江南污水处理厂托管运营优化分析

全国排水委员会2013年年会论文集江南污水处理厂托管运营优化分析夏季春1’2，陈冠益1(1．天津大学环境科学与工程学院，天津300072；2．江苏方洋水务有限公司，连云港222003)摘要：U公司在接手托管江南污水处理厂的运营以后，针对该厂运营工艺情况，详细地做了调查和分析，对耗能较大的曝气、污水泵提升等板块进行生产性比对研究，适时调整，基于设计参数，搭建污水处理流程，细化运行监测指标，对污水处理模拟和优化，调整能耗和出水指标变化，较好地履行托管运营合同。关键词：污水处理厂托管运营节能降耗1概况江南污水处理厂设计能力30万m3／d，实际生产进水量23万m3／d；采用AAO工艺；服务人口65万，85％的污水为生活污水；出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918--2002)1级B标准，部分达到1级A标准。江南污水处理厂工艺流程图如图1所示。图1江南污水处理，。工艺流程托管运营前，江南污水处理厂运营管理只是粗放地进行，政府既是裁判员，又是运动员，责任界定不清，员工责任心不是很强。为此，江南市政府为了加强监管，引进先进技术，避免政府角色重叠，选择了u公司托管运营，合同期7年。2节能降耗技术研究U公司在接手托管江南污水处理厂的运营以后，针对该厂实际运营现状，对能耗较大的环节进行了广泛研究，并编制了控制运行参数的试验模型，逐级调试，寻找最优运营平衡点。·240．夏季春，等：江南污水处理厂托管运营优化分析2．1能源优化对于江南污水处理厂来说，大部分电力消耗主要是由于：鼓风曝气、污水泵的运行等。能源优化来降低成本是一个非常好的方法，而电力成本是江南污水处理厂主要的运行费用。对于U公司来说，节能一直是其首要目标，这不仅仅从经济上考虑，也是对环境的责任。通过测定、评估等方法，减少对环境的影响，这也包括要控制能源消耗，从而减少由于发电而造成的温室气体的排放。u公司的技术部门，根据不同情况，确定具体的能源优化的方法。图2能源优化流程图所有现场测试均须完成，可以采用一些特殊的工具，比如超声波流量计、功率表、压力计、转速计或者红外相机来完成。通常，污水处理厂的污水泵运行能耗占整个能源消耗的30％左右。基于江南污水处理厂一期的数据，进水泵及出水泵运行能耗约占整个电力消耗的28％。在大多数情况下，根据U公司在全球操作所积累的经验，由于设计、操作或者维护等原因，水泵设施并没有在它们的最佳效率状态下运行。因此，需要在此方向有所改进，降低能耗。H晒图3优化泵的运行图·241·全国排水委员会2013年年会论文集u公司在合同执行一开始，就进行系统的泵性能测试。测定结果将被作为设备更新的基础，这将同时考虑成本效益和环保。通过专门的研究，对泵的性能进行测试，检查其效率、并最终提出一些可执行的用于节约能源的方法。测试结果表明，对于一台泵来说，通过改变机组发动机和泵组合，设施的投资在一年内，通过节电即可得到回报。考虑的主要措施包括：(1)使用变频泵；(2)更换彩马达；(3)调节叶轮；(4)改善运行和操作。曝气过程是污水处理厂消耗大量电力的另一个主要来源。根据曝气类型和污水处理厂规模，其电力消耗可占总能耗的40％至80％之间。但是，这大部分取决于进厂的污水水质和运行人员选择的运行情况。目前，江南污水处理厂一期的曝气过程电耗约占整个能源消耗的59％左右。但这将随着进水负荷增加而发生改变。在此优化过程中，确定下列三个主要内容：(1)确定最优MLSS(混合液悬浮固体)浓度，这依赖于所需处理的污染负荷。对于一个设定浓度为3g／L～4g／L的系统，如果MLSS浓度改变1g／L，就会对能源消耗产生大约5％的影响(如果仅考虑曝气的话)。可以通过前述的模型工具，精确确定这些操作参数。(2)根据溶解氧(DO)的需求，来控制供气。为此，强烈推荐在对曝气的管理及控制过程中采用专门的探头来监测，如溶解氧(DO)探头、氧化还原电位(ORP)探头及在线监测仪(氨氮NH。一N、硝酸盐氮NO，一N)。根据经验，通过采用专门探头控制曝气比计时曝气节约大约10％的电力。虽然在江南污水处理厂一期工程已安装了各种各样的探头，但是大部分并未投入使用，或者存在某些缺陷。将优先调查现状的原因，并建立一套有效的供气量控制措施。(3)曝气系统设备的管理。曝气系统的效率依赖于几个参数，比如说设备年龄，膜的堵塞情况等等。因此，为尽快确定何时在经济和技术上需要替换曝气系统，认真控制曝气系统的效率就变得非常重要。u公司在此领域的经验表明，曝气系统的生命周期通常是2年至10年。通过在线分析仪，对曝气系统进行控制管理。目的是改善曝气效率，达到在保证质量的前提下最终降低电能消耗。在出1：3处安装在线分析仪，调整现有的管理控制方案。通过调整实际供气量使之接近于处理根据进出、水质所需的供气量。执行该项措施后，使曝气过程节约了