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城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗對(duì)策論文
【摘要】污水處理是高能耗行業(yè)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，污水處理面臨的形勢(shì)和任務(wù)依然艱巨，做好城鎮(zhèn)污水處理廠自身節(jié)能降耗工作，也是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的具體舉措之一。本文在分析了當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠能耗的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，提出了具體的節(jié)能降耗對(duì)策，為相關(guān)部門采取有效措施降低污水處理廠能耗具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】城鎮(zhèn)污水處理廠；能耗分析；節(jié)能降耗
根據(jù)國(guó)務(wù)院日前頒發(fā)的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》的通知要求，到2020年，全國(guó)萬元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%，能源消費(fèi)總量控制在50億t標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。根據(jù)《2015年中國(guó)環(huán)境公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年全國(guó)城鎮(zhèn)生活污水排放量為535.2億t，占到全國(guó)廢水排放總量的72.8%。城鎮(zhèn)污水處理是高耗能行業(yè)之一，后期運(yùn)營(yíng)設(shè)施成本高。在水資源匱乏和水污染形勢(shì)嚴(yán)峻的大背景下，本文著重探討了在不改變?cè)形鬯幚砉に嚨幕A(chǔ)上，分析城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗現(xiàn)狀，從而加強(qiáng)對(duì)污水處理廠的優(yōu)化管理，保證出水水質(zhì)的前提下，采取有效措施予以解決高耗能問題，這也是進(jìn)一步落實(shí)綠色發(fā)展，推動(dòng)“兩型”社會(huì)建設(shè)的應(yīng)有之意。
1城鎮(zhèn)污水處理廠能耗特點(diǎn)分析
目前，我國(guó)大多數(shù)的城鎮(zhèn)污水處理廠采用的是二級(jí)處理，其能源消耗主要產(chǎn)生于污泥處理、生物處理供氧以及污水提升等環(huán)節(jié)。具體的能源消耗主要有電耗、藥耗、新鮮水耗等。其中，82%左右的污水處理廠的平均電耗不低于0.44kWh/m3，這一能耗相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)初的水平，顯然還有很大的節(jié)能潛力。藥耗主要是污泥脫水環(huán)節(jié)使用到的絮凝劑，每萬噸的污水需要消耗的絮凝劑約為9kg的聚丙烯酰胺。由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的限制，還有一部分城鎮(zhèn)污水處理廠沒有建立相應(yīng)的中水回用系統(tǒng)，增加了新鮮水耗�？傮w來看，城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗呈現(xiàn)出如下特點(diǎn)：（1）能耗整體較高。在污水處理廠的整體運(yùn)行費(fèi)用中，人工費(fèi)、能耗費(fèi)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用中，能耗費(fèi)約占到全部費(fèi)用的40%左右。由此可見，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗整體偏高，能耗偏高加劇了城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本，也不利于污水處理工作的持續(xù)高效開展。（2）電耗差異較大。藥耗、電耗和新鮮水耗構(gòu)成了污水處理主要能耗，但其中的電能消耗在整個(gè)能源消耗中比重最大。這其中，一、二線城市與三線城市污水處理廠的電耗差異大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一線城市污水處理電耗為0.073kWh/m3，二線城市的污水處理電耗達(dá)0.325kWh/m3，三城市的污水處理電耗0.150kWh/m3，二、三線城市污水處理廠的電耗差不多是一線城市的兩倍多到四倍多，在污水處理過程中需要應(yīng)用到進(jìn)水泵、污泥處理機(jī)械、曝氣池供養(yǎng)設(shè)備等。（3）運(yùn)營(yíng)成本較高。污水處理廠的電耗是影響城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵，隨著市場(chǎng)化的逐步深入，越來越多的城鎮(zhèn)將之前由政府包攬的污水處理工作交由企業(yè)運(yùn)營(yíng)，從實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況來看，城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、管理費(fèi)、設(shè)備維修費(fèi)等。其中，運(yùn)營(yíng)電費(fèi)和藥劑費(fèi)幾乎占到了整個(gè)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的30~45%。
2城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗對(duì)策
污水處理是一項(xiàng)能耗密集型的綜合應(yīng)用技術(shù)，污水處理總體具有能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高，可以節(jié)能降耗的空間大等特點(diǎn)。從當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗特點(diǎn)來看，主要存在整體能耗高、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高、電耗差異大等特點(diǎn)。因此，做好城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗可以選擇從上述特點(diǎn)入手，才有有針對(duì)性的解決措施：
2.1節(jié)約電能消耗途徑
污水處理廠的電能消耗主要來自污水提升泵、曝氣池、污泥回流泵、污泥脫水機(jī)等大功率機(jī)電設(shè)備的運(yùn)營(yíng)。因此，降低污水處理廠的電能消耗著重從污水提升泵、曝氣系統(tǒng)以及污泥脫水系統(tǒng)等方面采取切實(shí)有效的辦法。（1）污水提升。污水提升環(huán)節(jié)的能耗控制主要降低提升泵的能耗，通過調(diào)節(jié)提升泵的運(yùn)行方式、設(shè)計(jì)構(gòu)筑物水頭損失等能夠有效降低提升泵的能耗。首先是要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，考慮地形、地貌和坡度，設(shè)計(jì)污水處理進(jìn)水管底標(biāo)高，控制污水提升時(shí)的跌流落差，從而降低提升泵在實(shí)際工作時(shí)的揚(yáng)程。其次是要布置好設(shè)備流線，做到結(jié)構(gòu)緊湊，選用直管，減少連接管、閥門等器材的使用，減少構(gòu)筑物的水頭損失，選用阻力系數(shù)小的管材。再次是根據(jù)污水處理的實(shí)際需要，適當(dāng)?shù)脑黾踊蛘邷p少提升泵的運(yùn)行數(shù)量，以適應(yīng)不同季節(jié)污水處理量的波動(dòng)。最后就是要做好提升泵的定期維護(hù)和檢修，減少耗材磨損，提高運(yùn)行效率。（2）曝氣系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)作為污水處理工藝的核心，也是能耗較大的環(huán)節(jié)，做好曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗也是污水處理廠節(jié)能的關(guān)鍵。首先是要選擇高效率的曝氣設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備，例如微孔曝氣設(shè)備具有比表面積大、良好的氧轉(zhuǎn)移效率等優(yōu)勢(shì)，能夠提高氧的傳質(zhì)效率。其次是選擇合適的應(yīng)用技術(shù)，提高曝氣系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率，例如通過采用變頻技術(shù)設(shè)備，能夠有效保障曝氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗效果。再次是精確控制曝氣量，例如根據(jù)一段時(shí)期內(nèi)進(jìn)水濃度和生化瀑氣池污泥濃度情況，通過設(shè)置參數(shù)，選擇智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行壓力變化，控制相應(yīng)的曝氣量，實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的自動(dòng)化、精確化。（3）污泥脫水系統(tǒng)。目前，城鎮(zhèn)污水處理廠采用的多是螺旋壓榨式脫水機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)以及一體化脫水機(jī)，處理每噸的污泥干固體（DS）分別為3~15、5~20、30~60以及30~70Kh/tDS。由此可見，不同類型的污泥脫水設(shè)備所需電耗差異較大，在選擇污泥脫水設(shè)備時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇脫水效率高、電耗低的污泥脫水設(shè)備，盡量縮短處理時(shí)間和設(shè)備運(yùn)行周期。
2.2節(jié)約藥劑消耗途徑
污水處理廠的藥劑消耗主要是絮凝劑的使用，目前，我國(guó)有大大小小的關(guān)于水處理藥劑生產(chǎn)廠家200多家，品種100多個(gè)，年產(chǎn)量20余萬噸。絮凝劑品種不同，對(duì)不同類型污水產(chǎn)生的污泥處理效率方面也存在較大差距。在選擇絮凝劑時(shí)要結(jié)合污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，既要重視絮凝劑的高效性，以提高污泥絮凝效果，也要考慮到所用絮凝劑對(duì)污泥減量化的效果，以期降低污泥處理處置量和節(jié)能降耗。同時(shí)還要考慮其藥劑費(fèi)的單價(jià)，以期降低運(yùn)行成本。污水處理廠污泥的處理應(yīng)選擇處理高效、性價(jià)比較高的絮凝劑，達(dá)到減少絮凝劑使用量節(jié)約藥劑消耗的目的。因此，應(yīng)選擇脫水效果好，能夠易降解，不會(huì)造成二次污染的高分子改性絮凝劑。符合上述特征的絮凝劑包括纖維素、多糖類以及淀粉等類別衍生物，以替代傳統(tǒng)聚丙酰胺絮凝劑的使用。此外，還要通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，精確絮凝劑的應(yīng)用量，減少不必要的浪費(fèi)也是需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)來確定高分子絮凝劑以及相關(guān)混凝劑配制藥液的濃度、投加量，以達(dá)到減少藥劑投加量的現(xiàn)實(shí)效果。同時(shí)，還需做好計(jì)量絮凝劑設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，確保計(jì)量設(shè)備計(jì)量準(zhǔn)確，減少誤差。
2.3節(jié)約自來水途徑
城鎮(zhèn)污水處理廠要加大污水處理后的中水回用，提高新鮮水的利用效率。可以選擇MBR、EMBR、FMBR等工藝，建立中水回用系統(tǒng)，將中水應(yīng)用于污水處理廠的脫水反沖洗用水、風(fēng)機(jī)冷卻水以及綠化用水等，以降低對(duì)自來水的使用量，實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用，也提高了水資源的利用效率，節(jié)約成本。
3結(jié)語
隨著“十三五”城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)數(shù)量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，特別是做好該領(lǐng)域的節(jié)能降耗意義重大，是貫徹綠色發(fā)展、節(jié)能低碳理念的生動(dòng)實(shí)踐。除了上述具體舉措外，還需要進(jìn)一步健全相應(yīng)的管理機(jī)制，不斷完善節(jié)能降耗考評(píng)機(jī)制，建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，在內(nèi)部要樹立節(jié)能降耗意識(shí)，激發(fā)員工節(jié)能降耗的積極性和主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的最大化。
參考文獻(xiàn)
[1]張東方.探討污水處理廠的節(jié)能降耗[J].低碳世界，2013（21）：34~35.
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