城市污水處理廠能耗降低策略研究論文
摘要：隨著我國城鎮規模增大和人們環境保護意識的提升，城市污水處理的需求也在不斷增強。然而，城市污水處理是一個高能耗的產業，污水處理廠能耗問題日益嚴峻，必須采取策略和措施降低城市污水處理廠的能耗。本文主要分析了目前污水處理廠的運營成本和能耗情況，找出能耗較高的環節，從泵、曝氣系統、藥劑使用等方面找到相應的策略來降低城市污水處理廠的能耗。
關鍵詞：污水處理廠;節能降耗;策略
隨著我國城市化進程加快，城市污水處理的需求也在不斷增加，而污水處理的高能耗是我們必須要重視的一個問題。據統計，城市污水處理廠進行污水處理的營運費用中30%用于能耗費用。人口的不斷增加以及對污水處理的標準的升高，在以后的若干年中，污水處理中的能耗費用還將進一步增加。同時，由于我國污水處理起步較晚、基礎差、技術設備較落后，據有關統計資料顯示，我國污水處理廠處理1m污水的耗電量一般為0.14～0.28kWh,如果包括污泥處理在內,1m污水的耗電量為0.19～0.36kWh，遠遠落后于一些發達國家的水平，因此我國污水處理節能還有很大的潛力可挖。為了適應經濟發展的要求，城市污水處理的規模將日益擴大，據了解，截止2014年第一季度，我國城鎮污水處理廠已累計建成了3622座，而能耗問題也日益突出。因此，必須找出相應的策略和措施，在確保污水處理量和達標排放的情況下，降低污水處理的能耗，對于我國的經濟發展有著重要的意義。
1城市污水處理廠營運成本分析
要降低污水處理廠的能耗，首先應了解其運行成本。目前，污水處理廠的營運成本主要包括人工費、藥劑費、維護費、動力費、其他費用等。其中，能耗費用包括了藥劑費、動力費等，而其中占比例最大的是動力費用，即用電費用，其在營運總成本中所占的比例從30%到80%不等。通過調查多個污水處理廠的數據顯示，消耗電能最多的'設備主要是泵和曝氣領域，其中提升泵用電量占使用總電量的10%~20%，曝氣系統占使用總電量的50%~70%，除此以外，能耗方面還涉及到污泥處理等。
2污水處理廠降低能耗的策略
2.1提升泵降低能耗
作為污水處理廠的主要耗能者之一，提高提升泵的工作效率，降低用電費用，能夠有效的降低污水廠的能耗。而目前提升泵的主要問題之一是隨著使用時間的增加，泵的運行工況發生了變化，從而造成了提升泵的工作效率大大降低。如果使用軸流泵作為提升泵，可采用變角調節，即依靠旋轉葉輪的翼形葉柵對繞流液體產生的升力來傳遞能量。如果使用離心泵作為提升泵，可采用變速調節，通過改變電機的轉速來改變水泵的性能,達到節能的目的。對于一些成立時間較長的污水處理廠，現在仍然使用較為落后的水泵，為了降低能耗，應購買市場上流行的新型節能水泵，或根據實際情況，合理設置水泵的使用數量。污水處理廠的提升泵一般全日運行，但不同時間段的流量是不同的。如果將水泵設置成統一的參數，會出現在流量較低的情況下，水泵也是處于高能耗運轉的狀態，造成了浪費。因此，可以根據流量的大小，采取變頻技術，在流量大的時間段，高頻運行，而在其他的時間段，可以降低頻率，降低能耗。雖然污水處理廠更換變頻設備，增加了資金投入，但在后期的運行過程中更加省電，也減少了日常的維護費用。
2.2曝氣系統降低能耗
曝氣系統是污水處理的非常重要的環節，也是耗能較多的環節。如果能夠有效的提升曝氣系統的效率，那么將大大降低污水處理廠的能耗。曝氣系統的主要節能措施是改善曝氣設備、改良曝氣方式。第一，使用微孔曝氣器。為了保證較高的氧利用率，曝氣器擴散的氣泡直徑應足夠小，以擴大表面積。第二，在合理的位置安放曝氣器。傳統的位置是單邊曝氣或全面曝氣，這兩種布置方式都不是很科學，它并不能將池中的氧氣分散均勻，或者出現前期供氧不足，后期供氧過剩的現象，既影響處理的結果，又會造成能源的浪費。曝氣器的合理布置方式是根據曝氣池氧氣的需求量進行差額供氧，在細菌和微生物數量多，氧氣需求量高的進水口布置較多的曝氣器，而在細菌和微生物數量少，氧氣需求量低出水口附近，則可以布置較少的曝氣器。
2.3使用藥劑降低能耗
使用藥劑的消耗相比于泵和曝氣系統的能耗來說，所占比例較小，但在一些環節中也可以進一步的降低能耗。污水處理廠的工作人員在使用藥劑的時候，不但要考慮其價格，還要考慮其使用效果等。要根據所處理污水、污染物的濃度、酸堿值、性質、溫度以及雜質等因素而定，同時要避免在使用藥劑的時候出現二次污染等。通過精準計算藥劑的品種和藥量，能夠在很大程度上降低污水處理廠的藥耗。如果采取化學的方式除磷，則可以嘗試使用高分子混凝劑除磷，能夠有效降低藥耗。
3污水處理廠的能量回收和再利用
污水處理所產生的污泥如果處理不得當，很可能會造成二次污染。而若對其合理處置，可能會變廢為寶。例如：污泥厭氧消化時產生的沼氣，可用來發電，回收電能。污泥中含有豐富的有機物和微量元素，經過加工處理、綜合利用，可以成為化肥的原料。
4總結
隨著我國經濟的發展，城市污水處理的規模也將會越來越大，由于其能耗較大，造成能源資源短缺的現象也日益嚴重。我國的污水處理廠在降低能耗方面與發達國家相比還存在著很大的差距，其主要問題在于技術落后、設備老化等。為了最大限度的達到節能降耗的目的，找出了能耗較高的環節，從泵、曝氣系統、藥劑使用等方面采取措施，在保證出水達標的前提下，實現污水處理廠的節能降耗和健康發展。
參考文獻：
[1]趙慶良,胡凱.城市污水處理廠污泥處理的能耗分析[J].給水排水動態,2009(02).
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