城市污水處理廠的節(jié)能設(shè)計研究徐松鐘春四川中測環(huán)境技術(shù)有限公司四川成都610000摘要:建造城市污水處理廠是解決水污染問題最有效和最重要的措施,因此近幾年來我國建造了許多城市污水處理廠,然而,由于在建設(shè)過程中重點考慮了處理工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性及工程投資等問題,而忽視了運(yùn)行成本這一重要 問題,造成許多污水處理廠建成后由于運(yùn)營成本過高而不能正常運(yùn)行。因此,對污水處理廠的運(yùn)行管理進(jìn)行優(yōu)化以降低費用、節(jié)約處理成本十分必要。關(guān)鍵詞:城市污水處理廠節(jié)能設(shè)計中圖分類號: TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A2012年中國559城市生活污水處理廠的平均功耗為0.290kW? h/m3，明顯高于美國和歐洲各國對于污水處理廠的能源消耗。在中國，電力供應(yīng)目前處于相當(dāng)困難的境地,使得我國面臨著沒有足夠能源供應(yīng)的尷尬處境，對于優(yōu)化能源戰(zhàn)略而言，其旨在減少能源消耗是目前污水處理實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。1、全流程節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的開發(fā)背景污水處理廠自動控制系統(tǒng)的建立和實施，可以大大降低污水處理的能源消耗，實現(xiàn)污水處理過程中物耗水平控制在一定參 數(shù)之內(nèi)，以改善水質(zhì)。在其他國家，尤其是在北歐、日本、美國、英國等--些經(jīng)濟(jì)實力和科技發(fā)展水平比較高的國家，在20世紀(jì)70年代和80年代就已經(jīng)開始研究廢水的生物處理過程，從而建立模型與控制理論進(jìn)行進(jìn)一步的研究，污水處理自動控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了近半個世紀(jì)。在中國，即使污水處理廠有一個相對完整的硬件設(shè)備，它也不能充分發(fā)揮硬件的作用，大部分的自動控制系統(tǒng)，是建立在“遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作系統(tǒng)”之中，缺乏有效的智能控制算法來控制人工干預(yù)，從而造成污水處理廠的管理水平和業(yè)務(wù)水平降低。這種現(xiàn):象產(chǎn)生的主要原因，是因為我國的污水處理和自動控制系統(tǒng)缺乏核心技術(shù)，中國污水處理廠的智能控制系統(tǒng)，尤其是那些基于本地化的控制思想，使得在污水處理的整個過程缺乏合適的智能控制軟件技術(shù)。全流程節(jié)能技術(shù)是基于這種原因而開始研究、開發(fā)、推廣和應(yīng)用的，全流程節(jié)能技術(shù)將會使城市污水處理廠實現(xiàn)更加穩(wěn)定、效果更加好、能耗更加低、運(yùn)行費用更加少的目標(biāo)，也將促進(jìn)和刺激污水處理行業(yè)中與全自動智能控制相關(guān)的硬件和軟件等行業(yè)的發(fā)展。如果在全國范圍內(nèi)推廣，每年可為國家節(jié)省上億度的污水處理功耗。2、全流程節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行途徑中國煤化工MHCNMH G2.1總體節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行途徑對于污水處理廠的全流程節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn)途徑而言，它的總體思路是建立在污水處理過程中各項資源和能量的合理配置上。通過污水處理廠的能量平衡分析，使得污水處理所消耗的能源能夠通過過程控制在各個環(huán)節(jié)中不斷減少,使得廢水處理裝置中處理污水的內(nèi)能能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)合能量物質(zhì)的目的，從而在污水流量變化特征的條件下，對污水內(nèi)能的流向進(jìn)行合理配置,以達(dá)到減少有機(jī)污染物在處理單元中使用作為電子受體的用氧量。城市污水處理廠優(yōu)化運(yùn)行節(jié)能的戰(zhàn)略總體指導(dǎo)思想是:堅持以污水處理全流程節(jié)能優(yōu)化為主要目標(biāo)，以保證水的質(zhì)量為前提條件，實現(xiàn)全局能源消耗的最優(yōu),適應(yīng)當(dāng)?shù)毓餐刂频脑瓌t，從而以全廠區(qū)節(jié)能控制為主要手段，以多參數(shù)智能控制為基礎(chǔ)，形成完整的城市污水處理全流程節(jié)能優(yōu)化節(jié)能技術(shù)。2.2提升單元節(jié)能優(yōu)化技術(shù)污水提升裝置主要是考慮到污水提升泵的優(yōu)化性能問題，從而節(jié)省電能。提升泵的節(jié)能優(yōu)化能力，應(yīng)首先從科學(xué)的設(shè)計角度來選擇正確的泵，使泵的工作在高效段也能夠形成有效的手段，合理利用地形，減少污水提升高度，以減少水泵的軸功率，這些都是節(jié)能優(yōu)化的有效措施。相比與普通臥式離心泵而言，液下泵、潛水排污泵等安裝形式更加簡單，它們沒有吸入管等輔助啟動設(shè)備，但是其直接間接能源消耗要低得多; WG/WGF型污水泵比PW型污水泵在相同條件下的效率更高。對于污水處理廠中已經(jīng)運(yùn)行的污水處理泵而言，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)，從而減少因為摩擦而產(chǎn)生的損壞和能源消耗，從而降低功耗。對于現(xiàn)階段我國污水處理廠是否需要安置變頻器，我們應(yīng)該辯證的去看到這個問題:如果水波動及后續(xù)生物處理單元或系統(tǒng)的耐水量沖擊負(fù)荷能力較差，就需要安置變頻器;如果進(jìn)水流量波動的晝夜變化相對穩(wěn)定，那么就應(yīng)該按照耐水量沖擊負(fù)荷能力進(jìn)行考慮，不一-定非要設(shè)置變頻器，這是因為本身變頻器運(yùn)行也需要消耗電能，其大約消耗的電能在3%至5%，如果變頻空間有限的話，是無法實現(xiàn)能源節(jié)約優(yōu)化的目標(biāo)的。2.3污泥處理單元的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行方式由于我國在污泥實現(xiàn)資源循環(huán)利用.上也存在著很多問題,很多系統(tǒng)的污水處理廠對于污泥實現(xiàn)訓(xùn)練在利用的系統(tǒng)已經(jīng)不能再進(jìn)行正常運(yùn)作了。因此，污泥處理單元主要還是以實現(xiàn)能源消耗為目標(biāo)，以資源循環(huán)利用為輔助。節(jié)能措施主要包括:提高脫水機(jī)的進(jìn)泥含固率，從而降低脫水機(jī)的的工作時間，提高工作效率，以減少藥物劑量的投入量。雖然帶式壓濾機(jī)的運(yùn)行功率顯著低于離心脫水機(jī)，但在污水處理廠中,由于帶式濃縮脫水一- 體機(jī)是在環(huán)境非常惡劣的實際情況下，對其進(jìn)行維護(hù)工作存在著困難，所以很多大型污水處理廠仍然更傾向于選擇離心脫水機(jī)。目前，新的污水處理廠基本配置了自動加藥系統(tǒng)，根據(jù)進(jìn)泥量的變化實時用藥量的控制。雖然也有一些污 水處理廠在進(jìn)行各種藥物組合投入，以減少藥物劑量的研究，但由于這些改進(jìn)方法需要添加不同的藥品配藥和給藥系統(tǒng)，將增加設(shè)備投資，使加藥系統(tǒng)更加復(fù)雜，因此，在實際工程中很少會應(yīng)用。2.4關(guān)于沉砂池與初沉池的設(shè)置沉砂池、初沉池等預(yù)處理單元能耗在污水處理全流程節(jié)能優(yōu)化中占有的比例是非常小的，但這些預(yù)處理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否會直接影響到后續(xù)的生中國煤化工L到了MHCNMHG20世紀(jì)，由于增加脫氮除磷的要求，使得越來越多的人關(guān)心到初沉池能夠減少有機(jī)負(fù)荷的問題上,所以可能會造成后續(xù)脫氮除磷生化單元對于碳源的激烈競爭,因此在隨后的發(fā)展中，逐漸將初沉池的設(shè)計淘汰了。但是，我國仍然有一部分專家呼吁恢復(fù)初沉池，以減輕高含量的無機(jī)成分，而造成的隨后水生物處理單元不良影響。是否設(shè)置初沉池，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈鬯占到y(tǒng)和水質(zhì)特點等因素進(jìn)行綜合考慮。3.實例分析成都市新建的3個污水處理廠近期投入使用，自此,成都市污水處理率由36%躍至82%，污水處理規(guī)模由40萬噸/日提高到90萬噸/日。這個比率超過了國家目前對西部地區(qū)污水處理率50%的要求。參考文獻(xiàn):[1] Effects of long-term soil amendment with sewage sludges on soil humicacid thermal and molecular properties. Chemosphere .2008[2] Jung Min Park,Sang Bo Lee etal.Behavior of PAHs from sewage sludgeincinerators in Korea. Waste Management . 2009[3]張兒,馬曉軍.紡絲工藝對木質(zhì)活性炭纖維亞甲基藍(lán)吸附性能的影響[A].2013中國食品包裝學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C].2013[4] Xiao-Qi Yu. Cyclen-Based Lipids and Polymers as Gene Vectors[A]. 第八屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C].201 3[5]李東陽，城市污 水處理廠技術(shù)改造問題探討[A].土木工程建造管理:遼寧省土木建筑學(xué)會建筑施工專業(yè)委員會論文集[C].2012[6] 王秀玲,王曉男. 淺析建筑排水小型污水處理[A]. 土木工程建造管理: 2008年遼寧省土木建筑學(xué)會建筑施工專業(yè)委員會論文集[C].2008中國煤化工MHCNMH G