緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇水廠節(jié)能降耗范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

(2)定期更換水泵使用。頻繁啟動水泵會造成電量的浪費，長時間工作的水泵葉輪會磨損或被雜物纏繞，不止會影響瞬時流量，還會造成水泵不同程度的損傷，汕頭市××污水廠的進水泵數(shù)量安排了4臺(三用一備)并將換泵的使用時間設(shè)定為12h，既保證水量充足，又不浪費電量。

(3)在粗格柵水位較高時才啟動水泵。由于汕頭市××污水廠納污范圍內(nèi)目前還有些管網(wǎng)還未能完善，不能滿負(fù)荷運行，當(dāng)粗格柵的水位升到較高時，水泵才啟動，瞬時流量較大，因此節(jié)省電能。

(4)利用峰谷電價進行污水處理。當(dāng)污水量減少時，因晚上的電價便宜，可累積污水，待到晚上進行處理。當(dāng)污水量充足的情況下，晚上要盡量的較滿負(fù)荷的運行，以錯開用電高峰，節(jié)省成本。

鼓風(fēng)機

鼓風(fēng)機是好氧池曝氣供氧、生化池培養(yǎng)活性污泥的重要設(shè)備，也是污水廠耗能最多的設(shè)備。汕頭市××污水廠采用3臺(2用1備)有變頻功能的NX系列離心風(fēng)機曝氣。同時安裝在線DO探測設(shè)備與中控系統(tǒng)組成一套自動控制鼓風(fēng)機的運行。據(jù)統(tǒng)計研究，曝氣池中DO濃度從2mg/L升高到5mg/L，所需要消耗的能量增加了近一倍。最節(jié)能的方法是根據(jù)降解污水中有機物和硝化的最低需氧量，以及在線DO數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。對于汕頭市××污水廠的活性污泥系統(tǒng)，DO濃度值大約維持在1.2～2.5mg/L。

降雨期間，也要適時根據(jù)進水濃度來調(diào)整曝氣時間。大雨或已降雨一天時，進水濃度很低，曝氣時間可縮短為1h。中雨時，進水濃度一般，曝氣時間可縮短為2h，無雨時，進水濃度較高，曝氣時間是應(yīng)提至3h，該處理周期能使出水達(dá)標(biāo)排放。因此，通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機控制曝氣時間，從而減少了電能的損耗。單臺風(fēng)機輸出的氣量足夠同時供給兩組的好氧池使用，因此只運行1臺風(fēng)機即可。該法能省去1臺風(fēng)機的電費。

其他設(shè)備

對于提升泵、污泥回流泵、剩余污泥泵和內(nèi)回流泵。按照運行經(jīng)驗，一般減少提升水頭，可以節(jié)約能耗。安排進水、出水在線水質(zhì)監(jiān)測儀表能夠監(jiān)測水質(zhì)狀況，為優(yōu)化控制提供了有效且可靠的測量值，緩解設(shè)備運行狀態(tài)調(diào)整滯后情況，但時間間隔過短，水質(zhì)變化不會特別明顯，且耗能，根據(jù)污水廠長期運行的經(jīng)驗，設(shè)定在線監(jiān)測儀表2h測定一次數(shù)據(jù)，這樣，又在另一個角度起到節(jié)能降耗的作用。

維修費用降耗措施

1技改

汕頭市××污水廠維修費用主要是對進水泵、粗格柵、中沉池的泵吸式吸刮泥機、PLC柜的模塊等進行維修時產(chǎn)生的。汕頭市××污水廠通過技改的方式，來降低維修費用。具體安排如下：

(1)針對管網(wǎng)來水垃圾、煤渣、泥沙多等問題，在進水泵房增加一套抽砂系統(tǒng)，定期對泵房池底的泥沙、垃圾進行清除，以確保水泵的正常工作及減少水泵的維修率。

(2)針對粗格柵維修頻率高，費用高的情況，在粗格柵后面、進水泵房前面的進水口加裝攔污裝置，同時配套固定裝置及起吊裝置，定時將攔污的格柵網(wǎng)起吊并對垃圾進行清除，最大程度的減少進入進水泵房的垃圾，防止其進入泵體、葉輪，造成葉輪堵塞或者泵體損壞。

(3)針對中沉池泵吸式吸刮泥機能耗大、修理費用高、存在安全隱患的情況，將汕頭市××污水廠中沉池的泵吸式吸刮泥機改造成虹吸式并增加防脫軌裝置。從而減少維修費用。

(4)生化池PLC柜的自控模塊、線路、不間斷UPS電源受到外界影響嚴(yán)重，導(dǎo)致我廠的修理費用大的情況，因此通過在生化池上的PLC柜加裝隔離房，來達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2加強維護保養(yǎng)

配備專用的維護保養(yǎng)人員，制定維護保養(yǎng)計劃，相關(guān)的維護保養(yǎng)制度、設(shè)備的相關(guān)操作規(guī)程。專用人員應(yīng)定期按照規(guī)定、操作規(guī)程對廠內(nèi)設(shè)備進行維護保養(yǎng)，并做相關(guān)的記錄。通過這種方式，減少設(shè)備損壞率，降低維修費用，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。

人工優(yōu)化分配

(1)通過獎罰制度，激勵員工的積極性。

(2)利用開會，內(nèi)外部培訓(xùn)、宣傳等提高員工清潔生產(chǎn)意識，達(dá)到節(jié)能降耗目的。

(3)定期對各級管理人員進行培訓(xùn)，提高其管理能力，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高工作效率。

(4)對全公司各個崗位員工進行理論培訓(xùn)和實踐考核，提高全體員工的技術(shù)水平，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗，保障安全穩(wěn)定生產(chǎn)。(5)優(yōu)化分配各個崗位的員工人數(shù)，力爭做到把各個崗位的工作發(fā)揮到最好。在人員工資不變下，通過提高員工的素質(zhì)、工作效率、節(jié)約意識，優(yōu)化各個崗位人員安排，從而提高生產(chǎn)量，來實現(xiàn)節(jié)能降耗。

適量使用藥劑

通過化驗室進行小試、分析、對比，從而確定藥劑的最佳實驗投加量，再將最佳實驗投加量應(yīng)用到污水廠運營當(dāng)中試運行并做微調(diào)，得到了最佳投藥量。調(diào)整適當(dāng)?shù)耐端幜浚鼙苊饫速M，起到節(jié)能降耗的效果。

優(yōu)化管理

通過實行紙張的雙面使用、勞保用品和辦公用品以舊換新制度。把計算機調(diào)成省電模式、膠袋、公文袋循環(huán)使用等形式優(yōu)化管理，達(dá)到節(jié)能降耗效果。

節(jié)能降耗后的成果

1電費變化

2維修費用變化節(jié)能前，汕頭市xx污水廠維修費用高達(dá)150萬元/a，使用節(jié)能措施后預(yù)計維修費用下降至80萬元/a。

3人員資源優(yōu)化后的變化人員資源優(yōu)化后，在人工費用不變的前提下，廠內(nèi)生產(chǎn)量計提高了4萬t/a。

4藥劑變化

5優(yōu)化管理后節(jié)約情況

對廠內(nèi)辦公使用優(yōu)化管理后預(yù)計能節(jié)約的費用約1萬元/年。

篇（2）

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0093-02

1 概述

自來水廠是城市企業(yè)的用電耗能大戶。在自來水廠的能源消耗成本中，電力消耗占了很大一部分，幾乎占了整個能源消耗的95%以上。而在整個電力消耗中，機泵設(shè)備用電量又占到了95%～98%。其他輔助設(shè)備，如風(fēng)機、電動閥、排泥機等等，耗能才占用2%～5%。所以，自來水廠降低成本，減少能源消耗的重點在于機泵設(shè)備的節(jié)能降耗。節(jié)能降耗可以有效地減少資源浪費，提高資源的利用率，對于建設(shè)綠色生態(tài)的節(jié)約型社會發(fā)揮著重要的作用。同時，節(jié)能降耗還有利于降低企業(yè)的成本，提高經(jīng)營效益。因此，如何降低機泵的能源消耗從而做好自來水廠的節(jié)能降耗工作具有現(xiàn)實的意義。

2 機泵設(shè)備效率下降、能耗增多的原因

機泵設(shè)備廣泛地運用到社會生活的各個領(lǐng)域，其將機械能變?yōu)橐后w能量從而達(dá)到抽送液體的目的。一般來說，機泵可用于城市供水、污水系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、石油工業(yè)系統(tǒng)等。但在長時期的使用過程中，由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，使泵輪與泵殼表面變得凹凸不平，摩擦系數(shù)增加，機泵電耗增加，效率降低。具體來說，首先，在長期的水流沖刷下，流道內(nèi)壁和葉輪過水面變得粗糙，內(nèi)流道的阻力增大，使得效率降低。其次，葉片背水面運行時產(chǎn)生負(fù)壓，從而產(chǎn)生氣穴和蜂窩表面，在電化學(xué)腐蝕的作用下，葉輪表面產(chǎn)生汽蝕，從而使能耗增加。再次，由于投加的藥物或水質(zhì)原因使得泵殼內(nèi)積垢，嚴(yán)重的可使泵殼壁厚度增加，從而降低水力效率。最后，機泵加工工藝粗糙、容積損失和機械損失都會使水泵性能變差，降低機泵運行效率，增加能耗。

3 機泵設(shè)備節(jié)能降耗措施

3.1 了解機泵設(shè)備節(jié)能原理，選擇高效、范圍寬的設(shè)備

目前，大部分自來水廠都使用的離心泵。離心泵的工作原理主要是在水泵開動前，將泵和進水管灌滿水，待運行后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口處形成真空，水池里的水在大氣壓下沿吸水管吸入，填補這個空間。而吸入的水又通過蝸殼被葉輪甩出。所以，關(guān)鍵作用在于離心泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，通過連續(xù)吸水、壓水，使得水向上推壓。如果葉輪片和泵殼的構(gòu)造好，水流狀態(tài)也會更好，機泵的效率就會更高。因此，可采用具有良好葉輪片和泵殼構(gòu)造的機泵設(shè)備，更換效率低的水泵，選擇高效、范圍寬的設(shè)備，使機泵始終運行于高效區(qū)間，提高機泵效率，降低能源消耗。

3.2 提高機泵節(jié)能降耗的控制水平

對于機泵節(jié)能降耗技術(shù)，早期的控制方法就是關(guān)閉閥門，降低輸出減少功耗。后來，運用變頻調(diào)速節(jié)能控制技術(shù)，使得機泵技能走向了科學(xué)化和智能化。變頻調(diào)速是調(diào)速技術(shù)中最好的一種，能有效地解決機泵能耗問題。變頻調(diào)速主要是針對裝置的運行負(fù)荷偏低，設(shè)備負(fù)荷過大的情況，但變頻調(diào)速器價格較高，維修技術(shù)要求也很高，所以，自來水廠需要針對實際情況選用變頻調(diào)速器。

3.3 合理調(diào)度，優(yōu)化機組運行

根據(jù)自來水廠所使用的機泵設(shè)備的運行情況，對機泵進行單獨的性能測試，分出性能和功效不同的機泵，并根據(jù)各自機泵的性能進行科學(xué)地調(diào)度使用。比如，可將效率低的機泵僅用作水量和壓力的調(diào)節(jié)，不作主力機使用。而將高效區(qū)間開闊，適用于偏低揚程大流量的機泵當(dāng)作主力機使用。另外，有些機泵高效區(qū)雖然較窄，但在偏高揚程的條件下，工作性能較好，可在白天高峰供水時使用。因此，根據(jù)不同機泵的性能和功效合理地調(diào)度使用，優(yōu)化整個機組的運行，可有效地降低能源消耗，同時降低機泵的損耗，最大限度地提高機泵的效率，延長使用期限。

3.4 葉輪切割改造

目前，大多數(shù)自來水廠的機泵配置不合理，主要原因在于機泵揚程偏高、機泵特性曲線不吻合，從而使得機泵效率過低。這種情況下，對葉輪進行切割是最簡單的方法。葉輪的切割是針對少數(shù)運行不合適的機泵進行的改造措施。其需要根據(jù)具體的參數(shù)，計算切割量，從而改變?nèi)~輪外徑，葉輪切割后，電流降低，可有效地節(jié)約電力，而且由于葉輪外徑改變使得機泵特性曲線變化，從而機泵運行達(dá)到實際所需的高效區(qū)間，并達(dá)到節(jié)能的目的。因此，對葉輪的切割改造在自來水廠的節(jié)能降耗工作中廣泛地運用。

3.5 采用高分子噴涂材料和新的密封技術(shù)

機泵在工作中由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，還有機械磨損、容積損失、水力損失等原因，使得葉輪表面和機泵摩擦阻力增大，降低了機泵的工作效率。因此，可使用噴涂材料和密封技術(shù)有效地解決這個問題。一方面，既然機泵、葉輪表面摩擦阻力增大會使能耗增大，可通過在葉輪表面噴涂高分析材料，使其表面形成光滑表層，降低水泵在工作過程中用于抵抗摩擦阻力的能量消耗。這種通過噴涂材料達(dá)到的光滑表層，可以減少泵內(nèi)流體的分層，降低泵內(nèi)的容積損失，降低電力消耗。而且，一般來說，高分子材料都具有抗腐蝕的性質(zhì)，可提高機泵的使用效率。另一方面，可采用新的密封技術(shù)減少由于克服摩擦阻力而增加的能耗。具體來說，可將注入式的密封填料用專用的油壓諸如水泵填料函內(nèi)，在機泵工作過程中，部分填料就會附著在軸套上，從而形成“旋轉(zhuǎn)層”，而另外的填料則與機泵填料函接觸，形成“不動層”，這樣就避免了軸套的磨損，減少機泵的能量損耗。

4 結(jié)語

自來水廠作為城市生活賴以生存和不可或缺的企業(yè)，由于其用電量和能源消耗大，開展節(jié)能降耗工作十分重要。機泵作為自來水廠能耗最大的設(shè)備，實施有效的節(jié)能降耗措施能夠達(dá)到自來水廠節(jié)能降耗的目的。所以，可針對機泵設(shè)備的能源消耗原理采取了一系列節(jié)能技術(shù)和方法，根據(jù)自來水廠的實際情況進行科學(xué)的改造，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

參考文獻(xiàn)

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[3] 蘇勇文.淺談自來水廠水泵、變壓器節(jié)能降耗技術(shù)

篇（3）

近年來，我國政府相繼出臺了一系列加強節(jié)能工作的政策措施，節(jié)能降耗工作被提到前所未有的高度，是當(dāng)前各行各業(yè)的熱點課題。自來水廠在實施生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中存在著不同程度的能量損耗，并因此而影響著自來水廠的經(jīng)濟運行和用能效益。下面就結(jié)合實例，詳細(xì)說明在水廠中如何通過發(fā)現(xiàn)問題并經(jīng)過技術(shù)改造，達(dá)到節(jié)能的目的，希望能提供經(jīng)驗大家借鑒。

1.修復(fù)過度磨損的水泵水封環(huán)

在開展水廠節(jié)能挖潛中對各個泵站的水泵效率進行摸底分析，發(fā)現(xiàn)某水廠取水泵房的水泵效率發(fā)生下降，從泵效測試結(jié)果來看，比對水泵工況曲線，小時流量降低了約300立方米。通過進一步查對泵房歷史運行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，效率下降現(xiàn)象與其前一段時間的取水泵房外取水格柵損壞修補時間相近，因此懷疑水泵在格柵損壞期間吸入異物造成水泵損壞。打開泵殼檢查發(fā)現(xiàn)水泵的水封環(huán)間隙磨損超標(biāo)，大部分水封環(huán)已磨損超過3毫米以上，個別磨損達(dá)到8毫米，遠(yuǎn)超過維護標(biāo)準(zhǔn)的0.25～1.10毫米。由于格柵損壞后，導(dǎo)致水泵從水源中吸入異物直徑大于正常的泥沙粒徑，加劇水泵內(nèi)水封環(huán)磨損。水封環(huán)磨損超標(biāo)將導(dǎo)致水泵內(nèi)出水高壓區(qū)到吸水低壓區(qū)的泄流量増大，從而使得水泵效率大幅降低。

針對該問題，立刻對每臺取水泵進行開蓋檢查，更換超限磨損的水封環(huán)。更換水封環(huán)后，取水泵站的水泵出水量恢復(fù)到了水泵額定性能曲線的正常水平，由表1可以看到更換水封環(huán)前后水泵效率變化非常顯著。

2.改變水泵冷卻運行條件

水泵軸承冷卻原先從每側(cè)均直接引流一組冷卻水，冷卻水經(jīng)軸承后夏季水溫溫升0.8℃，但冷卻水量調(diào)節(jié)已經(jīng)很細(xì)，再調(diào)節(jié)將容易發(fā)生閥門堵塞。后選擇把冷卻水改為雙側(cè)返流使用，在驅(qū)動側(cè)的軸承冷卻水再供給非驅(qū)動側(cè)，改造后溫升1.6℃，整體不超過30℃，冷卻水量卻減少了一半，從而節(jié)約了相應(yīng)冷卻水的水資源費用以及加壓能耗。

3.水泵泵殼及葉輪噴涂節(jié)能涂料

水廠配水泵站安裝14SA-10A型和24SH-9A型雙吸離心泵均為鑄鐵材質(zhì)的水泵，這組水泵使用已經(jīng)有10年以上，泵體內(nèi)部銹蝕較為嚴(yán)重，泵殼凹凸不平，采用高分子超滑涂層對其進行節(jié)能改造，改造后經(jīng)測試水泵能耗降低最大可達(dá)到10%。

分析節(jié)能原因：改造前泵殼打開可見泵殼內(nèi)壁和葉輪表面已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕，其中泵殼部分表面銹蝕層達(dá)到1-2厘米，葉輪表面銹蝕深度有3-5毫米，通過噴砂打掉銹蝕層后，使用高分子涂料和填料進行抹平和噴涂處理，處理后表面粗糙度可達(dá)到Ra

故此對于非不銹鋼的水泵機組進行推廣應(yīng)用，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：

其中第二批噴涂后出現(xiàn)水泵出水喘振現(xiàn)象，導(dǎo)致無法閥門全開運行，系統(tǒng)效率不升反降，故此但這屬于極個別的現(xiàn)象，主要是噴涂后個別水泵在低揚程區(qū)域流量曲線與效率曲線形成雙峰特性所引起的。除了這一項特例外，水廠舊水泵采用噴涂后多達(dá)十幾種型號水泵效率都得到提升。

4.改進運行管理方式

水廠部分設(shè)備是分多期采購的，不同批次的設(shè)備之間可能存在性能差異，故此可以通過能效分析，尋找運行組合優(yōu)化方式達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

案例1、某水廠的內(nèi)部提升泵站的提升軸流泵分兩批采購，在裝機后經(jīng)運行統(tǒng)計比對發(fā)現(xiàn)，后一批采購的水泵效率要略高于前一批水泵，兩者之間的效率相差在2.5～5%之間。

故此，通過比對歷史數(shù)據(jù)，在日常開泵時，對水泵的開停機進行了優(yōu)先級分級，日常供水負(fù)荷未達(dá)到最大值時可以優(yōu)先啟動第二批水泵，第一批水泵僅保持最低限度的運行。通過調(diào)控開停泵優(yōu)先次序基本上達(dá)到主用機組全部都是高效泵組，而低效泵組僅作為備用機組使用，使得整個泵站的電耗有所下降，見表2。

案例2、水泵泵站吸水井分為東西兩側(cè)，每側(cè)配兩臺機組，合計4臺水泵，由于兩側(cè)管路流量特性相似，以其中一側(cè)為例，開單臺機和開雙臺機組，則其泵站吸水井到出水總管回合段的水流流速相差一倍，而管路無論是動壓頭和阻力都是和流速的平方成正比。

故此根據(jù)如此分析，在開兩臺機時合理平均分配吸水井機組負(fù)荷流速將較負(fù)荷集中在一側(cè)時低一半，管路摩擦及動壓頭損失相差4倍，實測兩種不同運行方式之間水頭損失相差超過0.7米，當(dāng)取水管路越遠(yuǎn)時影響也將更明顯。

通過工藝、設(shè)備綜合分析，把找到的各項機組運行管理要求逐步細(xì)化，最終達(dá)到優(yōu)化節(jié)能降耗的目的。

5.結(jié)語

總之，水廠節(jié)能工作需要從基本細(xì)節(jié)之處著眼，通過完善基礎(chǔ)的運行維護標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的能效數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，在不影響正常供水壓力的前提下，制定出有效可行的節(jié)能方案，盡力在減少成本的情況下創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益，使水廠處于良好運行狀態(tài)，這也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。 [科]

篇（4）

城市污水處理是高能耗行業(yè)之一，高能耗一方面造成污水處理廠的運營成本居高不下，另一方面也加重了國家的能源負(fù)擔(dān)。截至2014年，全國投運的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施共4436座，總設(shè)計處理能力1.71億噸/日，平均日處理水量1.35億噸[1]。如果按照城鎮(zhèn)污水處理廠處理噸水電單耗0.35kW•h（綜合各類工藝及排放標(biāo)準(zhǔn)估算）計算，則全國每日用于城鎮(zhèn)污水處理該項的電耗就有4725萬kW•h，而且該項指標(biāo)還將隨著污水處理量和排放標(biāo)準(zhǔn)的提高而逐步增大，因此，研究城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗，降低在生產(chǎn)中不必要的能耗，不管對于企業(yè)還是對于國家來說，都具有巨大的意義。本文結(jié)合CAST工藝的城鎮(zhèn)污水處理廠實例，著重陳述了污水處理廠節(jié)能改造的思路以及進行節(jié)能降耗后的效果。

1城東污水處理廠概況

1.1處理規(guī)模及工藝流程

（1）處理規(guī)模：近期處理規(guī)模為4.5萬噸/天，遠(yuǎn)期為9萬噸/天。

（2）工藝流程城東污水廠采用CAST生物處理工藝，污水處理設(shè)施主要包括粗格柵、進水泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池、CAST生物池、接觸消毒池、尾水泵房、鼓風(fēng)機房和污泥脫水車間等[2]。

1.2設(shè)計進出水水質(zhì)

2運行情況及存在的主要問題

城東污水廠自運行以來水量維持在平均3.5萬噸/日，出水標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B，但噸水電耗一直維持在0.35kW•h，高于正常水平。

3探討與實施

污水處理廠的每一個環(huán)節(jié)都是一個耗能點，只是耗能的多少不同而已，城東污水廠于2016年4月至5月對廠區(qū)進行較為全面的節(jié)能降耗改造。本文結(jié)合城東污水處理廠的實例，將污水廠各環(huán)節(jié)進行分解、分析并實施節(jié)能措施，并通過在各單元安裝電表，記錄2016年1～3月的平均數(shù)據(jù)作為改造前數(shù)據(jù)，2016年6～12月的平均數(shù)據(jù)作為改造后數(shù)據(jù)，用于評估改造的效果，。

3.1粗格柵及進水泵房

該部分功能為攔截污水中較大懸浮物，確保水泵正常運轉(zhuǎn)，并將污水提升至后續(xù)構(gòu)筑物。主要耗能的設(shè)備有粗格柵及提升泵，粗格柵的初始設(shè)計為15min運行一次，每次運行3min.但在實際運行的過程中，依據(jù)長期以來進水的情況并不需要如此高頻率地運行粗格柵，不但增加了能耗，還增加了設(shè)備的磨損，降低了設(shè)備使用的壽命。因此在改造過程中通過系統(tǒng)編程，將粗格柵的開啟時間間隔設(shè)置為30min,每次開啟時間設(shè)置為2min。提升泵的能耗在整個污水廠的運行能耗中占較大的比重，因此設(shè)備的選型非常重要，依據(jù)污水廠的實際情況選擇合適揚程、流量、功率的提升泵可以大大降低污水廠的能耗。由于城東污水廠的進水尚未達(dá)到滿負(fù)荷，水量也是時高時低，而提升泵的選型是按照滿負(fù)荷設(shè)計采購安裝的。因此在改造的過程中對3臺提升泵其中的1臺進行變頻改造（考慮到成本原因，沒有3臺全部改造），在低水量時間段采用變頻運行，可以大大節(jié)省電耗。經(jīng)改造后該部分的噸水電耗從0.11kW•h降至0.09kW•h。

3.2細(xì)格柵及旋流沉砂池

該部分的功能為截除污水中較小漂浮物，并去除污水中粒徑≥0.2mm的砂粒，使無機砂粒與有機物分離開來，便于后續(xù)生化處理。主要耗能設(shè)備為細(xì)格柵和除砂系統(tǒng)，細(xì)格柵的初始設(shè)計為15min運行一次，每次運行3min。除砂系統(tǒng)運行時間為30min運行一次，每次運行15min。由于在實際的運行過程中，進水所含漂浮物和砂粒并不多，因此在改造過程中通過系統(tǒng)編程，將細(xì)格柵的開啟時間間隔設(shè)置為30min,將除砂系統(tǒng)的開啟時間間隔設(shè)置為6h。

3.3CAST生物池

該部分的功能是利用厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)的不同功能，實現(xiàn)生物脫氮（硝化與反硝化）和生物除磷的目的，同時去除有機污染物，并進行泥水分離。主要的耗能設(shè)備有推流器、回流泵、剩余污泥泵、潷水器等。該部分的節(jié)能關(guān)鍵點在回流泵及剩余污泥泵，由于回流污泥的目的在于使進水具備一定的污泥濃度，而排放剩余污泥的目的在于將多余的污泥排出系統(tǒng)[3]。因此通過對回流泵安裝變頻器，可以控制回流的量，通過選擇合適的回流泵及剩余污泥泵的開啟時間點，可以增加回流污泥的濃度，間接減少開啟時長，從而達(dá)到節(jié)省電耗的目的。在改造中城東污水廠為回流泵安裝了變頻器，并將回流時間點設(shè)置為進水時間，將剩余污泥排放時間設(shè)置為沉淀開始后0.5小時～1小時。經(jīng)改造后該部分的噸水電耗從0.04kW•h降至0.03kW•h。

3.4接觸消毒池

該部分的功能是將生化處理后的污水進行消毒，使大腸桿菌≤1000個/L，使出水達(dá)到出水要求。由于采用次氯酸鈉消毒法，因此該部分除了加藥泵基本沒有耗電設(shè)備。但該部分為污水廠藥耗最多的環(huán)節(jié)，主要消耗的藥劑為消毒劑−−−次氯酸鈉。根據(jù)設(shè)計，該部分加藥的氯當(dāng)量為5mg/l,按照有效率含量10%計算，藥劑的投加量為50mg/l。但由于CAST工藝為序批式排放，即該工藝從生物池進入消毒池的污水是分批次、有峰谷值之分的。在實際生產(chǎn)中為了保證出水的達(dá)標(biāo)，投加量必須依據(jù)水量峰值來設(shè)置，因此在實際生產(chǎn)中的藥劑使用量大大超出設(shè)計值。因此，對該部分的藥劑投加系統(tǒng)進行改造是很有必要的。城東污水廠在改造中在消毒車間增設(shè)了一套PLC系統(tǒng)，將原有的加藥泵更換為計量泵，將尾水流量計和計量泵信號接入PLC，使得次氯酸鈉投加量可以依據(jù)尾水瞬時流量的變化而變化。改造后次氯酸鈉投加量由62mg/l降至40mg/l，降低了32.3%。

3.5尾水泵房

該部分的功能是在位的時段，污水通過重力流無法及時排放時，通過尾水泵將污水及時外排。該部分主要的耗能設(shè)備為3臺45kw的尾水泵，節(jié)能關(guān)鍵點是依據(jù)潮位高低，盡量減少水泵的開啟時間。城東污水廠的實際生產(chǎn)情況為在目前水量下，并不需要開啟水泵，僅通過重力流就能實現(xiàn)污水外排。但隨著將來水量的增加，不排除開啟的可能性，屆時可通過設(shè)置變頻功能和方便的切換方式在重力流和壓力流之間靈活切換。

3.6鼓風(fēng)機房

該部分的功能是向CAST生物池輸送空氣，為污水處理提供所需的氧氣。主要的耗能設(shè)備為兩臺160kw的羅茨鼓風(fēng)機，為污水廠最主要的耗能設(shè)備。該部分節(jié)能的關(guān)鍵點是風(fēng)機的種類、品牌、是否變頻、是否及時清洗進氣過濾器、開啟的臺數(shù)以及開啟的時間。城東污水廠原來生產(chǎn)過程中開啟兩臺羅茨鼓風(fēng)機，頻率均為40HZ。在改造過程中新增1臺磁懸浮鼓風(fēng)機，設(shè)置了風(fēng)機頻率與出水氨氮數(shù)值和進水水量的聯(lián)動，改造后只開啟1臺磁懸浮風(fēng)機，默認(rèn)頻率設(shè)置50HZ，系統(tǒng)將根據(jù)出水氨氮值和進水水量自動切換頻率。經(jīng)改造后該部分的的噸水電耗從0.18kW•h降至0.13kW•h，降幅為27.8%。

3.7污泥脫水車間

該部分的功能是將污水處理過程中產(chǎn)生的污泥進行脫水、降低含水率，便于外運和最終處置。主要的耗能設(shè)備有帶式濃縮脫水一體機、配藥系統(tǒng)、污泥螺桿泵、加藥泵、反沖泵等。該部分節(jié)能的關(guān)鍵點在于壓榨等量污泥的前提下盡量減少設(shè)備工作時間，即盡量降低進入污泥均化池的污泥含水率，將大大提高產(chǎn)泥效率，減少工作時間，降低能耗。該部分為污水廠藥耗第二大的環(huán)節(jié)，消耗藥品為聚丙烯酰胺，減少該部分的損耗除了選擇合適的藥品外，現(xiàn)場操作也非常重要，需要污泥處理工有較強責(zé)任心，依據(jù)規(guī)定的比例配置溶液，依據(jù)污泥的流量、濃度和形狀，及時調(diào)節(jié)加藥量，從而達(dá)到降低藥耗的目的。聚丙烯酰胺投加量由3.2kg/噸干泥降至2.4kg/噸干泥。該部分為污水廠水耗第一大的環(huán)節(jié)，污泥壓榨時濾布需要大量的反沖水清洗濾布，以每天工作16h計算，每天需耗水640噸，城東污水廠早期已將廠內(nèi)處理后的尾水進行回用，使用后的沖洗水再進入生化系統(tǒng)進行處理。相比自來水，使用尾水進行回用，每年可節(jié)約用水23.4萬噸。

4經(jīng)濟效益分析

經(jīng)過一系列的節(jié)能降耗改造，污水廠的各個環(huán)節(jié)均不同程度地降低了能耗藥耗。就城東污水處理廠而言，噸水電耗從改造前0.35kW•h降至0.26kW•h，降幅為25.7%；次氯酸鈉投加量由原來62mg/l降至40mg/l，降幅為32.3%；聚丙烯酰胺投加量由3.2kg/噸干泥降至2.4kg/噸干泥，降幅為25%。節(jié)省費用：將以上數(shù)據(jù)換算成經(jīng)濟效益，各指標(biāo)設(shè)置如下：電費為0.65元/kW•h，日處理水量為3.5萬噸/日，次氯酸鈉單價為750元/噸，聚丙烯酰胺為2.8萬元/噸，每天產(chǎn)泥15噸（含水率80%），則在一年內(nèi)，電費可節(jié)省74.7萬元，次氯酸鈉可節(jié)省21.1萬元，聚丙烯酰胺可節(jié)省2.5萬元，水費可節(jié)省65.5萬元。共計163.8萬元。增加費用：進水泵房變頻改造花費12.7萬元，消毒池加藥系統(tǒng)改造花費15.5萬元,鼓風(fēng)機房購買磁懸浮鼓風(fēng)機花費65萬元，其他雜項花費2.2萬元，共計95.4萬元。城東污水廠不用1年的時間收回節(jié)能降耗措施的成本，每年最少可節(jié)省163.8萬元。若以2014年全國投運污水處理廠的日處理量1.35億噸計算，噸水電耗參照降低0.09kW•h計算，則全國范圍內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠每日可節(jié)省電量1215萬kW•h。

5結(jié)論

（1）實踐證明，采用節(jié)能降耗措施，效果顯著，企業(yè)可以在短期內(nèi)收回成本。

（2）節(jié)能降耗是項系統(tǒng)工程，應(yīng)從設(shè)計期和運營期著手，全面系統(tǒng)地開展工作。

（3）在全國范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)污水處理廠推行節(jié)能降耗改造，能實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。

參考文獻(xiàn)

[1]沈耀良,王寶貞.循環(huán)活性污泥系統(tǒng)(CASS)處理城市廢水[J].給水排水,1999,25(11):5-8.

篇（5）

近年來，我國縣級污水處理設(shè)備數(shù)量不斷增加，污水處理率得到了明顯提高，在國家政策的支持下，未來幾年污水處理規(guī)模將不斷加大。在污水處理量加大的同時，耗電量也隨之增長，為了實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，必須采取合理的節(jié)能降耗措施，使污水處理廠總能耗得到有效控制，為我國社會經(jīng)濟發(fā)展提供助力。

1.污水處理廠能耗情況

我國污水廠使用的處理工藝并不相同，而且實際能耗數(shù)據(jù)也有較大差別。根據(jù)資料統(tǒng)計，在不進行污泥處理的情況下，污水處理耗電量為0.16-0.29kW?h/m3，而通過我國學(xué)者的研究，使用卡魯塞爾氧化處理工藝的耗電量為0.21kW?h/m3。通過趙傳義進行優(yōu)化改良的A2/O污水處理工藝，處理每噸水耗電量只有0.15kW?h，可以看出該方法節(jié)能效果非常優(yōu)秀。根據(jù)城市污水處理平均電耗統(tǒng)計，我國現(xiàn)階段平均電耗已經(jīng)達(dá)到0.31kW?h/m3，能耗要遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家污水處理能耗。以0.31kW?h/m3為基礎(chǔ)進行計算，在2014年我國污水處理量就將達(dá)到1.36億m3/d，而耗電量就將接近4216萬kW?h/d。以上海某污水處理廠在2014年的生產(chǎn)成本進行計算，該廠滿足二級排放標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本0.489元/m3，經(jīng)營成本0.285元m3，以此標(biāo)準(zhǔn)計算，在2014年度，該廠需要承擔(dān)的生產(chǎn)成本為5986萬元/d，經(jīng)營成本為3436萬元/d，年生產(chǎn)成本為229億元，年經(jīng)營成本為136億元，與2010年總運行費用相比，約有24.5%的增長。

2.污水處理廠節(jié)能技術(shù)與發(fā)展途徑

2.1能量利用審核

通過能量利用審核，可以為污水處理廠正常生產(chǎn)經(jīng)營提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并且為污水處理技術(shù)改造方案選擇提供參考。通過生命周期進行污水處理的成本分析，并對處理系統(tǒng)與單元組件進行優(yōu)化，實現(xiàn)降低污水處理能耗與成本的目標(biāo)。通過能力利用評價審核能量利用效果，并且輔助污水處理廠進行設(shè)備維護，使設(shè)備可以及時進行改進或更換。能量審核評價包括兩步，其一是可行性研究，需要對技術(shù)方案進行整體性評估，并且完成初步的設(shè)計，明確項目范圍，成本、財政評價等資料；其二是對設(shè)計工程進行詳細(xì)標(biāo)注，根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)對改造后實際效果進行判斷。根據(jù)工程前期情況進行研究，審核污水處理廠的全部工作流程，保證其單元具有良好的節(jié)能降耗效果。

2.2反應(yīng)器在線數(shù)

未來城市規(guī)模將不斷增長，污水處理量也會隨之增長，為了承載工業(yè)廢水與大雨的沖擊，在運行階段需要所有反應(yīng)器容積維持在線狀態(tài)，這種情況會導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)維持在低負(fù)荷狀態(tài)。如負(fù)荷率處于正常水平，則污水處理的能量使用效果也會有所上升。例如旱季進行污水處理時，如果生物反應(yīng)器維持2個以上運行狀態(tài)，則需要對污水處理進行合理分析，評價停止一部分生物反應(yīng)器后，是否會影響污水處理廠的正常負(fù)荷，經(jīng)研究表明，在旱季停止部分反應(yīng)器后，仍然可以保證污水處理廠的正常運作。

3.節(jié)能降耗設(shè)備改造

3.1曝氣組件

根據(jù)美國80年代北美地區(qū)資料統(tǒng)計，當(dāng)年北美地區(qū)曝氣設(shè)備能耗為1.4×106kW，在這其中，曝氣系統(tǒng)消耗的能源約占污水處理廠總能源消耗的45%-75%，所以，曝氣組件的節(jié)能改造是污水處理廠節(jié)能降耗的重要內(nèi)容之一。擴散曝氣系統(tǒng)是最為常見的充氧方式，設(shè)備實際充氧能力受多種因素影響，其中包括池體形狀、曝氣類型、安裝深度、氣壓、溫度、污水特征等。OTE是判斷曝氣系統(tǒng)效率的核心指標(biāo)，通過改善OTE，可以提高系統(tǒng)能量使用效率，而影響OTE的因素包括水深、水質(zhì)、氣泡、風(fēng)速、密度、堵塞情況等。OTE受生物反應(yīng)擴散器數(shù)量影響，數(shù)量越多，OTE也會有所提高，部分污水處理廠根據(jù)反應(yīng)池大小設(shè)計曝氣器位置，也有部分污水處理廠將曝氣器的微孔更換為粗孔，通過這些方法，均可有效提高污水處理用電效率。部分曝氣頭在更換完成后，每年可節(jié)約用電費用120000美元，經(jīng)計算，投資僅需3年即可回收。在進行混合液懸浮處理時，可以通過高效率的混合設(shè)備取代曝氣設(shè)備，通過這種方法，不僅可以提高處理效率，還可以使能量需求降至合理范圍。

3.2水泵

水泵設(shè)備在活性污泥處理中經(jīng)常使用，其中包括提升泵、回流泵、內(nèi)回流泵、污泥泵。根據(jù)北美地區(qū)實際運行效果，水頭提升降低0.4m，即可節(jié)約成本0.0415美元/（m3?d）。為了保證水泵運行效果，可以采取以下措施進行改造。水泵在運行階段，需要維持在高效區(qū)間，兩臺泵設(shè)置85%額定流量，代替3臺泵55%額定流量；合理調(diào)節(jié)水位，使水泵啟閉次數(shù)降低，穩(wěn)定出水水流；使用大型水泵優(yōu)化運行功率。

4.結(jié)束語

為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，我國一直堅持加強污水處理技術(shù)水平。污水處理廠高能耗的問題，已經(jīng)影響了污水處理技術(shù)優(yōu)化的效果與速度，為了降低能耗，需要了解污水處理節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展方向，并且積極吸收國際優(yōu)秀節(jié)能污水處理技術(shù)，通過高水平的技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗目標(biāo)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]王洪臣.中國污泥處理處置技術(shù)路線的初步分析[J].中國建設(shè)信息（水工業(yè)市場），2010，12（7）：12-14.

篇（6）

2城鎮(zhèn)污水處理廠技術(shù)研究

（1）用電設(shè)備降耗節(jié)能措施。在污水處理中是非常重要的設(shè)備，運行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實現(xiàn)泵房的，達(dá)到污水處理節(jié)能的目標(biāo)，必須要有有效的提高水泵的運行效能的措施。首先，為了在最有效的節(jié)約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調(diào)速方面的研發(fā)，使電機的轉(zhuǎn)速得到優(yōu)化，進而降低排水的單耗。現(xiàn)實中。在污水凈化工作中，進入變頻工作的狀態(tài)的電動機，變頻器的運轉(zhuǎn)速度就可以得到調(diào)整或者是在一定范圍內(nèi)選擇電動機最佳的運轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)節(jié)約能耗，綜合上述，通過對于變頻器調(diào)整，使得電動機在滿足正常工作情況下，實現(xiàn)電流最小、效率最大化，實現(xiàn)了降耗節(jié)能的目標(biāo)。其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進而降低污水提升泵的揚程，合理利用地形，對水泵揚程進行設(shè)計也是非常必要的。同時在高程設(shè)計時盡可能的做到一次提升，選用合理的進水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進一步達(dá)到降低能耗的效果。（2）鼓風(fēng)曝氣部分降耗節(jié)能措施。曝氣系統(tǒng)和其他機械系統(tǒng)（如攪拌、回流污泥和二沉池設(shè)備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%~70%是在這里產(chǎn)生的，對整個水廠的成本影響較大的就是曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關(guān)系是曝氣設(shè)備的調(diào)節(jié)能力，如果控制不到位或者調(diào)節(jié)能力，均會造成能源浪費，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應(yīng)選擇調(diào)節(jié)能力合適的曝氣設(shè)備。（3）污泥處理系統(tǒng)降耗節(jié)能措施。隨著人們對能源需求不斷增加，新的能源類型被開發(fā)，其中，目前廣泛應(yīng)用的能源類型就有太陽能。目前，已經(jīng)有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應(yīng)用太陽能方面進行了一定的研究。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強度增高淺槽式集熱器水溫升高，且隨水深增加而降低，集熱器設(shè)備可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應(yīng)用。此外，也有研究人員以自行設(shè)計的混合太陽能污泥干燥裝置，對機械脫水后的污泥進行了干燥處理，研究了該方式對污泥干燥處理的可行性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，太陽能對污泥進行干燥具有較高的可行性。（4）其他消耗降耗節(jié)能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調(diào)理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節(jié)能空間也是存在的。可以將生物除磷技術(shù)應(yīng)用在除磷環(huán)節(jié)，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產(chǎn)生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學(xué)除磷方式來進行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進行污泥調(diào)理（包括化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)還可以選使用輻射技術(shù)對污泥進行消毒，代替高溫高壓。在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關(guān)系到污水處理廠的降耗節(jié)能的水平，因此，根據(jù)污水處理劑的單價以及特點進行綜合選擇是在實際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時要保證藥劑不對于環(huán)境造成污染的基礎(chǔ)。并且也要考慮處理劑的用量。節(jié)約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統(tǒng)上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對污水處理中所使用到的藥劑的用量進行更為精確的計算，并且提前進行方案設(shè)計，以降低在污水處理過程中對于藥劑造成的額外的浪費，以期達(dá)到最佳效果。

3結(jié)語

降低城鎮(zhèn)污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。因此在實際工作中，提高對污水處理廠能耗有效認(rèn)識，選擇更為合理工藝系統(tǒng)，在確保處理后污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實現(xiàn)對水資源環(huán)境的保護的目標(biāo)的同時降低能源消耗。

作者:郭驍玥 單位:西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院

參考文獻(xiàn):

[1]相華旭.城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗分析及節(jié)能降耗措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(01):195.

[2]徐一雷.污水處理廠的節(jié)能控制及優(yōu)化方式[J].科技展望,2017(03):80.

[3]王廣卿.城鎮(zhèn)污水處理節(jié)能降耗措施研究應(yīng)用進展[J].科技視界,2016(14):257

篇（7）

近年來，我國建成了大量的城市污水處理廠，為削減污染物排放總量、減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)并改善水環(huán)境狀況起到了關(guān)鍵性作用。但是由于系統(tǒng)能耗較大、運行費用偏高，尤其是在西北地區(qū)，因為經(jīng)濟和氣候等差異造成處理工藝能耗水平差別較大，導(dǎo)致部分污水處理廠因經(jīng)費問題不能全產(chǎn)運行[1]。據(jù)統(tǒng)計[2]，我國近20年來新建城市污水處理廠499座，其中有125座采用A2/O工藝，占到25.1%，有151座采用氧化溝工藝，占到30.3%，可見A2/O和氧化溝工藝是我國新建城市污水處理廠的常用工藝，因此本文就新鄉(xiāng)市采用A2/O和氧化溝工藝的兩座污水處理廠的實際運行狀況進行了調(diào)查，分析了其能耗構(gòu)成及能耗損失的環(huán)節(jié)和原因，探討了城市污水處理廠的節(jié)能途徑，旨在為今后的設(shè)計和運行提供借鑒。

一、工藝介紹及能耗點分析

A2/O工藝流程，其產(chǎn)生能耗的環(huán)節(jié)主要包括：格柵機、提升泵、沉砂池曝氣、A2/O的O段曝氣、A1段污泥回流、A2段混合液回流、污泥提升、污泥脫水等。氧化溝工藝流程，其產(chǎn)生能耗的環(huán)節(jié)主要包括：格柵機、提升泵、沉砂池、氧化溝曝氣及污泥回流、污泥提升、污泥脫水等。

二、能耗結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)對實際運行狀況的現(xiàn)場調(diào)查，將上述兩種工藝的各環(huán)節(jié)設(shè)備運行功率進行統(tǒng)計，見表1，經(jīng)計算得到兩種工藝處理單位水量的耗電量分別為0.31kw.h/m3、0.37kw.h/m3。從各個環(huán)節(jié)電耗的比例來看，電耗主要發(fā)生在污水提升系統(tǒng)、生物處理單元的供氧系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)，這三個環(huán)節(jié)電耗在A2/O工藝的總電耗中所占的比例為27.6%、54.1%、11.8%，在氧化溝工藝的總電耗中所占的比例為24.5%、55.4%、15.8%。

1.污水提升系統(tǒng)的能耗

污水提升系統(tǒng)主要將粗格柵后的原水提升至高位配水井以滿足后續(xù)單元自流進水，所以提升系統(tǒng)的能耗受提升高度和提升泵運行效率的影響。由表1可知，所調(diào)查的A2/O工藝和氧化溝工藝的污水提升系統(tǒng)的電耗占污水處理系統(tǒng)總電耗的27.6%和24.5%。兩種工藝的提升泵房都安裝有5臺同型號水泵（3用2備），是以最不利工況進行的水泵選型，即以最大流量和揚程作為主要考慮因素，再乘以保險系數(shù)進行選型的，從而使得富裕流量、功率、揚程大大增加。實際上，多數(shù)時間下污水廠的進水流量不是最大流量，導(dǎo)致水泵長時間處于低效區(qū)，這種情況必然造成投資和能耗都偏高。

2.曝氣系統(tǒng)的能耗

曝氣的主要目的是為了使生物處理單元內(nèi)保持一定溶解氧濃度從而維持微生物的正常生理活動，一般情況下生化池內(nèi)溶解氧濃度應(yīng)保持在2.0～4.0mg/L[3]。

圖3是2011年3月～2013年2月間對兩種工藝的生物處理單元的溶解氧濃度實際檢測值（每月檢測3次共36組數(shù)據(jù)）。從中發(fā)現(xiàn)，氧化溝工藝溶解氧濃度保持在2.0～3.0mg/L，而A2/O工藝大部分時段內(nèi)溶解氧濃度都偏高，其好氧池內(nèi)溶解氧在多數(shù)時段內(nèi)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4mg/L，甚至高達(dá)7mg/L，這不僅容易引起有機污物分解過快使微生物缺乏營養(yǎng)、污泥易于老化，而且將導(dǎo)致能耗較大，造成能源浪費。

3.污泥處理系統(tǒng)的能耗兩種工藝的污泥處理系統(tǒng)的電耗占污水處理廠工藝總電耗的12%以上，也是主要的能耗點。所調(diào)查的A2/O工藝和氧化溝工藝的脫水車間分別有3臺、4臺帶式壓濾脫水機，采用輪流工作。通過對脫水機設(shè)計處理量與實際污泥處理量比較，發(fā)現(xiàn)兩種工藝的壓濾機大部分時間都不在高效段運轉(zhuǎn)，明顯存在能耗浪費。

另外，污泥脫水系統(tǒng)所投加的PAM也是引起污水廠運行費用高的主要原因，一般情況下，PAM投加比例約為污泥干重的0.2%～0.3%就能達(dá)到滿意的絮凝效果，脫水后泥餅含水率能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。所調(diào)查兩種工藝的PAM 投加量情況見圖6，從圖中可以看出，A2/O 工藝的PAM 投加比例約為0.37%～0.78%，氧化溝工藝PAM 投加比例約為0.35%～0.52%，兩種工藝的PAM 投加量都偏大，是造成整體運行費用偏高的又一原因。

三、節(jié)能途徑探討

1.提升泵的節(jié)能途徑

提升泵是污水處理廠動力消耗的重要部分，其節(jié)能首先應(yīng)從設(shè)計入手，進行節(jié)能設(shè)計，途徑包括：①精確計算水頭損失，合理確定水泵揚程。②合理搭配定速泵和變速泵，以適應(yīng)流量變化。污水廠進水量往往隨時間、季節(jié)波動，如果按目前通行的以最大流量作為選泵依據(jù)，水泵全速運轉(zhuǎn)時間約占10%，大部分時間都無法高效運轉(zhuǎn)，造成能量浪費。

2.曝氣系統(tǒng)的節(jié)能途徑

由于曝氣系統(tǒng)向曝氣池供氧具有多變量、高相關(guān)、非穩(wěn)態(tài)、大滯后等特點，國內(nèi)大部分污水廠是通過操作人員對當(dāng)前工藝運行情況和溶解氧測定值與設(shè)定值的偏差分析，根據(jù)經(jīng)驗調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備的開啟度來控制池內(nèi)的溶解氧濃度以適應(yīng)微生物反應(yīng)需求，這種方法對溶解氧的調(diào)整大大滯后于系統(tǒng)的需求變化，嚴(yán)重影響處理效果。為了保證處理效果，設(shè)計人員選擇風(fēng)機時往往要在計算需氣量基礎(chǔ)上加上一個足夠大的安全系數(shù)，過量供氧以滿足最大負(fù)荷時的需要，從而造成曝氣量與實際需氣量相差過大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國外的經(jīng)驗[5]合理的方法是對溶解氧進行在線檢測，及時反饋給供氧系統(tǒng)及設(shè)備以同步調(diào)整，將曝氣系統(tǒng)設(shè)計為定速加變速相結(jié)合的組合方式：①定速設(shè)備按平均供氧量選擇，定速運轉(zhuǎn)以滿足基本需氧量；②調(diào)速設(shè)備變速運轉(zhuǎn)以適應(yīng)需氧量的變化；③需氧量波動較大時通過增減運轉(zhuǎn)臺數(shù)作為補充。

3.污泥處理系統(tǒng)節(jié)能途徑

污泥處理系統(tǒng)的能耗主要是由于脫水機選擇過大而造成大部分時間不在高效段工作，同時，為了提高污泥的脫水性能而投加過量的絮凝劑。因此設(shè)計人員應(yīng)該精確計算污泥產(chǎn)量及含水率等，合理選擇脫水機的臺數(shù)和能力，最好通過試驗來確定絮凝劑的投加量。

四、結(jié)論

城市污水處理廠的能耗主要發(fā)生在污水提升系統(tǒng)、生物單元的供氧系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)三部分，分別占工藝總電耗的24%、55%和12%以上，是污水處理廠節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)。提升泵的揚程要通過精確計算水頭損失來確定，不宜采取估算方法，并且采取定速泵和變速泵搭配組合的措施以適應(yīng)流量變化和節(jié)能。供氧設(shè)備的運行應(yīng)以生物處理單元對溶解氧的需求量為依據(jù)，采取在線檢測并反饋控制曝氣設(shè)備的開啟數(shù)量及運行功率。脫水設(shè)備盡量控制在高效段運行，絮凝劑的投加量應(yīng)結(jié)合污泥性質(zhì)的變化通過實驗及時調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

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篇（8）

1 污水廠概況

海口市白沙門污水處理廠（二期）設(shè)計處理水量20萬立方/d，變化系數(shù)K=1.3，采用AAO工藝，處理后的尾水達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)深海排放。

在污水廠的運營過程中，電耗一般占到直接運營成本的50%，如何實現(xiàn)節(jié)能降耗，節(jié)約用電，降低生產(chǎn)運行成本，保證達(dá)標(biāo)排放，是日常運營管理工作的重要內(nèi)容，本文從以下幾方面措施，實現(xiàn)降耗。

2 變配電系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

2.1 最大需量節(jié)能降耗

污水廠配電采用雙電源10KV單母線分段結(jié)線方式，根據(jù)集中、就近的原則，全廠設(shè)0.4/0.23kV低壓配電中心三個，如表一所示。

電房名稱 變壓器臺數(shù)、容量 供電工藝段

1# 2*630KVA 進水泵房、預(yù)處理段、辦公樓等

2# 2*1250KVA

10KV高壓柜 鼓風(fēng)機及生化處理段

3# 2*1000KVA 配水井、排海泵房、紫外消毒、污泥脫水處理段

總裝變壓器容量 5760KVA

表一 變壓器安裝容量情況

由于白沙門污水處理廠（二期）跟一期（其他水務(wù)公司運營）共用一條市政污水管網(wǎng)，生產(chǎn)上存在競爭關(guān)系，一般二期的產(chǎn)能未達(dá)到設(shè)計負(fù)荷，還有由于來水污染物濃度未達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，因此設(shè)計的用電變壓器存在很大的富余量，按照2013年的生產(chǎn)情況，只需總裝變壓器容量的一半左右即2880KVA即可滿足生產(chǎn)要求。如果按照5760KVA投入變壓器，單臺變壓器的負(fù)荷率很低，且每月將產(chǎn)生可觀的基本容量費和變壓器空載及負(fù)載損耗電費。因此采取變更基本容量費收取方式降低電費，具體如下：

根據(jù)生產(chǎn)用電負(fù)荷情況，向供電局提出變更供用電合同，簽訂補充協(xié)議，將基本電費按照報裝容量收取變更為按最大需量收取，根據(jù)南方電網(wǎng)的供用電合同，最大需量最低可以是報裝容量的45%，每月實際最大需量在協(xié)議確定的容量±10%內(nèi)均按38元/（KVA?月）收取，實際最大需量超過確定容量的±10%，額外收取容量費。污水廠將基本電費變更為最大需量按總裝容量的45%收取后的費用情況比較如表二所示。

可見，變更為最大需量后，每年節(jié)省基本電費241368元。

變更發(fā)生的費用：由于變更基本容量計費方式，無需改變計量裝置，且現(xiàn)裝的多功能計量表均有最大需量功能，無需更換，只是協(xié)調(diào)供電局，變更供用電合同，因此發(fā)生的費用是0元。

按照最大需量收取基本電費的優(yōu)點：

（1）系統(tǒng)可靠性高，如果是減容，不投用的變壓器將被供電局封存，如正在運行的變壓器突發(fā)故障，備用變壓器投入要向供電局重新申請，嚴(yán)重影響到生產(chǎn)，而按最大需量，不投入的變壓器處于熱備狀態(tài)，隨時都可以投入，不會因為其他變壓器故障影響生產(chǎn)，備用和使用變壓器定時切換，無需辦理手續(xù)，均衡使用，可靠性大大提高。（2）最大需量有±10%的浮動空間（即在2592-3168KVA之間），能夠適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷變化，而無需增加額外的費用，如生產(chǎn)負(fù)荷再增大，最大需量協(xié)議約定的最大需量可以變更，非常靈活。（3）如將變壓器減容，將增加新購變壓器的投資，且不能適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷的需要。

2.2 合理投退變壓器，減少空載損耗，提高功率因數(shù)。

白沙門廠三個電房各投一臺變壓器，變壓器的負(fù)荷率在82%左右，另三臺變壓器處理備用狀態(tài)，每月節(jié)省空載損耗電度：4.5KW*24*30=3240度（4.5kw是三臺變壓器空載損耗之和），每年節(jié)省電費：3240*12*0.6362=24735元。

污水廠的3個電房均設(shè)有低壓補償電容柜，電容的投退根據(jù)自動補償控制器自控控制，合理設(shè)置投退值，定期對補償回路的電容電容接觸器、補償控制器檢查，提高整個配電系統(tǒng)的平均功率因數(shù)，每月的平均功率因數(shù)均高于0.9，每月均得到供電局力調(diào)電費獎勵3000多元，全年可節(jié)省約3.6萬元。

3 進水泵葉輪改造

白沙門廠進水泵房設(shè)計安裝有4臺大泵（1#、2#、5#、6#，160KW），小泵2臺（3#、4#，75KW），揚程均為14米。在近3年多的運行過程中，出現(xiàn)水泵振動，造成軸承機封損壞，電機轉(zhuǎn)子掃膛等故障，維修成本極高，且嚴(yán)重影響到生產(chǎn)的正常進行。經(jīng)對水泵損壞的情況進行了深入的分析，對實際泵坑水位和水頭損失進行計算，認(rèn)為水泵選用的揚程過高，實際運行嚴(yán)重偏離曲線的高效點，造成能耗增大，水泵振動，維修成本增大。經(jīng)對水泵運行工況曲線分析和廠家的技術(shù)支持，得出更改葉輪或變頻改造將水泵的揚程降低是改變水泵運行工況的良好措施。經(jīng)更換小揚程葉輪（高效點在11米左右），改造前后運行數(shù)據(jù)如表三所示。

表三 更換葉輪前后運行參數(shù)

（注：以上數(shù)據(jù)是泵坑液位5米時開機實測得出。）

可見，更換葉輪后，流量基本保持不變，而電機運行電流降低明顯：

大泵：245-215=30A，小泵：127-115=12A

根據(jù)政府的監(jiān)管要求，5米水位時需開啟2臺大泵，一臺小泵，電流減少量30*2+12=72A，每小時節(jié)約電耗40度，費用25元（單位電價0.6362元/度），每年節(jié)省電費：25*24*300=18萬元（一年按300天運行計算），通過改造，水泵運行在曲線高效區(qū)內(nèi)，減少振動，同時減少可觀的維修費用，將加快回收周期。

4 5#、6#泵變頻改造

篇（9）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.063

隨著社會的不斷進步，越來越多國家面臨諸多的環(huán)境污染問題，水域水質(zhì)嚴(yán)重下降的現(xiàn)象不斷發(fā)生，水中生物數(shù)量越來越少，物種不斷地消亡，人類健康受到越來越嚴(yán)重的威脅，各國對污水處理及加大污水處理設(shè)施建設(shè)越來越重視，因此對城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)研究是非常必要的。

1 城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗組成

耗能高、占據(jù)土地過多、投資成本大、消耗時間長是傳統(tǒng)的污水處理方法的弊端。城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)是高消耗能源行業(yè)，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個方面。其中污水處理廠中大型用電設(shè)備有攪拌推進器、潛水泵、風(fēng)機、螺桿泵等。在污水處理工藝過程中，大量消耗能源工藝過程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國常見的二級城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗中，總能耗10%～20%是污水提升，總能耗的50%～70%是污水生物處理能耗（主要用于曝氣供氧），總能耗的10%～25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。

2 城鎮(zhèn)污水處理廠技術(shù)研究

（1）用電設(shè)備降耗節(jié)能措施。在污水處理中是非常重要的設(shè)備，運行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實現(xiàn)泵房的，達(dá)到污水處理節(jié)能的目標(biāo)，必須要有有效的提高水泵的運行效能的措施。

首先，為了在最有效的節(jié)約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調(diào)速方面的研發(fā)，使電機的轉(zhuǎn)速得到優(yōu)化，進而降低排水的單耗。現(xiàn)實中。在污水凈化工作中，進入變頻工作的狀態(tài)的電動機，變頻器的運轉(zhuǎn)速度就可以得到調(diào)整或者是在一定范圍內(nèi)選擇電動機最佳的運轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)節(jié)約能耗，綜合上述，通過對于變頻器調(diào)整，使得電動機在滿足正常工作情況下，實現(xiàn)電流最小、效率最大化，實現(xiàn)了降耗節(jié)能的目標(biāo)。

其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進而降低污水提升泵的揚程，合理利用地形，對水泵揚程進行設(shè)計也是非常必要的。同時在高程設(shè)計時盡可能的做到一次提升，選用合理的進水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進一步達(dá)到降低能耗的效果。

（2）鼓風(fēng)曝氣部分降耗節(jié)能措施。曝氣系統(tǒng)和其他機械系統(tǒng)（如攪拌、回流污泥和二沉池設(shè)備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%～70%是在這里產(chǎn)生的，對整個水廠的成本影響較大的就是曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關(guān)系是曝氣設(shè)備的調(diào)節(jié)能力，如果控制不到位或者調(diào)節(jié)能力，均會造成能源浪費，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應(yīng)選擇調(diào)節(jié)能力合適的曝氣設(shè)備。

（3）污泥處理系統(tǒng)降耗節(jié)能措施。隨著人們對能源需求不斷增加，新的能源類型被開發(fā)，其中，目前廣泛應(yīng)用的能源類型就有太陽能。目前，已經(jīng)有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應(yīng)用太陽能方面進行了一定的研究。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強度增高淺槽式集熱器水溫升高，且S水深增加而降低，集熱器設(shè)備可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應(yīng)用。此外，也有研究人員以自行設(shè)計的混合太陽能污泥干燥裝置，對機械脫水后的污泥進行了干燥處理，研究了該方式對污泥干燥處理的可行性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，太陽能對污泥進行干燥具有較高的可行性。

（4）其他消耗降耗節(jié)能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調(diào)理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節(jié)能空間也是存在的。可以將生物除磷技術(shù)應(yīng)用在除磷環(huán)節(jié)，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產(chǎn)生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學(xué)除磷方式來進行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進行污泥調(diào)理（包括化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)還可以選使用輻射技術(shù)對污泥進行消毒，代替高溫高壓。

在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關(guān)系到污水處理廠的降耗節(jié)能的水平，因此，根據(jù)污水處理劑的單價以及特點進行綜合選擇是在實際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時要保證藥劑不對于環(huán)境造成污染的基礎(chǔ)。并且也要考慮處理劑的用量。節(jié)約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統(tǒng)上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對污水處理中所使用到的藥劑的用量進行更為精確的計算，并且提前進行方案設(shè)計，以降低在污水處理過程中對于藥劑造成的額外的浪費，以期達(dá)到最佳效果。

3 結(jié)語

降低城鎮(zhèn)污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。因此在實際工作中，提高對污水處理廠能耗有效認(rèn)識，選擇更為合理工藝系統(tǒng)，在確保處理后污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實現(xiàn)對水資源環(huán)境的保護的目標(biāo)的同時降低能源消耗。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王廣卿.城鎮(zhèn)污水處理節(jié)能降耗措施研究應(yīng)用進展[J].科技視界，2016（14）：257

篇（10）

1引言

城市污水處理是高能耗行業(yè)之一。高能耗一方面造成了污水處理設(shè)施運營成本高，致使一些中小型污水處理廠難以正常運行；另一方面，也在一定程度上加劇了我國現(xiàn)階段的能源危機。面對“十二五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%的約束性指標(biāo)，城市污水處理行業(yè)須在保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的前提下，承擔(dān)著相應(yīng)的節(jié)能減排任務(wù)，同時降低污水處理成本，實現(xiàn)污水處理企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而管理和運營好污水處理廠，在保證污水處理量和污水達(dá)標(biāo)排放的前提下，優(yōu)化運行管理方案，節(jié)約能源使用，降低處理成本是實現(xiàn)這一目標(biāo)的根本手段[1]。

國內(nèi)外對城市污水處理能耗的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對污水處理機理和應(yīng)用的研究，而分析污水處理廠主要的資源消耗，確定處理過程節(jié)能的方向和環(huán)節(jié)是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)鍵課題，但在我國尚無系統(tǒng)的研究。因此，針對我國污水處理行業(yè)的具體狀況，在國內(nèi)外研究成果和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參考當(dāng)前城市污水處理廠的運行情況，分析污水處理廠消耗的主要資源，在不改變原有污水處理工藝的基礎(chǔ)上采取節(jié)能降耗措施，對污水處理廠的運行進行優(yōu)化管理，使其在保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的前提下減少污水處理廠的能耗及其他資源的消耗，節(jié)約生產(chǎn)運行費用，這也是保障污水處理廠正常運行的必要手段[2]。因此，圍繞著節(jié)能、降耗、減污、增效的清潔生產(chǎn)目標(biāo)對污水處理廠節(jié)能降耗措施的研究十分必要。

2城市污水處理廠消耗的主要資源

2.1電耗

根據(jù)美國的用電統(tǒng)計，城鎮(zhèn)污水處理廠的總電耗約占美國總電力負(fù)荷的3%，隨著人口的增長和污染物去除標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，未來15年內(nèi)用于污水處理的總用電量還將繼續(xù)增加20%以上[3]。隨著我國城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的快速發(fā)展，污水處理廠電耗占全國總電耗的比例也在逐年增加。目前我國城鎮(zhèn)污水處理廠平均電耗為029kW·h/m3，82%以上的污水處理廠電耗不低于0440 kW·h/m3，相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)初或更早期的水平，因此，仍存在很大節(jié)能潛力[4]。城市污水處理廠中電耗主要發(fā)生在污水提升系統(tǒng)、二級生化處理的供氧系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)三部分，分別占工藝總電耗的25%、55%和13%[5]。其中二級生化處理單元的能耗主要集中在鼓風(fēng)機、攪拌器和內(nèi)外回流泵上，鼓風(fēng)機占二級處理單元電耗的7513%，占總運行電耗的5181%，是全廠最大的耗能處理單元，因而對于二級處理單元及全廠的節(jié)能重點應(yīng)該在鼓風(fēng)機的節(jié)能降耗上[6]。

2.2藥耗

城市污水處理廠使用的藥劑主要為用于污泥脫水的絮凝劑，目前，通常使用聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化鋁（PAC）等人工合成的絮凝劑，絮凝效果不理想，通過調(diào)查平均處理每萬噸污水需消耗約9kgPAM，目前市場上的一般的PAM每噸在25～5萬元之間，大量的絮凝劑的消耗，增加了污水處理成本。此外，這些絮凝劑具有毒性而且難于生物降解，當(dāng)填埋后會再次進入環(huán)境可能造成二次污染。

2.3新鮮水耗

目前，部分污水處理廠尚未建立中水回用系統(tǒng)，處理后的達(dá)標(biāo)水直接排入納污水體。污水處理廠廠內(nèi)污泥脫水車間的反沖洗用水、配藥用水、清洗車間用水、風(fēng)機冷卻水、綠化用水、辦公用水均用自來水。因此，和先進的污水處理廠相比自來水耗大，增加了污水處理成本，同時浪費了水資源。

3城市污水處理廠主要的節(jié)能降耗途徑

3.1節(jié)約電能的途徑

污水處理廠在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下要節(jié)省電能，減少成本的支出，可以從生產(chǎn)工藝著手，重點是功率大的機電設(shè)備，如污水提升泵、曝氣機、污泥脫水機、污泥回流泵等。

3.1.1污水提升泵

污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個提升系統(tǒng)，具體有如下措施：正確科學(xué)地選擇水泵，使其在高效率下工作；合理利用地形，通過減小污水的提升高度來降低水泵的揚程；變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用：通過變頻器調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，降低水泵提供的揚程使之與實際需要相符合，降低排水單耗，而且變頻器還可以控制水泵運行臺數(shù)，從而節(jié)約大量的能源。變頻器可設(shè)置節(jié)能功能，也就是當(dāng)變頻調(diào)速使電動機在變頻狀態(tài)下運行時，變頻器可以隨時搜索電動機最佳工作點，使電動機在任何情況下，電流最小，功率因素和效率趨于最佳工況；削切葉輪：污水提升泵若采用離心式水泵，則其流量、揚程、軸功率和泵輪直徑近似有以下規(guī)律：流量與泵輪直徑比的1次方成正比，揚程與泵輪直徑比的2次方成正比，軸功率與泵輪直徑比的3次方成正比。因此，可以采用切削泵輪直徑的方法（因葉片的角度已無法改變），從而降低設(shè)計揚程，使水泵工作在最優(yōu)效率區(qū)而達(dá)到降低能耗的目的；適當(dāng)增減提升泵運行臺數(shù)，對其進行變頻調(diào)速控制，以適應(yīng)不同時間、季節(jié)的污水量波動，有效降低提升泵能耗。定期對系統(tǒng)進行維護和檢修，可減少因滲漏、結(jié)垢、機械磨損等原因造成的效率降低，保證提升泵的高效運行。此外，還可以通過采用新型的節(jié)能泵，合理調(diào)整設(shè)備參數(shù)，提高泵的運行效率，選擇水泵的運行臺數(shù)等途徑實現(xiàn)節(jié)能。

3.1.2曝氣系統(tǒng)

曝氣系統(tǒng)是整個污水處理工藝的核心，且曝氣過程是要消耗大量的電能，曝氣系統(tǒng)的節(jié)能是污水處理廠節(jié)能降耗的關(guān)鍵，主要的節(jié)能措施有以下幾點。

（1）選擇高效率的曝氣設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備主要有微孔氣泡、中氣泡、大氣泡和水力剪切等幾種類型。其中，微孔曝氣具有氣泡微小、比表面積大和氧轉(zhuǎn)移效率高等特點，通過提高氧的傳質(zhì)效率起到節(jié)能效果。

（2）通過變頻等技術(shù)提高鼓風(fēng)機的運行效率，使曝氣設(shè)備一直能在較高的狀態(tài)下穩(wěn)定運行，起到節(jié)能效果，因此，一般多采用離心式鼓風(fēng)機并輔助變頻控制[7] 。

（3）曝氣量的精確控制。目前絕大部分污水處理廠的曝氣調(diào)節(jié)方式由人工調(diào)節(jié)曝氣立管的閥門開度，控制精度不高而目勞動強度較大，而精確曝氣流量控制系統(tǒng)是一套集成的智能控制系統(tǒng)，為曝氣系統(tǒng)提供自動化、精確化的曝氣解決方案。精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計算當(dāng)前的曝氣需要量，并按照該氣量進行精確控制，曝氣控制系統(tǒng)會連續(xù)檢測曝氣量，及時檢測系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時進行調(diào)整。因此，建立基于生物反應(yīng)動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測不同進水負(fù)荷條件下生物處理系統(tǒng)包括需氣量在內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，并通過對示范污水廠的歷史運行數(shù)據(jù)或在線運行數(shù)據(jù)進行分析處理，確定該污水處理廠生物處理過程的特征參數(shù)和補償參數(shù)，并采用仿真和試驗的方法，檢驗這些特征參數(shù)的有效性。最后，在綜合的環(huán)境因素（溫度、pH 值，MLSS）條件下，經(jīng)試驗確定示范污水廠的水平衡（包含污水負(fù)荷）、泥（底物）平衡、氣（曝氣）平衡過程的穩(wěn)態(tài)值及其擾動特征[8] 。

（4）根據(jù)溶解氧（DO）濃度調(diào)節(jié)曝氣量。許多污水處理廠的生物反應(yīng)池會曝氣過度，主要原因是缺乏自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、過度曝氣直接導(dǎo)致了能耗的浪費，并會使污泥的沉降性變差[9]，能耗隨混合液DO濃度的增大而增大，曝氣池中的DO從2mg/L升高到5mg/ L，所需要消耗的能量增加了近一倍[10]。最節(jié)能的方法是根據(jù)降解污水中有機物和硝化所需的最低需氧量進行供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。由于進水有機負(fù)荷的不穩(wěn)定，實際運行中，一般下午和傍晚的需氧量要比夜間和早晨的需氧量大，因此維持穩(wěn)定DO濃度所需的鼓風(fēng)量也要實時調(diào)整。

3.1.3污泥脫水系統(tǒng)

污泥脫水系統(tǒng)主要是將含水率在98%以上的污泥進行減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的處理，污泥處理主要包括濃縮、消化、脫水和干化等過程[11]。目前國內(nèi)常用的污泥脫水機有帶式壓濾機、半框壓濾機、離心脫水機、螺旋壓榨式脫水機，這幾種脫水機處理每噸污泥干固體（DS）所需的能耗分別約為5～20、15～40、30～60、3～15kW·h/t DS，所需能耗有很大的差異，因此在設(shè)備選擇時應(yīng)盡量選擇脫水效率高且能耗較低的污泥脫水機。其次，污泥脫水過程應(yīng)盡量減少設(shè)備運作和縮短處理時間，根據(jù)儲泥池內(nèi)泥量、污泥沉降性能確定脫水機器使用數(shù)量和脫水時間。

3.2節(jié)約藥劑的途徑

污水處理廠降低絮凝劑的消耗也是節(jié)能降耗的重點。我國現(xiàn)有水處理藥劑生產(chǎn)廠家230 家，品種100多個，總產(chǎn)量近20萬t，在選擇絮凝劑是不僅要考慮其單價，還應(yīng)考慮藥劑的高效性，以使其減量化，應(yīng)用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脫水性能的絮凝劑，這樣既可節(jié)省藥劑用量又能提高混凝效果，從而使污水處理廠的運行費用大幅降低[12]。

節(jié)約絮凝劑的途徑主要有：使用脫水效率更高的、可以生物降解的、不會造成二次污染的天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚丙烯酰胺絮凝劑；精確投加藥劑，避免不必要的浪費：通過試驗確定高分子絮凝劑以及混凝劑配制藥液濃度、投加量，使絮凝劑發(fā)揮最佳的絮凝及混凝效果，減少藥劑的投加量；要求藥液投加設(shè)備計量準(zhǔn)確，減少誤差。

3.3節(jié)約自來水耗的途徑

中水回用是節(jié)約自來水耗的主要途徑。城市污水處理廠建立中水回用系統(tǒng)，使中水用于廠內(nèi)污泥脫水的反沖洗用水、清洗車間用水、風(fēng)機冷卻水、綠化用水等，由此大幅度的減少自來水的消耗，實現(xiàn)污水的資源化，降低污水處理成本。

3.4建立完善的管理機制

通過加強管理節(jié)能降耗的措施主要有：通過對污水處理各個工段的能耗進行分析，明確不同處理單元的能量需求，挖掘各控制環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗潛力，提高能耗管理水平，精確控制城市污水處理廠的運行；加強對設(shè)備設(shè)施及藥劑的管理：建立崗位責(zé)任制，設(shè)備設(shè)施責(zé)任制，定期分析設(shè)備設(shè)施的運行情況，使其達(dá)到經(jīng)濟運行的效果。加強對藥劑的貯存管理，嚴(yán)防雨淋、暴曬，避免對藥劑的浪費；建立激勵機制：制定科學(xué)的考核、控制指標(biāo)和激勵制度，全體員工積極參與，職責(zé)明細(xì)，獎罰分明，使員工自覺培養(yǎng)節(jié)能降耗的習(xí)慣，實現(xiàn)企業(yè)與個人的雙贏。

4廢棄物的資源化

4.1能源的利用

污泥厭氧消化池所產(chǎn)生的沼氣能完全燃燒，而且保存運輸比較方便，是一種清潔燃料，國內(nèi)的北京高碑店污水廠和天津市紀(jì)莊子污水廠的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣就是用于沼氣攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)動機的熱水作為消化污泥加熱的熱源。沼氣發(fā)電在美國、德國、日本等國家也得到了極大的利用，它實現(xiàn)了污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的統(tǒng)一，是一種優(yōu)良的節(jié)能技術(shù)[13]。

4.2污泥的綜合利用

在城市污水處理過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥，為防止環(huán)境受到二次污染，必須科學(xué)考慮污泥的處理和處置問題。目前常用的污泥處置方法有填埋、農(nóng)用、焚燒、制造建材等，但是污泥填埋沒有真正解決污泥問題，污泥沒有被利用，還可能造成二次污染，不能算是資源化利用的方式。為此，許多研究者嘗試把污泥直接用于建材，或利用污泥焚燒后的殘渣制造建材。

2013年5月綠色科技第5期5結(jié)語

城市污水處理廠的節(jié)能降耗是一項綜合性工作，涉及到工藝、設(shè)備、過程控制、管理、人員的操作水平等，從設(shè)計、設(shè)備選型、運行管理控制、維修、升級改造等每個環(huán)節(jié)進行分析資源的消耗及節(jié)能潛力，以降低污水處理成本，減小用電量及其他原材料的消耗。在污水處理廠實施節(jié)能降耗措施，同時加強管理，能節(jié)約資源，降低運行成本，從而促進污水處理企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時，還應(yīng)建立能耗能效的管理評價體系，以檢驗節(jié)能降耗的成果，促進各項先進技術(shù)的改進、整合和推廣。

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篇（11）

中圖分類號： TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

目前，我國的污水處理廠所采用的主要處理方法有活性污泥法和生物膜法，這兩種方法都是利用生物來進行生物處理，為了保證處理效果，微生物能發(fā)揮發(fā)最佳的處理作用，就要為生物處理池提供適宜的溶解氧（DO），所以污水處理廠的曝氣系統(tǒng)是必不可少的，也是占整個污水處理廠總能耗一半以上的能耗大戶，所占比例一般超過60%[1]。由此可見研究如何降低污水處理廠曝氣系統(tǒng)能耗的意義是多么的重大。

1氧化溝工藝概念

氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。

2現(xiàn)有污水處理廠曝氣系統(tǒng)能耗的分析

2.1從生物處理工藝方面分析

在污水處理中必須對曝氣系統(tǒng)進行控制，要對氣量的大小，曝氣的時間長短進行控制，以為污水處理工藝的曝氣池后往往會有二沉池，如果曝氣時曝氣量過小，在后續(xù)工藝中的二沉池就可能出現(xiàn)因缺氧而造成污泥的腐化，池底厭氧產(chǎn)生大量氣體，使池底的污泥上浮。如果曝氣時間過長，就會導(dǎo)致曝氣量過大，曝氣池能就會發(fā)生過高的硝化作用，這樣就會有大量的硝酸鹽進入沉淀池，再由反硝化細(xì)菌的作用在沉淀池產(chǎn)生大量的N2，致使池底污泥上浮。處理效果降低，能耗增加。

曝氣量的分布是否均勻也影響曝氣效果。一般污水處理工藝會在曝氣池底均勻分布曝氣裝置，但如果有部分曝氣頭堵塞，就會大致發(fā)生堵塞的位置曝氣量少，其他沒有堵塞的位置相應(yīng)的曝氣量就增大；有事也會存在某些位置的曝氣頭損壞，造成損壞位置曝氣量劇增，其他位置曝氣量大大減少。這些情況都會造成生物反應(yīng)池能曝氣不均勻，處理效果降低，造成曝氣系統(tǒng)的能耗損失。

2.2從行業(yè)現(xiàn)狀方面分析

對已經(jīng)建成并運行的污水處理廠進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)自動化程度較低，能耗較高。在很多水廠存在設(shè)計與實際投產(chǎn)運行的自動化要求不符，或在運行一階段后，把部分自動裝置改成手動，特別是曝氣系統(tǒng)，半自動半手動。總結(jié)其原因有以下幾點：

自動化技術(shù)未能與工藝設(shè)計相結(jié)合。由于我國我國污水處理起步較晚，早先的自動化系統(tǒng)都是引進國外的技術(shù)，即使現(xiàn)在部分產(chǎn)品我國已經(jīng)有成熟產(chǎn)品，但自動化軟件編程工程師一般都不是專業(yè)的污水處理行業(yè)的，大部分都是化工。冶金行業(yè)的自動化工程師，所以對無視處理工藝了解不深，不能完全達(dá)到污水處理工藝進行編程設(shè)計，大多數(shù)是套用自己所熟悉的本行業(yè)的一些技術(shù)及參數(shù)，這樣就導(dǎo)致所用的自動化系統(tǒng)與污水處理工藝并不完全相符，造成處理效果不理想。

運行維護時自動化系統(tǒng)操作培訓(xùn)不到位。很多廠家調(diào)試運行時對污水處理廠的運行人員的培訓(xùn)不到位，只培訓(xùn)一些基本的操作，運行人員不能從理論上深入的研究和了解控制系統(tǒng)，或污水處理廠的運行人員更換頻繁，致使部分培訓(xùn)內(nèi)容丟失，使自動化操作達(dá)不到運行要求。

運行經(jīng)驗利用不足。因為污水處理廠在長期的運作中，會有規(guī)律可循，但污水處理廠的運行和管理人員往往不注意總結(jié)這些經(jīng)驗，致使其他相同規(guī)模的水廠在建設(shè)中利用不上這些經(jīng)驗。

2.3從計算建模方面分析

污水處理曝氣量的計算非常繁瑣，在對曝氣池中溶解氧（DO）的控制時，自動系統(tǒng)的參數(shù)都是根據(jù)水廠的水質(zhì)和季節(jié)不同進行不斷的調(diào)整。從理論方面來看，污水的生物處理時非線性的，具有隨機性、多變性及滯后性的特征，所建立的模型都是有條件和現(xiàn)有的經(jīng)驗所確定的參數(shù)，所以通過建模也不能準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)溶解氧（DO）,這樣就造成了風(fēng)機出口閥門的頻繁開閉，降低設(shè)備壽命，能耗的增大。

3污水處理廠曝氣系統(tǒng)的節(jié)能分析

好樣生物處理的曝氣過程是個非常重要的過程，處理出水的水質(zhì)的好壞，直接受曝氣池內(nèi)溶解氧（DO）的多少和污水混合程度的影響。曝氣有充氧和攪動、混合的作用。常用的生物反應(yīng)池內(nèi)的曝氣系統(tǒng)是由鼓風(fēng)機、管道及曝氣裝置組成。所以實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能就要從這幾方面組成著手。

3.1曝氣裝置的選擇

選擇曝氣裝置應(yīng)遵循系列原則：

為了節(jié)能效果好，應(yīng)選用氧利用率較高的曝氣裝置；

應(yīng)選擇不易堵塞，便于維護，故障易于排除的曝氣裝置；

應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單，工程造價較低的曝氣裝置。

現(xiàn)在常用的曝氣裝置時微孔爆氣器，其主要有盤式微孔爆氣器和管式微孔爆氣器，盤式微孔爆氣器分為橡膠膜和陶瓷。盤式曝氣器以其低廉的價格首先被廣泛采用，但在應(yīng)用過程中其易老化、易堵塞、使用壽命短等缺點就暴露出來了，所以技術(shù)更為先進的管式曝氣器就被當(dāng)下設(shè)計人員廣泛選用。通過應(yīng)用對比，管式曝氣器要比盤式曝氣器的氧利用率高20%，可以降低能耗20%左右[3]。隨著技術(shù)的進步，要選用更先進的曝氣器，這樣才能真正實現(xiàn)能耗的降低。

3.2曝氣裝置的分布

曝氣池內(nèi)微生物降解污水中的有機物的工程，包含微生物自身生長的過程，微生物經(jīng)歷對數(shù)期、衰減期及內(nèi)源呼吸期。同時曝氣池能的溶解氧（DO）也隨之變化，符合曲線（見圖），通過曲線可以看出曝氣池能的曝氣裝置應(yīng)該按照推流式進行分布，沿池長方向，污染物濃度減低，所需曝氣量遞減，這樣分布就避免了沿池長末端的曝氣量的浪費，達(dá)到節(jié)能的作用。

活性污泥的增殖曲線

3.3曝氣量的控制

我們在計算曝氣量的時候，曝氣池不按平均需氧量計算，這樣就會造成曝氣池進口端有機污染物含量高的位置曝氣量不夠，曝氣池出口端的有機污染物含量低的位置曝氣量過多，造成能耗的浪費，出水也不合格。所以在曝氣池內(nèi)布置曝氣管時，要根據(jù)每段的曝氣量合理的選用曝氣管，如曝氣池進口端選用φ63的UPVC管道，在中間端選用φ53的UPVC管道，在出口端選用φ32的UPVC管道。這樣就避免了曝氣量的浪費。

3.4鼓風(fēng)機的選擇

鼓風(fēng)機是目前應(yīng)用最廣的曝氣風(fēng)機，所以合理的選用風(fēng)機，也是節(jié)能的關(guān)鍵，鼓風(fēng)機的出口一般會有擋板、逆止閥、調(diào)節(jié)閥等，閥門和管道管件過多會造成能耗。由于曝氣池內(nèi)的曝氣量和曝氣時間是變化的，所以曝氣風(fēng)機出口的閥門就處于頻繁的調(diào)節(jié)狀態(tài)，隨著科技的進步，一種采用變頻器改變電機轉(zhuǎn)速的變頻分風(fēng)機慢慢的得到大多數(shù)人得認(rèn)同，通過曝氣量的大小改變曝氣風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速，這樣就避免了傳統(tǒng)機械運行方式的能耗的損失。

結(jié)束語

綜上所述，造成曝氣系統(tǒng)能耗的原因有很多，節(jié)能方面我們主要從曝氣裝置的選擇、分布、曝氣量的控制及鼓風(fēng)機選擇這幾個方面進行系統(tǒng)的論述，選用管式曝氣器代替盤式曝氣器，曝氣裝置選用沿池長方向漸疏的布置方式，嚴(yán)格控制曝氣量，在滿足工藝對風(fēng)量及風(fēng)壓的要求下選用變頻風(fēng)機，來有效的降低污水處理廠曝氣系統(tǒng)的能耗。

污水處理廠的曝氣系統(tǒng)的節(jié)能，不是一天兩天就能實現(xiàn)的，是需要做好長期作戰(zhàn)的準(zhǔn)備的，要想實現(xiàn)污水處理廠曝氣系統(tǒng)的真正節(jié)能，就要從污水處理廠的最初設(shè)計著手，從建設(shè)前的設(shè)計階段就完善設(shè)計，選用合理的工藝和設(shè)備，并在運行時加強管理，發(fā)現(xiàn)有落后的工藝或設(shè)備，就馬上進行的改造，這樣才能不斷的降低污水處理廠的能耗，真正的為國家倡導(dǎo)的“節(jié)能減排”貢獻(xiàn)力量。