处理厂节能降耗研究现状及发展趋势[J].水处理技术，2017，43（06）：1-4+10.
【6】张倬玮，张会宁，李志丽，等.北方某城市污水处理厂节能降耗改造及运行[J].中国给水排水，2016，32（24）：133-138.
