摘要：在經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，由于污水處理能力的不足和技術(shù)的滯后，使得我國(guó)成為污水排放得不到良好的處理。尤其是中小型污水處理廠常因能耗太高，運(yùn)行費(fèi)用不足，而不能正常運(yùn)行。基于此，文章對(duì)當(dāng)前的中小型污水處理廠節(jié)能途徑進(jìn)行分析，以期能夠提供一個(gè)借鑒。

　　關(guān)鍵詞：核心期刊職稱論文,污水處理廠,節(jié)能途徑,措施

　　1.污水處理廠能耗分析

　　污水處理廠節(jié)能的首要任務(wù)是分析不同污水處理工藝的能耗水平及污水處理廠高能耗的設(shè)備工序，是否可通過工藝流程設(shè)計(jì)和管理等措施來降低能耗。總體來看，污水處理廠的能耗主要分布在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

　　1.1污水提升系統(tǒng)：一般情況下，污水處理廠的設(shè)計(jì)根據(jù)地形特點(diǎn)，需要將污水通過一級(jí)或幾級(jí)泵站提升到一定的高度形成水位差，后續(xù)處理以污水的自然流態(tài)進(jìn)行。污水提升系統(tǒng)的能耗一般占全廠能耗的10%～20%;

　　1.2污水預(yù)處理系統(tǒng)：污水預(yù)處理系統(tǒng)主要包括格柵、沉砂池和初沉池。格柵主要攔截污水中粗大的漂浮物，其能耗主要表現(xiàn)在污水經(jīng)過格柵時(shí)引起的水頭損失;同時(shí)，清理柵渣的機(jī)械也將耗能。沉砂池和初沉池用以除去污水中粗大的砂粒及比重較大的懸浮物，刮砂刮泥設(shè)施會(huì)有一定的能耗，約占全廠電耗的 2%～3%;

　　1.3污水處理系統(tǒng)：曝氣池(生物池)是污水處理的核心。曝氣池是好氧處理工藝的能耗大戶，常規(guī)的曝氣池供氧方式有鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣兩種，需要用鼓風(fēng)機(jī)或表曝機(jī)向污水中鼓入空氣，使空氣與污水充分混合，提高污水溶解氧，滿足好氧細(xì)菌的生長(zhǎng)條件，提高其凈化污水的能力。此過程需要用到鼓風(fēng)機(jī)、機(jī)械攪拌器等，因鼓風(fēng)機(jī)或攪拌機(jī)的功率大，且要晝夜運(yùn)行，其能耗約占污水處理廠總能耗的50%～70%;

　　1.4污泥回流系統(tǒng)：為了提高污水處理效果，保持曝氣池的混合液懸浮固體(MLSS)濃度，需要一定量的污泥回流，回流泵會(huì)消耗一部分能量。其能耗約占污水處理廠總能耗的6%左右;

　　1.5污泥處理系統(tǒng)：污泥處理階段的濃縮、消化、脫水及傳輸?shù)龋�耗能也比較大，其能耗約占污水處理廠總能耗的10%～25%;

　　1.6污水處理廠照明及附屬設(shè)施能耗：污水處理廠內(nèi)各個(gè)單元的照明用電，辦公室用電，化驗(yàn)室分析儀器設(shè)備用電等，其能耗約占污水處理廠總能耗的 2%～3%。對(duì)污水處理廠進(jìn)行處理工藝和單元過程的能耗進(jìn)行分析是有效運(yùn)轉(zhuǎn)和管理的需要，能提高能源利用率，降低處理成本，對(duì)緩解中國(guó)當(dāng)前的能源危機(jī)及保障污水處理廠正常運(yùn)行具有重要意義，還能在污水處理廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段體現(xiàn)節(jié)能的指導(dǎo)思想。

　　2.污水處理廠節(jié)能降耗對(duì)策

　　2.1關(guān)鍵設(shè)備節(jié)能選型

　　關(guān)鍵設(shè)備的選擇會(huì)對(duì)污水處理廠的能耗產(chǎn)生重要影響。首先是做好泵的選擇。泵的選擇和運(yùn)行會(huì)對(duì)污水處理廠的能耗產(chǎn)生直接影響，而泵的能耗影響因子則主要是參考泵的流速和流量，通常情況下要滿足所選擇的泵的規(guī)格能夠?qū)崿F(xiàn)峰值流量以及后期水量增長(zhǎng)的需求，因此，一般使用大小泵或變頻與定速泵組合的方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。其次是控制系統(tǒng)。選擇合理的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以縮短反饋周期，為采取相關(guān)調(diào)整措施提供參數(shù)依據(jù)。再次是電機(jī)的選擇。據(jù)測(cè)算，95%的污水處理廠輸送和處理系統(tǒng)的電耗是用在了提升泵和曝氣系統(tǒng)。因此，選擇與荷載相匹配的電機(jī)，做好電機(jī)的日常維護(hù)可以有效提供電機(jī)的運(yùn)行能效。

　　(1)推廣使用變頻設(shè)備

　　通過使用變頻調(diào)節(jié)，節(jié)能效果顯著。如潛水提升泵，采用變頻調(diào)速，實(shí)踐證明能耗比直接啟動(dòng)降低約30%。鼓風(fēng)機(jī)使用磁懸浮變頻鼓風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)由磁浮軸承控制器、變頻器和高速電機(jī)三部分組成。由于取消了增速器及聯(lián)軸器，因此沒有額外的磨擦損失，再加上磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)采用磁懸浮軸承，軸承磨擦損失也沒有了，使得其能源消耗及操作成本大大減少。特別是污水處理廠的風(fēng)機(jī)、大動(dòng)力設(shè)備一直在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，這樣就需要利用閘閥控制風(fēng)量、流量，結(jié)果就是損失了大量的電能。而改為變頻調(diào)節(jié)后，通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速(也就是改變了電機(jī)的輸出功率)來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，我們知道，功率和轉(zhuǎn)速的平方成正比，因此大大減少了損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

　　(2)節(jié)能照明

　　污水處理廠是24小時(shí)全天候作業(yè)的工廠，所以會(huì)消耗大量的電能，在廠區(qū)室內(nèi)外等地方都有高耗能的照明設(shè)備，所以在照明方面也要做到節(jié)能。在最初選用照明設(shè)備時(shí)，要選擇控光性能合理的節(jié)能燈，這樣可以保證供電的穩(wěn)定和節(jié)能的目標(biāo)。同時(shí)照明燈具還要具有環(huán)保、節(jié)能、綠色等特點(diǎn)，可以采用智能控制系統(tǒng)，通過智能操作實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。污水處理廠還要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造出適合污水處理廠的照明燈具，做到既能實(shí)現(xiàn)處理污水的目的，又能很好地實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的效果。

　　(3)優(yōu)化電機(jī)控制和配置

　　污水處理廠的電能主要是電機(jī)產(chǎn)生的，所以要對(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃，電機(jī)主要有攪拌器、風(fēng)機(jī)、各類水泵等設(shè)備。首先要做好電機(jī)的選用工作，應(yīng)該選用大廠生產(chǎn)的有保障的產(chǎn)品，其效率要盡可能高、壽命要盡可能長(zhǎng)。目前我國(guó)污水處理廠的電機(jī)主要來自進(jìn)口，要選用那些負(fù)債率比較高的電機(jī)，從而可以改善電機(jī)的自然功率因數(shù)。其次污水處理廠的水泵選擇，主要考慮自然因素，比如當(dāng)?shù)氐慕邓�量等方面，保證水泵在日常狀態(tài)中處于低效運(yùn)轉(zhuǎn)，而在降水季節(jié)處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以起到節(jié)約能源的作用，因?yàn)樗�泵這樣的電機(jī)會(huì)消耗大量的能源，所以要根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整水泵的使用情況。

　　(3)降低線路損耗

　　降低線路消耗的方法主要包括：第一，選用電阻較低的材料作為電纜電阻，比如銅芯就是電阻率比較低的一種，其高效率的作用抵消了高價(jià)格的劣勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度應(yīng)該選用銅芯電阻;第二，對(duì)于電纜的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能小，這樣可以方便配置電纜的具體走向，同時(shí)要盡可能實(shí)現(xiàn)電能的二次分配，因?yàn)檫@樣可以降低電纜長(zhǎng)度，最終達(dá)到降低線路損耗的目的;第三，對(duì)于電纜橫截面的面積應(yīng)該盡可能加大，因?yàn)檫@樣會(huì)減少能源的利用，橫截面的面積要與電壓損失、熱穩(wěn)定等因素保持一致，綜合考慮各個(gè)方面的因素，達(dá)到最低投資的目的。

　　2.2使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)

　　供配電系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)應(yīng)該在設(shè)計(jì)、優(yōu)化階段，而這塊往往容易被大家忽視。一方面很多時(shí)候配電系統(tǒng)以及部分設(shè)備并不是完全由工廠自己決定，另外是考慮到初投資的問題，因此對(duì)于使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)并沒有得到完全認(rèn)可，其結(jié)果是雖然減少了原始投資卻導(dǎo)致后續(xù)成本增加。因此建議新上項(xiàng)目一定要慎重考慮供配電節(jié)能環(huán)節(jié)。

　　(1)推廣使用節(jié)能型變壓器。變壓器是輸變電行業(yè)中的耗能大戶，據(jù)估計(jì)，我國(guó)變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右，如損耗每降低1%，每年可節(jié)約上百億度電，推廣節(jié)能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器，如果已經(jīng)使用油浸變壓器，在條件允許的情況下可以進(jìn)行改造，油浸變壓器維護(hù)的工作量和費(fèi)用相對(duì)也比較大，這也是油浸變壓器的明顯的不足之一。

　　(2)安裝無功補(bǔ)償裝置。功率因數(shù)的高低對(duì)工廠企業(yè)來說其重要性不言而喻，因此，必須設(shè)法提高工廠供電各相關(guān)部分的功率因數(shù)，以充分利用變、配、用電設(shè)備的容量，增加其輸電能力，減少功率損耗和電能損耗，以達(dá)到節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的目的。在客戶端設(shè)置無功補(bǔ)償裝置是有必要的，尤其對(duì)大客戶，特別是有大型電機(jī)居多，感性設(shè)備居多的情況下有必要考慮無功補(bǔ)償裝置，提高供電品質(zhì)。

　　2.3節(jié)能減排管理措施

　　加強(qiáng)日常管理，可以為污水處理廠節(jié)能降耗提供科學(xué)化的運(yùn)行方式。首先是做到對(duì)相關(guān)設(shè)備的定期維修，經(jīng)常清洗管道，對(duì)于泵吸壓力突然增大以及水頭或吸程逐漸升高或降低時(shí)都需要引起重視，及時(shí)查明原因。其次是做好負(fù)荷管理與水量調(diào)度，錯(cuò)開用電高峰，降低峰值負(fù)荷;再次是優(yōu)化運(yùn)行體系。污水處理廠的主要節(jié)能降耗措施之一是要做到運(yùn)行的合理優(yōu)化，做到對(duì)系統(tǒng)部件進(jìn)行及時(shí)更換，并對(duì)更換后所產(chǎn)生的能耗影響進(jìn)行分析，選擇一種合理的優(yōu)化運(yùn)行方案。最后是建立完善的激勵(lì)機(jī)制。加大節(jié)約意識(shí)的宣傳力度，鼓勵(lì)全員參與，制定科學(xué)完善的能耗考核指標(biāo)，做到獎(jiǎng)懲分明，充分發(fā)揮激勵(lì)機(jī)制的積極效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和個(gè)人雙贏。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　對(duì)于中小型污水處理廠來說，加強(qiáng)電氣的節(jié)能降耗具有非常重要的意義，因此，針對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從設(shè)備的選型、改造、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行考慮，從而降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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