污水处理厂设备选型在节能降耗工作中的应用

第10期1概述“十一五”以来，随着国家对节能减排工作的高度重视，各行各业都积极开展了节能减排的工作，并取得了显著效果，但污水处理行业作为国家环境保护工作的主要内容，减排工作成绩卓著，节能工作一直没有得到高度重视。截至2016年3月，我国已建3910多座城镇污水处理厂，污水处理能力已达到1.67亿m3/d，实际处理量约1.3亿m3/d。按目前我国污水处理行业的平均吨水电耗约0.3度计算，国家每天用于污水处理的电耗就高达0.39亿kWh，全年耗电高达142亿kWh。以火力发电厂1kg标准煤可以发3kWh计算，全年煤炭资源损耗量473万t，同时还将排放1179万tCO2，以及大量的SO2、NO和CO进入大气。从上面数据可以看出，污水处理的能耗是巨大的，同时也带来了大量的资源耗费及污染物排放。因此，在重视污水处理本身的环保减排工作时，更应该加强节能工作的推行，节约有限的煤矿资源，保护我们赖以生存的大气。总体来说，污水处理行业的节能工作重点可以从两方面展开，一个是工艺选型，另一个就是设备选型。由于我国现建成投运的绝大多数污水处理厂，都采用的是活性污泥好氧工艺，工艺选型现实意义不大，所以这里重点论述污水处理厂的设备选型对节能减排的重要意义，不管是用于现有设备的更新改造，还是拟建污水处理厂的设备选型。2污水处理厂的能耗重点解决问题要抓主要矛盾，解决能耗问题就要着眼于主要耗能设备，据国家相关统计，污水处理过程中鼓风曝气设备能耗高达污水处理总能耗的60%。另外，随着供暖设备燃煤锅炉的大量取缔，电锅炉在城镇污水处理厂大量使用，其耗电量占污水处理厂总用电量的比例较大。因此，本文将以神华准能污水处理厂改扩建（二期）工程为例，从鼓风曝气设备、采暖设备两方面进行设备选型，以降低污水处理厂电能损耗。3鼓风曝气设备的选型污水处理厂鼓风曝气设备包含两项内容：①生化反应池池底的曝气器。②鼓风机。3.1生化反应池池底的曝气器［1］污水处理厂改扩建一期工程选用的是微孔盘式曝气器，二期工程选用的是微孔管式曝气器。两种曝气器使用寿命、氧利用率基本相同［2］，但微孔管式曝气器与微孔盘式曝气器比较还具有以下优点：（1）管式曝气器可以360°全方位地充氧［3］，并且污水处理厂设备选型在节能降耗工作中的应用贾海筠（神华准格尔能源有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯，010300）摘要：随着我国污水处理行业的蓬勃发展，污水排放导致的环境污染问题得到了极大改善，但污水处理作为城市耗能大户，能源损耗问题越来越突出。因此，污水处理的节能降耗问题显得越来越重要。本文将以污水处理厂的设备选型为出发点，论述设备选型在节能降耗工作中的重要性。如准能污水处理厂选用水源热泵供暖、选用高速离心鼓风机和管式曝气器，对于节能减排、降低生产成本都具有重要意义。关键词：设备选型水源热泵单级高速离心鼓风机管式曝气器节能降耗中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-8492（2017）10-091-05第15卷第10期VOL.15NO.102017年10月Oct.2017作者简介：贾海筠，（1965-），男，高级工程师，硕士，现任准格尔能源有限责任公司公用事业公司经理、党委副书记。Tel：15047749618，E-mail：xmlljd08@163.com第10期贾海筠：污水处理厂设备选型在节能降耗工作中的应用可以对底部的污泥起到搅拌作用，但盘式曝气器只能对盘上面部位充氧，容易造成底部积泥。（2）管式曝气器的配气系统比较简单，一个1m（8m3/h）的曝气管的通气量相当于4个φ200mm的曝气盘，使得整个系统的漏气率低。同时，由于曝气管系统的接头少，使得它的空气阻力损失小，能耗小。图1管式曝气系统在实际运行中，二期的供风主管压力为0.063～0.068MPa，一期的供风主管压力为0.073～0.079MPa，通气阻力较一期降低0.01～0.011Mpa，根据离心鼓风机的特性，风机的Q（流量），H（风压），N（功率）的变化可按下式计算：Q/Q`=n/n`H/H`=（n/n`）2N/N`=（n/n`）3以上可见，风机的风量变化与转速比的一次方成正比；风压变化与转速比的二次方成正比；功率变化与转速比的三次方成正比。由此我们可以得出：（H/H`）3=（n/n`）6=（N/N`）2令H为一期的供风主管压力，H`为二期的供风主管压力，N为一期鼓风机功率，N`为二期鼓风机功率。即：（0.73/0.63`）3=（N/N`）2计算得：N`=0.8017N由上式可以看出，微孔管式曝气器比微孔盘式曝气器节能约20%。3.2鼓风机不同的曝气风机有着不同的适用范围，目前广泛应用的罗茨鼓风机、多级离心风机和单级高速离心风机，其各自的流量范围也有较大的差异［4］。罗茨风机在小流量范围，多级离心风机在中流量范围，单级高速离心风机在高流量范