污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径

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1、污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径1能耗分析城市污水处理厂消耗的能源主要包括电、燃料及药剂等潜在能源，其中电耗占总能耗的60％～90％，具体电耗分布情况因工艺和管理水平的不同而有差异(见表1)。表1部分城市污水厂电耗情况厂名规模(104m3/d)处理等级电耗(kW·h/m3)备注上海西区污水厂1.220.218无消化上海曹杨污水厂2.020.232上海东区污水厂4.5~5.020.335太原北郊污水厂1.420.255有消化根据资料分析不难得出以下结论：①污水处理电耗占全厂总电耗的50％～80％，污泥处理仅占15％～40％，可见污水处理是处理

2、厂耗电大户，自然也就是节能重点。其中又以提升泵、风机为重中之重。②表1列出4个污水厂均为老厂，无污泥脱水等工艺，处理单位污水耗电量约0.262kW·h/m3，从表面上看与日本全国平均0.260kW·h/m3相近，比美国0.20kW·h/m3稍高。但仔细分析就会发现：日本沉砂池普遍有洗砂、通风、脱臭等，约耗电0.01kW·h/m3；美、日两国普遍对出水进行消毒处理，该项电耗约0.002kW·h/m3；美、日两国对污泥都进行消化、脱水、焚烧处理，美国还进行气浮处理，约耗电0.05～0.1kW·h/m3，而回收的能源均未计算在内。另外，美、日两国自

3、控设备比我们多，照明空调等耗电也比我们多不少。可见老厂节能问题十分突出，潜力巨大。2提升泵的节能提升泵的电耗一般占全厂电耗的10％～20％，是污水厂的节能重点。提升泵的节能首先应从设计入手，进行节能设计；对于已投产的污水厂，仍能通过加强管理或更换部分设备进行节能。2.1精确计算水头损失，合理确定泵扬程从泵的有效功率NU=γQH可以看出当γ、Q一定时，NU与H呈正比，因此降低泵扬程节能效果显著。如天津东郊污水厂总水位差4.5m，小于纪庄子污水厂的6m，仅此一项每年即可节电100×10.4kW·h。然而，目前进行污水厂设计时，水头损失估算普遍偏高

4、，导致泵扬程计算值偏高。在日本一般污水厂总水位差仅2.0m左右，可见我们的差距还很大。降低泵扬程可采取以下措施：①总体布置要紧凑。连接管路要短而直，尽量减小水头损失。②改非淹没堰为淹没堰［1］，落差可由35～40cm减少到10cm。③日本总水位差小的关键在于初沉池、曝气池、二沉池均采用方形平流式，三池为一体，首尾相连，水流通畅，从而最大限度地减小了水头损失。虽然造价比辐流式要高一些，但其差价很快可以从节电效益得到补偿。平流式沉淀池在我国应用较少，主要原因是刮泥设备不过关，近年来环保设备技术水平有了长足进步，所以平流式沉淀池应用前景广阔。2.2

5、流量调节方式污水厂进水量往往随时间、季节波动，如果按目前通行的以最大流量作为选泵依据，水泵全速运转时间将不超过10％［2］，大部分时间都无法高效运转，造成能源浪费。由轴功率N=NU/η1(η1为泵运行效率)可以看出，一定流量扬程下NU是一定的，而泵的轴功率直接由η1决定，所以应选择合适调控方式，合理确定泵流量，以保证泵始终高效运转。2.2.1转速加台数控制方式目前国外大型污水厂普遍采用转速加台数控制方法，定速泵按平均流量选择，定速运转以满足基本流量的要求；调速泵变速运转以适应流量的变化，流量出现较大波动时以增减运转台数作为补充。但是由于泵的特

6、性曲线高效段范围不是很大，这就决定了对于调速泵也不可能将流量调到任意小，而仍能保持高效。四种调速方法效率-转速关系如图1。2.2.2其它调节方式除调速外还有一些流量调节方式，不需添置设备，只需加强管理，就可很快收到可观效益。①机构调节主要指水量出现大的波动时关闭或开启出水闸，这样虽然会增大水头损失，但因N-Q曲线为上升曲线，所以还是有一定节能作用的。②运行方式调节一般可以很简单地采用随进水量增减台数的方法进行，通过缩短运行时间达到节能目的。这一点在各厂都已采用，但要注意对于大型水泵，因为启动电流很大，所以应尽量避免频繁启动。③调整改造离心式水

7、泵都配有一系列直径的叶轮，可简单地通过更换叶轮使水泵适应低于额定流量的流量。另外，在确认流量为恒定低流量后，还可以采用切削叶轮的方法。2.3选用高效电机及传动装置泵系统电耗W=tNU/(η1η2η3)式中η2、η3--传动效率和电机效率t---运行时间因此可从η2、η3入手，采用高效电机进行节能。高效电机没有一个准确定义，一般效率比常规电机高2％～8％，虽然提高幅度不大，但因为污水泵大多为大功率、24h运转，所以即便只提高1％,节能效果也是很明显的。当然高效电机价格比普通电机高15％～60％，所以采用该方法应进行经济校核，看是否能在使用期内由

8、节电效益收回投资。3曝气系统的节能鼓风曝气系统电耗一般占全厂电耗的40％～50％，是全厂节能的关键。最根本的节能措施就是减小风量，而减小风量必须提高扩散装置效率，降