污水处理厂运行的节能降耗技术进展

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1、污水处理厂运行的节能降耗技术进展　　摘要：随着城镇污水处理处理规模的增加，污水厂的能耗也越来越引起重视。文中从污水处理厂的能耗单元审核、运行参数控制、设备升级改造等方面总结和分析了各种最新的节能降耗技术，并研究了其可行性。还结合国外污水处理厂运行中的经验，对其中的一些技术方法提供了实际应用的案例。提出了今后要从污水处理设计、设备选型、运行管理控稍、维护、升级改造等每个环节中贯彻节能降耗技术，以达到降低污水处理成本、减小用电量的目标。关键词：污水处理厂节能降耗运行维护升级改造　　1前言　　在活性污泥处理系统中，污水厂能耗成本占污水

2、厂运营维护成本的30一80％。根据美国的用电统计，城镇污水处理厂的总电耗约占美国总电力负荷的3％。随着人口的增长和污染物去除标准的不断提高，未来15年内用于污水处理的总用电量还将继续增加20％以上。　　在我国，随着近几年全国各县级以上城市污水处理设施的不断上马，污水处理率也不断提高，而且在国家政策鼓励的作用下，今后几年里污水处理投资和建设规模还在加大，导致了各地的电力资源紧缺的矛盾日益突出。因此，研究污水处理厂的能耗管理和节能降耗措施，降低污水处理厂的运行总能耗，对我国的经济和社会发展具有重要的意义。　　2污水处理厂的能耗使用分

3、析　　根据我国学者的研究结论，我国城市污水处理厂能耗主要用于污水、污泥的提升，生物处理的供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中污水生物处理和污泥处理的单元过程耗能量要占污水厂直接能耗的60％以上。在不同污水处理厂的运行中，实际能耗还与污水厂规模、污水的水质特征、处理程度、处理工艺、运行模式等因素有关。　　要评价污水处理设施的能耗和成本，首先要对各用电设备的情况进行统计分析。美国华盛顿州卫生署(WSSC)推荐所在区的污水厂建立一个能耗信息系统(EIS)，以便对处理工艺流程中各处理单元的耗能项目，包括各种设备和建筑物的开关、功率、运

4、行状态等信息通过在线传感器实时获取，并将信息自动分类记录储存在EIS系统中，从而建立各个耗能单元的能耗信息数据库，以计算污水厂的能量效率；另外，根据与同类设备或其它厂的处理单元的能耗数据比较，可以发现是否存在有高耗低效的运行环节，再对这些环节进行详细的核查，分析其原因，为污水厂的节能优化运行提供依据。例如在美国华盛顿州的BluePlain污水处理厂将各个能耗单元的用电情况、需求以及运行成本等数据集成在EIS里，该系统取代了传统的电子表格，让管理人员实时掌握和调整设备运行。　　3污水处理厂节能途径与技术　　3．1污水厂能量利用审核

5、　　能量利用审核管理不仅能为处理厂运转提供可靠的基础数据，而且可指导处理厂工艺方案的选择与节能改造。采用生命周期成本分析等方法，对处理系统和各单元组件进行分析并优化，以达到降低能耗需求和成本的目的；采用能量利用评价程序对能量和用进行审核，还能用以辅助管理污水厂的设备的维护，确定设备升级改造或者更换的最佳时机M]。能量审核评价程序分为两步，第一步是工程可行性研究，包括推荐技术方案的评估，初步设计工作，以及项目的工作范围、成本以及财务评价等；第二步是详细设计工作，包括施工、试运行、培训、运行与维护，并根据在线监测来检验系统改造后的成

6、果。从工程的前期到工程运行后的整个流程对污水厂的能耗状况进行审核，以确定具备节能降耗潜力的单元。　　3．2控制污水厂运行参数　　(1)反应器单体在线数　　考虑到今后发展的要求，或者为了抵抗工业废水和暴雨径流的冲击负荷，一般污水处理厂设计时都会预留一定的容量，在运行中反应器容积如全部在线，会导致活性污泥系统长期处于低负荷运行状态。如果负荷率能维持在正常水平的话，那么能量的利用率也可以提高。例如，在旱季时，如果污水厂的生物反应器有2个或2个以上在线时，建议对污水厂的运行情况进行分析，评价在停止其中一个运行后对污水厂的运行负荷是否会对

7、出水造成影响，大部分污水厂在旱季减少反应器容积后仍能保持较好的处理效果。　　(2)单位容积的能量输入　　生物反应器内能量的输入必须满足均匀混合和氧气传递的需要。如图1所示，最低能量输入值是保证污泥处于悬浮状态所需的能量，如果单位容积内能量输入超过最大需要值，活性污泥絮体会发生剪切作用而被破坏，从而影响污泥的沉降性能。表1提供了活性污泥系统能量输入的指导值.　　　　(4)平均细胞停留时间MCRT　　通过控制活性污泥的MCRT也可以实现节能的目的。一般丽言，在不需要进行硝化的反应器中，MCRT控制在6—10d，在温度20。C时，基本

8、能满足碳基BOD的去除效果；而有硝化要求的反应器中，MCRT一般至少需要8～10d，才能出现硝化反应，当MCRT达到20d以上时，硝化反应才能较完全。从能耗对比来看，不需要硝化脱氮的反应器的能耗比进行硝化反应的能耗可以节约30—40％。　　3．3升级改造设备和控