城市污水处理厂能耗分析及节能降耗措施研究

王煦松

摘要：社会的全面进步，经济的持续发展，生态需求的普遍提升，都导致了人们对于环境保护需求与要求的进一步提高。污水处理厂作为城市发展过程中不可缺少的环保设施，其在正常运行的过程中对净化水源、处理污水、保护水资源起到了巨大作用。但是，随着城市污水处理厂的激增，也导致了能耗的加大，比如电能、药剂等。要达到减少能耗，提升环保效果的目的，就需要对城市污水处理厂的能耗进行全面分析，并提出科学合理的节能降耗方法。

关键词：城市污水；能耗分析；节能降耗；措施

前言：

污水处理厂的良好管理和运行，是确保污水处理达标，减少污染排放的关键，因此，需要加强污水处理厂管理，以降低能源消耗，提升污水处理的效率。目前，随着我国工业化进程的不断加快，城市污水厂能耗不断增加。因此，我们需要合理分析污水处理厂资源消耗，以便采用有效的节能降耗措施，以减少污水处理厂的能源消耗，确保污水达到稳定的标准，节省生产成本，实现清洁生产目标。本文结合笔者的工作实践经验，着重就污水处理厂降耗措施进行探讨。

1 概述

某污水处理厂，分二期进行建设，首期3.0万t/日，二期5万t/日，首期工程内包括新建的进水泵房、沉砂池、二沉池、紫外消毒池、AA/O曝气氧化沟、鼓风机房、自动控制室等，道路绿化及附属建筑物。其中粗格栅及提升泵房、鼓风机房、脱水机房等土建工程按远期规模8.0万t/天设计。

2 污水处理厂能耗分析

2.1 项目建设过程中能耗分析

污水厂建设过程中的能耗主要是耗用水泥、钢材以及施工过程中的用水用电，项目建设过程中构、建筑物三材用量可以通过优化设计减少用量；施工过程中的用电用水消耗可以通过合理组织生产来降低。

2.2 项目生产过程中能耗分析

2.2.1 污水厂生产过程分析

本工程污水处理厂主要由一级处理和二级处理两个部分组成。其中，一级处理是去除污水中的固体污染物，包括沉砂池和粗细格栅两个部分，其处理对象为垃圾、悬浮物。通过一级处理处理污水，可去除的BOD值为20%～30%。而二级处理系统作为污水处理厂中重要组成部分，其主要是去除污水中的有机污染物，其去除COD值可降至10～30mg/L，达到水体排放标准。深度处理的作用是进一步降低二级处理出水中的有污染物值，深度处理出水可作中水回用。污水处理厂主要通过管网将污水引入，再经过格栅对污水中大块的悬浮物进行截留，再利用潜污泵提升，输送至沉砂池进行颗粒去除，经沉砂池进入生物池，在好氧作用下，池中的污水将被微生物净化，再经二沉池进行分离，再进入紫外消毒池，最后进行尾水排放；对于剩余活性污泥，应将它排至污泥处理区进行处理，经脱水后成为泥饼，再进行外运处置。

2.2.2 能耗种类分析

污水处理厂能源消耗包括电能消耗、水资源能耗和药剂消耗等。其中，电能消耗最多，大概占污水厂总能耗的60%～80%。其来源于污泥提升、污泥处理、设备、厂区的照明等方面的用电。在污水生物处理过程中，电能消耗大约占全厂用电的70%，污泥处理电能消耗占20%，厂区照明的电能消耗占10%。在污水处理厂总能耗中，污水提升能耗占10%～20%，曝气供氧占50%～70%，污泥处理占10%～25%，这三者能源消耗超过了总能耗的70%。由此可见，城市污水处理厂能耗来源于污泥提升及污泥处理等过程，其中，污泥处理的单元过程耗能量最多。一般二级污水厂能耗值约为0.250 kWh/m3。

3 城市污水处理厂节能降耗途径分析

随着现代污水处理技术的进一步改进和提升，污水处理设备的不断更新，城市污水处理厂的发展空间被进一步拓宽。但随之而来的问题就是能量消耗加大，这与人们对于污水处理实现节能降耗的美好愿望还有一定的距离。城市污水处理厂在对污水、污泥进行处理时，不能一味地追求处理效果，也要考虑污水处理过程中出现的能耗问题。降低城市污水处理厂的能耗关键是要运用科学手段对运行过程中产生的能源消耗进行良好控制，进而有效提升城市污水处理厂的有效运行效果，达到提升生态环保质量的目的。下面主要介绍城市污水处理厂节能降耗的四大途径：污泥处理节能、药剂消耗节能、管理机制节能、技术提升节能。

3.1 污泥处理节能途径

污泥处理的目的主要是减少污泥总体含量，同时净化污泥，促进资源有效综合利用。污泥处理方法大致包括三大方面：浓缩、稳定和脱水。首先，污泥浓缩法主要是通过重力法和离心法达到污泥处理目的。其次，污泥稳定法主要是指堆肥处理，变废为宝。污泥脱水法一般有机械和自然两种方式，机械脱水有一个主要问题就是会增加电耗，而自然脱水一般使用离心原理进行脱水，电耗较低，但对处理效果要求较高，需要再进一步提升节能效果。因此，在进行污泥处理的时候，要综合运行各种方法尽量减少处理时间和耗电、耗药量，才能达到有效的节能效果。

3.2 药剂消耗节能途径

污水处理厂在正常运行过程中，一般需要药剂达到辅助功效，随之产生药剂消耗。要通过降低药剂消耗达到城市污水处理厂节能降耗提升的目的，关键还在于技术提升。但药剂节能技术工艺较为复杂，需要在现代社会发展的过程中，不断完善。污水处理厂在处理污水时使用化学方法除磷是一种好方法，适量使用高分子的混剂除磷，可以有效降低药耗。另外，污水处理厂要进行污水处理，必要设置消毒程序，通过化学方法和物理办法杀灭污水中的有害微生物以防止其传播病源，对人类身体健康构成威胁，进而对生态环境造成污染。所以，可以说，药剂消耗节能方法主要把精力集中在药剂合理配比上，从而实现降耗效果。

3.3 管理机制节能途径

科学合理的管理机制，不仅可以提升城市污水处理厂的整个工作效率，而且能够全面达到有效的能耗控制。要达到管理机制节能的目标，需要以有效的管理工作为基础，最关键的是要设立合理的管理机制。对城市污水处理厂的耗能情况进行全面分析，对能耗管理工作的各个程序进行全面控制，可以通过管理途径实现内部工作的渗透，促进污水处理的每个环节达到人工及智能管理的效果，从而提升城市污水处理厂的节能效果。建立科学合理的管理机制，从上到下，从外到内对污水管理系统进行有效控制，将污水处理工作人力资源进行优化配置，并设置有效的激励方法，可以进一步调动员工积极性，更好地促进污水处理厂的整体运作和节能降耗目的的实现。

3.4 技术提升节能途径

污水处理技术中以污水提升泵站节能和鼓风曝气节能两种技术最为重要。前者通过提升水泵的运转节能效果达到节约能量资源的效果。绍兴污水处理厂通过提升水泵变频技术实现提高节能12%就是一个很好的例子。水泵作为污水处理厂的关键设备之一，不断改善水泵的节能技术，才能促进能耗的进一步降低。后者需要讲好的关键设备就在于鼓风机。一般污水处理厂中鼓风机的能耗约占到整个污水厂的40%。所以，选择效率高、节能效果好的鼓风机对于降低污水处理厂的能耗尤为重要。不断加快污水处理设施的发展更新，提升技术含量和处理效果，尤其是不断提高水泵和鼓风机的技术创新，进一步降低耗能，可以为促进生态环保作出巨大贡献。

4 结语

城市污水处理厂节能降耗是一项综合性工作，涉及设计，设备选型，运行管理控制，维护，升级等过程，设备，过程控制，管理，人员操作水平等方面。通过链接分析资源消耗和节能潜力，降低污水处理成本，减少电力等原材料的消耗。同时在污水处理厂实施节能降耗措施和加强管理，可以节约资源，降低运营成本，促进污水处理企业的可持续发展。同时，建立能耗和能效管理评估体系，对节能降耗成果进行检测，推动各项先进技术的改进，整合和推广。

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