城市污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施卢嘉锡

LOWCARBONWORLD2018/8城市污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施卢嘉锡（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230051）【摘要】有人指出，城市污水处理是高能耗，高耗能行业之一。因此，污水处理厂的能耗日益受到关注。城市污水处理厂运行所消耗的资源主要包括电能，自来水和化学品。从污水系统，曝气系统，污泥脱水系统，废物综合利用等方面，提出了城市污水处理厂节能降耗。主要措施为污水处理厂的生产管理提供参考。【关键词】污水处理厂；能耗；节能降耗【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）08-0013-021引言污水处理厂的良好管理和运行，以确保污水处理能力和废水排放标准为基础，进行管理方案的优化，降低能源消耗，降低加工成本是实现这一目标的基本方法。国内外城市污水处理能耗的研究还远不及废水处理的机理和应用研究。实现清洁生产和循环经济的关键是分析污水处理厂的主要资源消耗和处理过程中节能的方向和联系。科目，但在我国没有系统的研究。因此，结合国内污水处理行业的具体情况，结合国内外研究成果和实践经验，结合城市污水处理厂运行现状，分析污水处理厂主要资源消耗情况，不含改变原有的废水处理过程。在节能措施的基础上，优化污水处理厂的运行管理，减少污水处理厂的能源消耗和其他资源消耗，污水质量将达到稳定的标准，并节省生产和运营成本。维护污水处理厂的正常运营，要注重企业的节能降耗，提高效益的清洁生产目标，研究污水处理厂的节能措施。2城市污水处理厂能耗研究现状污水处理是一项能源密集型技术，由于其高能耗，在过去的10年中一直备受关注。但由于各种因素的影响，污水处理厂的能源预算正以惊人的速度增长。鉴于这种状况，中国也非常重视在污水处理的规划，设计和运行中考虑能源问题。工艺介绍及能耗点分析：图1显示了正在研究的A2/O工艺流程的能源生产环节包括：格栅机，提升泵，沉砂池曝气，A2/O的O段曝气，A1污泥回流，A2混合液再循环，污泥提升，污泥脱水等。图2显示了氧化沟工艺被调查的流量。发电沟工艺主要包括：电网机，提升泵，曝气池曝气，氧化沟曝气和污泥回流，污泥提升，污泥脱水等流程。3能耗结构分析根据实际运行情况的现场调查，统计上述两个过程中每一个的运行功率。见表1，经过计算，两台工艺装置的耗电量分别为0.31kW·h/m3，0.37kW·h/m3。从各方面用电比例来看，用电量大都使用在三大系统，即污水提升系统，供氧系统和污泥处理系统。这三条链路的功耗在A2/O进程的总功耗中计算，比例分别为27.6％，54.1％和11.8％，氧化沟工艺总耗电量的比例分别为24.5％，55.4％和15.8％。3.1污水提升系统的能耗污水提升系统主要将粗格栅后的原水提升至高水位，以满足后续机组的自流入。因此，提升系统的能耗受提升高度和提升泵的运行效率的影响。从表1可以看出，所调查的A2/O工艺和氧化沟工艺污水提升系统的用电量占污水处理系统总用电量的27.6％和24.5％。相同类型的两台水泵配有五台同类型的水泵（两台为备用），泵的选择基于最不利的工作条件。也就是说，最大流量和提升量是主要考虑因素，保险因素成倍增加。选择的种类，使财富，力量，提升的流动显着增加。事实上，污水处理厂的进水流量并不是大量的最大流量，这导致水泵长期处于低效率区域。这种情况必然会导致高投入和高能耗。3.2曝气系统的能耗图3显示了2009年3月~2010年2月期间两个过程的生物处理单元测量的实际溶解氧浓度（总共36个数据集每月测试三次）。发现氧化沟工艺中的溶解氧浓度保持在2.0~3.0mg/L，而A2/O工艺中的溶解氧浓度在大多数时间内是高的。大部分时间里，好氧池中的溶解氧很远。甚至超过4mg/L，甚至高达7mg/L，这不仅容易导致污泥有机分解速度过快，使微生物缺乏养分，污泥容易老化，并会导致更大的能源消耗，导致能源浪费。4城市污水处理厂主要的节能降耗途径4.1节约药剂的途径相关厂商应减少絮凝剂的消耗也是节能减排的重点。中国水处图1A2/O工艺流程图图2氧化沟的工艺流程图工艺单元A2/O氧化沟能耗（kW）百分比（%）能耗（kW）百分比（%）粗格栅8.60.618.50.46泵房38827.6345424.54细格栅4.10.294.650.25曝气沉砂池40.72.940.22.17初沉池23.31.66-选择池-14.30.77A2/O池/氧化沟75954.05102555.41终沉池14.51.0311.20.61污泥泵房1107.8323512.70污泥浓缩池11.50.8211.50.62污泥脱水间44.53.1745.72.47总能力1404.21001850100Qd/m3/d110000120000电耗/kW·h/m30.310.37表1两种工艺的运行功率统计结果图3好氧池溶解氧检测结果节能环保13DOI:10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2018.08.008LOWCARBONWORLD2018/8!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!理药品制造商很多，品种繁多，每年产量达几十万吨。在选择絮凝剂时要考虑药物的高效率以减少它们。能够最大限度地降低污泥含水率，提高污泥脱水性能的絮凝剂可以节省用药剂量，提高混凝效果，大大降低了污水处理厂的运行成本。节约絮凝剂的主要途径是：采用高效脱水，生物降解性好，对改性天然高分子絮凝剂（包括淀粉衍生物，纤维素，多糖和蛋白质等）无二次污染；替代传统的聚丙烯酰胺絮凝剂；精确投加化学药品以避免不必要的浪费，通过测试确定聚合物浓度和投加量以及高分子絮凝剂和絮凝剂配方，絮凝剂发挥最佳的絮凝和凝聚作用，减少试剂用量；要求准确测量并减少误差。4.2建立完善的管理机制加强节能降耗的措施包括：分析各环节污水处理能耗，明确不同处理单元的能源需求，挖掘各控制环节节能降耗的潜力，提高能耗管理水平，准确控制城市。污水处理厂运营；加强设备设施和药品管理：建立设备设施责任制度，责任制度，定期分析设备设施运行情况，以达到经济运行的效果。加强药物的储存和管理，防止雨淋，暴露在阳光下，避免药物浪费；建立激励机制，制定科学的评估，控制和激励机制，全体员工积极参与，制定责任，惩罚和奖励，让员工自觉发展节能降耗的习惯，实现双方共赢。4.3能源的利用污泥厌氧消化器产生的沼气可以完全燃烧，保存和运输更加方便。它是一种清洁燃料。它由北京高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统和天津市污水处理厂污泥处理厂生产。沼气用于沼气搅拌和发电，沼气发动机的热水作为加热消化污泥的热源。沼气发电在美国，德国，日本和其他国家也得到了很大的利用。实现了污泥减量化，稳定化，无害化，资源化利用的统一，是一项优秀的节能技术。4.4污泥的综合利用在城市污水处理过程中，会产生大量的剩余污泥。为了防止环境的二次污染，有必要科学地考虑污泥的处理和处置。目前垃圾填埋，农用，焚烧，建筑材料制造等污泥处理方法已经成熟。但是，污泥填埋并不能真正解决污泥问题。未使用污泥，也可能发生二次污染。它不能被视为资源利用率方式。因此，许多研究人员尝试将污泥直接用于建筑材料，或者使用焚烧后的污泥残渣来制造建筑材料。5结束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。参考文献[1]徐晓宇，李春光．污水处理厂运行的节能降耗技术进展．给水排水，2009，35（12）：47~50.[2]袁宏林，王晓昌．DE型氧化沟的脱氮除磷过程．西安建筑科技大学学报，2002，34（1）：34~37.[3]杨凌波，曾思育，鞠宇平，等．我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J]．给水排水，2008，34（10）：42~45．收稿日期：2018-7-23作者简介：卢嘉锡（1982-），高级工程师，本科，主要从事给排水设计工作。膜生物技术在公路服务区污水处理的优劣分析胡仲怡（湖南省交通科学研究院有限公司，湖南长沙410004）【摘要】随着高速公路建设的迅速发展，我国高速公路网络日益发达。但因公路建设带来的环境污染问题也日益突出。高速公路服务区，收费站面临的主要污染问题有噪音污染、生活污水等，其中生活污水问题最为严峻。特别是服务区与收费站往往远离城镇污水处理管网，生活污水往往需要自行处理。如何对高速公路产生的生活污水进行科学处理是一项重要的研究课题。在当前的污水处理方法中，膜生物反应技术（MBR）是应用效果较理想的一种处理方案。在实验工况下，对生活污水中SS、BOD5、COD、NH3-N的去除率可达到90%左右，对TN与TP的去除率效果一般，在20%左右。本文从高速公路污水的相关特点入手，结合MBR技术的特点，对膜生物技术在高速公路污水处理的优劣进行分析，为进一步改进MBR技术提供参考。【关键词】污水处理；膜生物反应技术；高速公路污水处理；环境工程【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）08-0014-021引言现有高速公路污水处理系统采用的工艺以统接触式氧化工艺为主，处理效果往往不够理想。其主要原因是处理工艺较为复杂，占地面积大，影响因素较多，不能很好地适应高速公路污水的特点。近年来，膜生物反应技术因其较好的处理效果，逐渐取代了传统的污水处理工艺，成为了热门的污水处理技术。膜生物反应器中安装了分离膜，能更好的构成完善的组合单元。与传统的污水处理技术相比，采用膜生物反应技术处理污水的操作更方便、装置运行更平稳，能获得更优质的水质，具备更加突出的技术优势，能够用于不同行业、不同领域的污水处理过程中。站在促进生态和谐的角度来分析，在环境工程污水处理过程中可以适当运用膜生物反应技术提升出水质量，提高污水处理实效性，保障生态和谐。2高速公路污废水及其特点（1）高速公路服务区的污水产生量具有典型的潮汐式特点，具体表现在以下方面：①节假日与日常污水产生量差异巨大。日常污水产生量较少，节假日时，污水产生量会明显增加。如按平时交通流量设计污水处理能力，则不能满足节假日的需求；如按节假日设计污水处理能力，则日常又会造成极大的浪费。②季节差异性较大。夏季污水量可能是冬季的5～6倍，甚至更高，因此服务区污水排放量具有很大的波动性，增大了高速公路污水处理难度。由于服务区与收费站分布范围广，一般情况下，单边服务区用水量不超过10m3/h，因此高速公路具有沿线污染点多、各污染点污水产生量小的特点，这也加大了污水处理的难度。（2）污水以餐厨污水与公厕清洗污水为主，COD、BOD、SS、油类、氮、磷含量较高，受其产生量的影响，高速公路特征污染物浓度变化范围较大，详见表1。3膜生物反应技术概述膜生物反应技术，特别是膜生物反应器（MBR）处理工艺日益成熟，是一种应用范围广泛的的新型污水处理技术。膜生物反应技术与节能环保14DOI:10.16844/j.cnki.cn10-1007/tk.2018.08.009