水处理工程中节能降耗与优化运营问题的探讨

CONSTRUCTION水利水电工程引言：人类社会的发展离不开能源，随着人类社会的发展，能源短缺逐渐成为世界性的问题。因此，当今社会开始提倡“节能降耗”理念，创新节能降耗技术，以期可以实现有效利用能源、降低能源消耗的目的。随着城市建设的不断加快，在城市污水处理问题上，也必须坚持节能降耗理念，应用节能降耗技术，提高污水处理厂的污水处理效率，降低污水处理厂运行的总耗能，进而促进污水处理厂经济效益的提高。1我国污水处理厂运行下的节能降耗技术1）我国污水处理厂运行下的节能降耗技术的发展概述。随着经济全球一体化的逐步深入，全世界各个国家都在为节能降耗、促进经济发展做努力，相关技术人员积极创新能源利用理念，发展节能降耗技术，以实现缓解全球能源紧张局面的目的。在我国污水处理厂运行问题上，钱易院士、聂梅生先生等创新地提出清洁生产、可持续发展的污水处理技术，希望可以将节能降耗型污水处理技术的发展作为我国污水处理厂长期的努力方向。我国相关部门也颁布“新型、高效城市污水处理技术”文件，提出可持续发展的节能降耗技术在污水处理厂中的应用问题，并形成相关政策、法规，规范我国城市污水处理厂运行过程中节能降耗的效率。由此可见我国对节能降耗技术发展的重视。经过相关科技人员不断地研究与改进，我国节能降耗技术在污水处理方面已经取得初步成果。截止到2007年底，全国城镇污水处理管理信息系统已经全线投入使用，并对全国各大污水处理厂的信息进行统一管理。其中最主要管理方式是污水处理厂运行时各处理单元的能源、物质消耗量，并根据这些数据，深入研究节能降耗技术，提高污水处理厂的运行效率，实现节能降耗的目的。2）我国传统污水处理技术与节能降耗技术的比较。现阶段，污水处理厂作为处理城市污水最重要的场所，其污水处理手段受到社会各界的重视。因此，污水处理厂在节能降耗理念的指导下，以“少用或者不用不可再生资源、回收资源和产生的能源、无跨区污染”为原则，对城市污水进行有效地处理。传统的污水处理技术常常采用强氧化剂进行污水处理，这种技术具有很多弊病，比如，在处理污水时所需要的化学需氧量耗能巨大，一些硝化与氨化反应所需要的能量同样不可忽视；利用生物除磷法处理污水无法回收磷资源或者磷资源回收量少；另外，污水处理过程中，会产生大量的二氧化碳与污泥，这些物质影响大气环境与土壤、河流环境。与传统污水处理技术相比，节能降耗技术在处理污水过程中，应用厌氧技术处理污水以降低能量的消耗，并尽可能产生能源；将生物除磷法与化学除磷法相互结合，在有效去除磷的基础上，大量回收磷资源；同时，减少二氧化碳与污泥的产生量，并将产生的物质通过有效转化，变成可利用的能源物质。利用这种节能降耗技术处理污水，实际耗能大大的降低了，而且所需要的能源物质也在逐渐减少。2污水处理厂运行下，节能降耗技术的应用策略在污水处理厂运行下，各级处理单元都在耗能，只是所消耗能源的总量不同而已。其中二级处理过程耗能量最大，约占污水处理厂总耗能量的70%，其次是预处理单元，约占20%污泥处理系统约占10%。由此可见，在污水处理运行下，节能降耗技术应该重点应用在二级处理过程与预处理过程，对这两个单元的污水处理过程进行深入研究，针对节能潜力最大的部分加大节能降耗技术的投入力度，再对其他单元的设备运行等方面考虑节能降耗途径，从而提高污水处理效率，保证节能降耗目的的实现。1）二级处理单元节能降耗技术应用途径。在二级处理单元处理污水过程中，对能源的消耗主要表现在处理设备消耗电能上。通常，污水处理厂中所用的设备为搅拌器、内回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、曝气供氧设备、二沉池刮泥机、加药泵几部分，这些部分对电能消耗的比例（相对二级处理总耗能来说）分别是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%，其中耗电能量最大的设备是曝气供氧设备，通常使用的是鼓风机。因此，要想有效提高二级处理单元的节能降耗效果，需要参考风量、风压、曝气量等参数，科学、合理地选择鼓风机，并建立精确的曝气流量控制系统，实现智能化控制曝气调节。同时还要控制污水处理厂的运行参数，将反应器单体在线数据、单位能量输入、混合液水平等都控制在一定的数值之下，使这些处理组件的运行能够在保证处理污水效率的前提下，最大可能的降低能源消耗。经过实践证明，通过调控运行参数的节能降耗技术可以有效节能35%左右。2）预处理单元节能降耗技术应用途径。在预处理单元处理污水过程中，对能源的消耗同样表现在处理设备的电能消耗上，其中进水泵的电能消耗占整个预处理单元耗电量的95%，这是一个相当巨大的数字，因此，污水处理厂需要合理选择进水泵，提高进水泵的工作效率。在选择进水提升泵时，应结合地形通过详细的水力学计算来确定水头损失，尽量做到一次提升，重力流自流，进而确定合理扬程；同时结合变频调速技术，高液位启