城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)研究論文
1城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗組成
耗能高、占據(jù)土地過(guò)多、投資成本大、消耗時(shí)間長(zhǎng)是傳統(tǒng)的污水處理方法的弊端。城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)是高消耗能源行業(yè)，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個(gè)方面。其中污水處理廠中大型用電設(shè)備有攪拌推進(jìn)器、潛水泵、風(fēng)機(jī)、螺桿泵等。在污水處理工藝過(guò)程中，大量消耗能源工藝過(guò)程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過(guò)程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國(guó)常見(jiàn)的二級(jí)城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗中，總能耗10%~20%是污水提升，總能耗的50%~70%是污水生物處理能耗(主要用于曝氣供氧)，總能耗的10%~25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。
2城鎮(zhèn)污水處理廠技術(shù)研究
（1）用電設(shè)備降耗節(jié)能措施。在污水處理中是非常重要的設(shè)備，運(yùn)行過(guò)程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實(shí)現(xiàn)泵房的，達(dá)到污水處理節(jié)能的目標(biāo)，必須要有有效的提高水泵的運(yùn)行效能的措施。首先，為了在最有效的節(jié)約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調(diào)速方面的研發(fā)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到優(yōu)化，進(jìn)而降低排水的單耗。現(xiàn)實(shí)中。在污水凈化工作中，進(jìn)入變頻工作的狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度就可以得到調(diào)整或者是在一定范圍內(nèi)選擇電動(dòng)機(jī)最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，綜合上述，通過(guò)對(duì)于變頻器調(diào)整，使得電動(dòng)機(jī)在滿足正常工作情況下，實(shí)現(xiàn)電流最小、效率最大化，實(shí)現(xiàn)了降耗節(jié)能的目標(biāo)。其次，減小污水在處理過(guò)程中提升的高度，進(jìn)而降低污水提升泵的揚(yáng)程，合理利用地形，對(duì)水泵揚(yáng)程進(jìn)行設(shè)計(jì)也是非常必要的。同時(shí)在高程設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的做到一次提升，選用合理的進(jìn)水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進(jìn)一步達(dá)到降低能耗的效果。（2）鼓風(fēng)曝氣部分降耗節(jié)能措施。曝氣系統(tǒng)和其他機(jī)械系統(tǒng)（如攪拌、回流污泥和二沉池設(shè)備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%~70%是在這里產(chǎn)生的，對(duì)整個(gè)水廠的成本影響較大的就是曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關(guān)系是曝氣設(shè)備的調(diào)節(jié)能力，如果控制不到位或者調(diào)節(jié)能力，均會(huì)造成能源浪費(fèi)，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應(yīng)選擇調(diào)節(jié)能力合適的曝氣設(shè)備。（3）污泥處理系統(tǒng)降耗節(jié)能措施。隨著人們對(duì)能源需求不斷增加，新的能源類(lèi)型被開(kāi)發(fā)，其中，目前廣泛應(yīng)用的能源類(lèi)型就有太陽(yáng)能。目前，已經(jīng)有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應(yīng)用太陽(yáng)能方面進(jìn)行了一定的研究。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度增高淺槽式集熱器水溫升高，且隨水深增加而降低，集熱器設(shè)備可以作為厭氧消化過(guò)程中的補(bǔ)充熱源進(jìn)行應(yīng)用。此外，也有研究人員以自行設(shè)計(jì)的`混合太陽(yáng)能污泥干燥裝置，對(duì)機(jī)械脫水后的污泥進(jìn)行了干燥處理，研究了該方式對(duì)污泥干燥處理的可行性。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能對(duì)污泥進(jìn)行干燥具有較高的可行性。（4）其他消耗降耗節(jié)能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調(diào)理及除磷過(guò)程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節(jié)能空間也是存在的。可以將生物除磷技術(shù)應(yīng)用在除磷環(huán)節(jié)，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產(chǎn)生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學(xué)除磷方式來(lái)進(jìn)行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進(jìn)行污泥調(diào)理（包括化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)還可以選使用輻射技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行消毒，代替高溫高壓。在污水處理過(guò)程中，污水處理劑的使用量關(guān)系到污水處理廠的降耗節(jié)能的水平，因此，根據(jù)污水處理劑的單價(jià)以及特點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇是在實(shí)際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時(shí)要保證藥劑不對(duì)于環(huán)境造成污染的基礎(chǔ)。并且也要考慮處理劑的用量。節(jié)約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統(tǒng)上污水處理過(guò)程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來(lái)代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對(duì)污水處理中所使用到的藥劑的用量進(jìn)行更為精確的計(jì)算，并且提前進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以降低在污水處理過(guò)程中對(duì)于藥劑造成的額外的浪費(fèi)，以期達(dá)到最佳效果。
3結(jié)語(yǔ)
降低城鎮(zhèn)污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進(jìn)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。因此在實(shí)際工作中，提高對(duì)污水處理廠能耗有效認(rèn)識(shí)，選擇更為合理工藝系統(tǒng)，在確保處理后污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源環(huán)境的保護(hù)的目標(biāo)的同時(shí)降低能源消耗。
作者:郭驍玥 單位:西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院
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