AO及AAO污水处理工艺单元运行能耗分析及节能运行策略

广东技术师范学院学报(自然科学)兰竺笙期⋯JournalofGuangdongPolytechnicNormalUniversityNo．2，2015AO及AAO污水处理工艺单元运行能耗分析及节能运行策略程宇凯，魏亮亮2，宋悦2，涂剑成(1．南昌水业集团，江西南昌330025；2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨1'50090)摘要：A0及AAO的污水处理工艺在我国广泛应用，如何实现这些污水处理工艺的低碳节能运行对实现我国环保行业的节能减排目标意义明显．本文在分析我国当前污水处理厂、特别是AO及AAO工艺各单元在运行过程中能耗消耗的基础上。从污水处理设备优选及其运行管理、低碳工艺的研发与应用、系统优化及开源节能运行三个方面提出了A0及AAO-工艺的节能运行措施，针对节能减排目标和提标改造要求，提出了我国AO及AAO污水处理工艺节能运行的挑战及建议．关键词：污水处理厂；AO及AAO工艺；能耗：节能运行中图分类号：X703．1文献标识码：B文章编号：1672—402X(2015)02—0012—05为了改善水体环境和实现城镇污废水的综合治理，我国在“十五”、“十一五”及“十二五”期间进行了多项措施和治理方案。通过总量控制和重点治理的手段。我国水污ll染持续加重态势得到有效遏制，水体质量整体明显提高．z]据统计，2000年我国仅建成污水处理厂427座，污水13处理能力为1475万m；截至20l3年底。我国建成污水处理厂达到35o0余座。污水处理能力超过1．4亿ms／日。这些污水处理厂的大量兴建使得目前我国城市污水处理率达到87％．城市污水基本上得到了有效的处理处置．需要指出的是。随着污水处理厂的大量兴建，城市污水处理作为高能耗行业的问题在我国日渐凸显．I415]在当前污水处理厂提标改造和总量减排的大环境下，如何让已建成的污水处理厂做到“十二五”我国节能降耗的总体目标要求．已然成为目前国内外污水处理厂研究的热点问题．[6I，]我国当前采用的污水处理主流工艺主要包括AO、AAO、氧化沟、CASS、SBR等，上述工艺中．AO工艺和AAO污水处理工艺由于具有同步脱氮除磷能力、水力停留时间短、工艺整体运行能耗低、对水质适应性强、基建和运行费用较低、维护管理操作方便、运行简单等特点，成为我国应用最为广泛的污水处理技术之一．[8．9该豕统通过好氧段及厌氧段的合理组合．能够同时发挥聚磷菌、反硝化菌、硝化菌等对有机物、N、P同步去除能力，[10]AAO污水处理工艺的高效运行受到温度、溶解氧浓度及碳源类型等因素影响．⋯'l2]由于AO及AAO工艺的广泛应用及其系统的复杂性．故对上述系统节能运行下高效除污的研究备受关注．1目前我国污水处理系统运行过程能耗当前．我国已建成的污水处理厂虽然能有效地去除生活污水中的各类污染物．对水污染控制和环境保护起到了重要的作用，但我国运行的污水处理厂普遍具有能耗较高的行业特点。通常情况下。污水处理工艺能耗是指污水处理过程中在污水、污泥的提升、生物处理单元曝气、混合／推进、污泥浓缩／脱水、污泥回流等环节直接消耗的电能，其中污水生物处理和污泥处理单元能耗约占污水处理厂直接能耗的60—90％．收稿日期：2014—12—05基金项目：江西省2014年度科技计划项目(NO．20141BBE50010)．作者简介：程宇凯(1975一)，男，江西新建县人，江西洪城水业环保有限公司化工机械工程师．研究方向：废水运营管理．第2期程宇凯，魏亮亮，宋悦，涂剑成：AO及AAO污水处理工艺单元运行能耗分析及节能运行策略·13·据统计，日本和美国已建成污水处理厂运行中的平均单位耗电量约为0．26kW·h／m和0．2kW．h／m3(未对污水、污泥处理处置中回收的能源计算在内)，上述电耗不仅包含了污水处理生化处理过程的电耗，亦涵盖了污泥处理处置(如消化、脱水、焚烧等)和洗砂、通风、脱臭等设施运行的电耗．相对应的，2010年初，国家城市给水排水工程技术研究中心通过对全国1856座污水处理厂运行能耗分析指出，2009年上述污水处理厂年均运行电耗约为0．254kW·h／m，虽然整体上与日本持平，略高于美国，但若考虑到上述电耗中未考虑污泥处理处置和脱臭设施等运行所需电耗．通常情况下污泥处理处置的电耗将使得污水处理厂整个能耗升高20％以上．[13]可发现我国当前污水处理行业普遍存在着能耗较高的缺陷．此外，孙鹏程等[1等通过对山西省82座城镇污水处理厂2009年的能耗状况调研指出，上述污水处理厂2009年单位水量电耗约为0．469kW·h／m，明显高于全国平均表1典型污水处理厂运行过程中各单元能耗分布水平，节能潜力巨大．另杨凌波Il5等通过对全国559座污水处理厂能耗统计指出，上述污水处理厂运行能耗平均值为0．290kW·h／m，其中82％以上的污水处理厂电耗