一、污水處理廠的運行現(xiàn)狀和能源消耗分析

(一)運行現(xiàn)狀

污水處理受到關注，污水廠的處理負荷增加，由于設備陳舊和技術落后等因素，污水處理廠的成本增加。污水處理廠當下運行的特點是污水處理質(zhì)量差強人意，污水處理成本增加，企業(yè)經(jīng)濟效益不容樂觀，污水處理之后的污泥對環(huán)境造成不同程度的二度污染。污水處理廠運行現(xiàn)狀急需改變，節(jié)能降耗理念下，污水處理廠需要從設備、工藝、運行管理等多方面進行改革和優(yōu)化，從而實現(xiàn)污水處理質(zhì)量有保障，污水處理工藝效率高，減少能耗損失，降低成本，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

(2)能源消耗分析

第一，在污水上升方面。其能源消耗與提高高度和提高效率有關。一般來說，提高污水消耗的電力約為總電力的20%，現(xiàn)在很多污水廠的泵選擇過大，實際的水量往往達不到設計的最大流量，泵的效率大幅度降低，投入過高，能源消耗過大。第二，在曝氣溶解氧方面。一般來說，好氧段溶解氧的濃度不應過高。大約在1.5~2.5毫克/升之間。一旦溶解氧過高，污水中有機物的分解速度就會提高，從而導致微生物無法獲得足夠的食物和營養(yǎng)，從而產(chǎn)生大量的能源消耗。

二、污水處理廠節(jié)能消耗戰(zhàn)略

(一)整體節(jié)能優(yōu)化運行

全過程整體節(jié)能優(yōu)化運行戰(zhàn)略基于污水處理內(nèi)能的合理調(diào)配。從污水處理廠能量平衡分析，污水內(nèi)能隨污水處理單元過程而削減，應結合各物質(zhì)組分在各種處理條件下的變化特點，合理分配污水能量物質(zhì)的流向，減少有機污染物在處理單元利用氧作為電子受體的量。城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運行策略總體指導思想：以污水處理全流程節(jié)能降耗為目標，以水質(zhì)保證為約束條件，以“全局最優(yōu)、局部適應”為原則，以聯(lián)合調(diào)控全廠區(qū)內(nèi)的控制部件為手段，以多參數(shù)智能化運行控制條件為基礎，形成城市污水處理廠全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運行成套技術。

(2)單元節(jié)能優(yōu)化運行

單元節(jié)能對象是污水處理廠的泵，泵的功率和功耗狀況和實際處理效果三者之間必須達到平衡值。泵的節(jié)電是降低電力消耗，節(jié)能作業(yè)要保證正常的污水處理作業(yè)，具體要考慮以下幾點。第一，選擇泵要科學。選擇泵前確定本單元污水處理的工作量，選擇相應型號的泵，以免泵功率過高浪費電力。第二，合理利用地形特征節(jié)約能源消耗。根據(jù)污水處理廠的地形，降低污水上升的高度，減輕泵的工作負擔，在這種情況下，也可以選擇揚程比較小的泵來節(jié)能。第三，優(yōu)先選擇潛污泵和液下泵。因為能源消耗低于離心泵，安裝簡單，故障率低，壽命長。第四，定期維護和維護泵，降低摩擦產(chǎn)生的電耗，同一工段的泵應保證一次準備，避免泵故障整體停止。

（三）節(jié)能工藝優(yōu)化升級

污水處理廠節(jié)能降耗的根本上工藝優(yōu)化升級，要根據(jù)實際污水的成分和處理量對現(xiàn)有的處理工藝進行評價，對薄弱環(huán)節(jié)進行改進和升級。現(xiàn)階段污水處理工藝種類繁多，污水處理工作影響參數(shù)比較多，在工藝選擇和優(yōu)化時要關注三個重點要素，分別上工藝特征、能耗大小、運行條件。生化池依靠微生物分解和化學反應來處理污水，幾乎不涉及其他能耗，然而后續(xù)的處理環(huán)節(jié)能耗較大。生化池要列入重點考慮對象，要根據(jù)污水成分變化和處理效果來設計生化池，必須保證生化池的凈化作用滿足處理需求，該環(huán)節(jié)處理效果越好，后續(xù)污水處理負荷越小。污水處理應重視有機物的凈化問題，微生物可以分解大部分有機物，但殘留的有機物對環(huán)節(jié)造成威脅。節(jié)能優(yōu)化升級應考慮提高強度，徹底清除有機物。在節(jié)能降耗的前提下，深度處理模式被廣泛應用于污水處理工作，因此混凝沉淀池的優(yōu)化備受關注。混凝沉淀的凈水作用是通過藥劑和污染物發(fā)生理化反應而沉淀，沉積在池底實現(xiàn)凈水。這種凈水方式的能源消耗量相對較小，但沉淀需要很長時間，污水日處理量非常大混凝池的工作效率要求高，技術必須升級，現(xiàn)在混凝池和v型過濾池、轉盤過濾等結合起來進一步提高水處理質(zhì)量。

(4)處理設備認真篩選

污水處理設備的選擇是重要的工作內(nèi)容，污水處理設備影響處理效果和成本，認真篩選處理設備，在保證處理效果的前提下降低成本，同樣可以通過設備篩選實現(xiàn)運行中能源消耗最低。污水處理廠的成本不僅包括購買設備，還包括設備運行中的功耗，降低設備損失的功耗也備受關注。目前活性物和處理法應用廣泛，泵和泥泵對處理效果影響最大，泵能耗損失對運行成本影響較大。在選擇要注意泵的工作能力和污水處理需求是否一致。污水處理廠污水成分和污水處理量不變，變頻泵更合適，可根據(jù)實際需要調(diào)整參數(shù)，保證積水井液位和回流比始終處于理想狀態(tài)。實際運行發(fā)現(xiàn)，污水處理廠根據(jù)變頻泵可節(jié)能30%。此外，曝氣設備的能源消耗也備受矚目。攪拌、曝氣和回流上曝氣設備的三個部分也是污水處理運行中能源消耗的主體。既有的機械曝氣耗能非常多，鼓風曝氣離心機的處理效果良好且能耗相對低得多。鼓風曝氣離心機的優(yōu)點很多，比如，噪音低，這說明機械磨損少，設備運行中幾乎沒有不必要的能損;再如，調(diào)節(jié)范圍大，可以根據(jù)需要精準控制，避免能源浪費。選擇鼓風曝氣離心機時，需要注意充氧能力，氧氣泡直徑小時分散均勻，設備污水處理效果更好，微孔曝氣頭由橡膠材質(zhì)實現(xiàn)氧氣利用率，很受歡迎。

(5)水消耗管理不容忽視

污水處理廠的節(jié)能消耗也要關注自己的水消耗管理，處理的污水達到再利用水標準時，可以代替自來水應用于污水處理。這樣可以節(jié)省自來水資源，充分利用自己處理的污水。例如，污水裝置過濾器的清洗和管道的清洗作業(yè)中可以使用水，藥劑配置中也可以使用水，工廠綠化和設備冷卻等可以使用水來代替水。

對污水處理廠的水耗進行管理，盡量使用回用水代替自來水，一方面可以降低運行成本，另一方那面可以節(jié)約自來水資源，減緩淡水資源匱乏帶來的供水壓力，切實將節(jié)能降耗落實到實處。污水處理技術中設備的清潔工作非常重要，處理不干凈會影響污水的凈化效果，自來水需求量非常大，稅務管理可以大幅節(jié)約用水。

(6)綜合利用相關能源

污水處理廠完成污水凈化后產(chǎn)生大量污泥，這些污泥處理不當會再次污染環(huán)境。對此，避免用填埋和堆積肥料處理，焚燒的方法也不提倡大氣污染。以無害環(huán)境和資源利用為目的，目前以污水處理廠污泥為原料生產(chǎn)沼氣。污泥中厭氧菌分解有機物時產(chǎn)生沼氣，沼氣充分燃燒，保存方便，運輸方便，屬于新的清潔能源。而且這類沼氣可以進行發(fā)電，節(jié)約了電能，過程中產(chǎn)生的熱水又可以加熱和消化污泥，使得污泥的數(shù)量不斷縮小，實現(xiàn)污泥的無害化。這可以使污水處理后的廢物成為新的經(jīng)濟收益項目，完全實現(xiàn)污水深度凈化，避免污泥處理帶來的能源消耗。

三、結語

綜上所述，污水處理廠節(jié)能消耗運行戰(zhàn)略應從整體開始實現(xiàn)整體節(jié)能，深入細節(jié)實現(xiàn)各單元節(jié)能消耗，以技術優(yōu)化升級為主要手段，在設備選擇上下功夫尋求最高性價比，通過回收水利用降低水消耗，綜合利用能源實現(xiàn)污水處理全過程節(jié)能消耗，開發(fā)燃氣資源。也就是說，節(jié)能消耗貫穿于污水處理的各個環(huán)節(jié)，在降低能源問題上，必須從技術、設備、資源轉換、自我凈化污水自我使用等多個維度共同開展。