城市污水处理厂节能技术研究

·3591·节能环保建筑工程技术与设计2016年6月上城市污水处理厂节能技术研究1.李迪武2.黄晨梅（1.河源市市区城南污水处理厂517000；2.河源市污水处理厂517000）【摘要】随着城市污水处理规模的增加，污水处理厂的能耗问题越来越引起重视。从污水处理厂的能耗单元审核、运行参数控制、设备升级改造等方面总结和分析了各种最新的节能降耗技术，并研究了其可行性。结合国外污水处理厂运行中的经验，对其中的一些技术方法提供了实际应用的案例。提出了今后要从污水处理设计、设备选型、运行管理控制、维护、升级改造等每个环节中贯彻节能降耗技术，以达到降低污水处理成本、减小用电量的目标。【关键词】污水处理厂；节能技术；降耗；前言:进年来，中国的城市污水处理进程加速，水污染治理和再生水回用已成为各地政府及社会普遍关注的问题。截至2010年六月底，全国城镇累计建成污水处理厂2389座，污水处理能力已达到1.15亿m³/d。全国正在建设的城镇污水处理项目达1929个，总设计能力约4900万m³/d。高能耗提高了污水处理的成本，将导致中小型污水处理厂难以运行。所以，城市污水处理厂节能技术的研究对于污水处理的节能降耗及持续发展具有重大的意义。1.我国城市污水处理厂耗能现状根据我国学者的研究结论，我国城市污水处理厂能耗主要用于污水、污泥的提升，生物处理的供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中污水生物处理和污泥处理的单元过程耗能量要占污水厂直接能耗的60％以上。在不同污水处理厂的运行中，实际能耗还与污水厂规模、污水的水质特征、处理程度、处理工艺、运行模式等因素有关。我国在污水处理能耗研究这方面的调查研究较少。羊寿生曾结合设计经验，对我国典型一级、二级污水处理厂各单元过程作了能耗(电能)估算，估算结果以处理单位体积污水的耗电量表示(kw·h/m3)，对一级城市污水处理厂该值为0.072kw·h/m3，对二级处理厂该值为0.266kw·h/m3。结果表明，我国城市污水处理厂能耗主要用于污水、污泥的提升，生物处理的供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中污水生物处理和污泥处理的单元过程耗能量要占污水厂直接能耗的60%以上。金昌权等人将污水处理厂按功能和能耗特征分成预处理、生化处理和污泥处理三个单元分别进行能耗分析，通过解析每一单元的能耗变化规律和主要影响因素，确立了针对污水处理厂的能耗分析方法，且该方法通过分析可以筛选出可行的节能途径。陈宏儒通过对几种典型工艺的城市污水处理厂的运行过程进行调查和分析，评价了其能耗分布及水平。调查的城市污水处理厂中电耗主要发生在污水提升系统、生物单元的供氧系统和污泥处理系统三部分，分别占工艺总电耗的25%、55%和13%，是污水处理厂节能降耗的主要环节。供氧和曝气单元在污水处理厂总电耗中占的比例最大，达到5560%。污水提升单元的能耗也很高，占污水处理厂总电耗的比例达到25%左右。2.污水处理厂节能途径与技术污水处理厂节能途径与技术可从污水提升系统、曝气系统的选用与调节、污泥的处理与处置、电气系统、当前电力方面的实用节能技术等。2.1污水提升系统在污水处理厂中，水泵在整个污水处理运行过程中起着不可估量的作用，其主要用于进水的提升、污泥的回流、剩余污泥的排放和处理污水的外排等。污水处理厂由于其进水水质特点，大多使用专用的污水泵，如潜水排污泵和立式污水泵等。水泵的原理是电能转化为机械能，中间有部分能量因为发热而损失，严格意义噪声也是能量的浪费。所以，对污水处理厂水泵进行优化选型不仅对污水处理投资影响很大，而且与节约能源、降低成本及提高经济效益都密切相关。污水处理厂水泵的优化选型应遵循以下原则:1)在设计年份内，泵应满足扬程和流量的技术要求，其运行工作点，应在高效区范围内。2)水泵在长期运行中，多年平均扬程下的装置效率高，运用费用少。3)在校核最高扬程下，水泵正常高效工作。2.1.1水泵优化组合节能技术水泵优化组合也是一项较好的系统节能技术。虽然变频调速技术可以实现高效的节能，但污水处理系统往往是多台水泵并联输水，又由于变频调速技术投资昂贵，不可能将所有水泵全部调速，所以水泵优化组合可以通过将不同台数，不同运行速度的水泵并联运行来满足工况的不断变化。这种方式要求污水处理厂泵站内大小水泵合理搭配，可以配合变频调速技术，能达到更好的节能效果。郑州市中法原水公司[6]对其输水泵站进行水泵组合节能改造后，在设计水位条件下运行，满足供水量的同时，平均能源单耗降低39％，即使在最不利的运行条件下，平均能源单耗也能降低21．6％，节能效果明显。重庆市涪陵二水厂4台进水泵并联运行，配合变频技术，采用3用1备，1定2调的组合方案，系统能量利用率明显提高，一年能节约电费124．5万元，节能效果十分可观。四川省遂宁市第二水厂采用大、小泵搭配的优化输水方案，机泵的