城市污水处理厂能耗研究和节能降耗措施探究

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1、城市污水处理厂能耗研究和节能降耗措施探究　　摘要：指出了城市污水处理是能源密集的高能耗产业之一，因此，污水处理厂的能耗也越来越引起重视。分析了城市污水处理厂运行消耗的资源主要包括电能、自来水和药剂，从污水的提升系统、曝气系统、污泥的脱水系统及废弃物的综合利用等方面提出了城市污水处理厂节能降耗的主要措施，以期为污水处理厂生产管理提供参考。关键词：污水处理厂；节能降耗；可持续发展1引言城市污水处理是高能耗行业之一。高能耗一方面造成了污水处理设施运营成本高，致使一些中小型污水处理厂难以正常运行；另一方面，也在

2、一定程度上加剧了我国现阶段的能源危机。面对“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标，城市污水处理行业须在保证出水稳定达标的前提下，承担着相应的节能减排任务，同时降低污水处理成本，实现污水处理企业的可持续发展。而管理和运营好污水处理厂，在保证污水处理量和污水达标排放的前提下，优化运行管理方案，节约能源使用，降低处理成本是实现这一目标的根本手段[1]。11国内外对城市污水处理能耗的研究远远落后于对污水处理机理和应用的研究，而分析污水处理厂主要的资源消耗，确定

3、处理过程节能的方向和环节是实现清洁生产和循环经济的关键课题，但在我国尚无系统的研究。因此，针对我国污水处理行业的具体状况，在国内外研究成果和实践经验的基础上，参考当前城市污水处理厂的运行情况，分析污水处理厂消耗的主要资源，在不改变原有污水处理工艺的基础上采取节能降耗措施，对污水处理厂的运行进行优化管理，使其在保证出水水质稳定达标的前提下减少污水处理厂的能耗及其他资源的消耗，节约生产运行费用，这也是保障污水处理厂正常运行的必要手段[2]。因此，围绕着节能、降耗、减污、增效的清洁生产目标对污水处理厂节能降耗

4、措施的研究十分必要。2城市污水处理厂消耗的主要资源2.1电耗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[3]。随着我国城镇污水处理事业的快速发展，污水处理厂电耗占全国总电耗的比例也在逐年增加。目前我国城镇污水处理厂平均电耗为029kW·h/m3，82%以上的污水处理厂电耗不低于044011kW·h/m3，相当于发达国家20世纪初或更早期的水平，因此，仍存在很大节能潜力[4]。城市污

5、水处理厂中电耗主要发生在污水提升系统、二级生化处理的供氧系统和污泥处理系统三部分，分别占工艺总电耗的25%、55%和13%[5]。其中二级生化处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上，鼓风机占二级处理单元电耗的7513%，占总运行电耗的5181%，是全厂最大的耗能处理单元，因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上[6]。2.2药耗城市污水处理厂使用的药剂主要为用于污泥脱水的絮凝剂，目前，通常使用聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化铝（PAC）等人工合成的絮凝剂，絮凝效果不理想，

6、通过调查平均处理每万吨污水需消耗约9kgPAM，目前市场上的一般的PAM每吨在25～5万元之间，大量的絮凝剂的消耗，增加了污水处理成本。此外，这些絮凝剂具有毒性而且难于生物降解，当填埋后会再次进入环境可能造成二次污染。2.3新鲜水耗目前，部分污水处理厂尚未建立中水回用系统，处理后的达标水直接排入纳污水体。污水处理厂厂内污泥脱水车间的反冲洗用水、配药用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水、办公用水均用自来水。因此，和先进的污水处理厂相比自来水耗大，增加了污水处理成本，同时浪费了水资源。3城市污水处理厂主

7、要的节能降耗途径113.1节约电能的途径污水处理厂在保证出水达标的前提下要节省电能，减少成本的支出，可以从生产工艺着手，重点是功率大的机电设备，如污水提升泵、曝气机、污泥脱水机、污泥回流泵等。3.1.1污水提升泵11污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，具体有如下措施：正确科学地选择水泵，使其在高效率下工作；合理利用地形，通过减小污水的提升高度来降低水泵的扬程；变频调速技术的应用：通过变频器调整电机转速，降低水泵提供的扬程使之与实际需要相符合，降低排水单耗，而且变频器还可以控制水泵运行台数，从而节约大

8、量的能源。变频器可设置节能功能，也就是当变频调速使电动机在变频状态下运行时，变频器可以随时搜索电动机最佳工作点，使电动机在任何情况下，电流最小，功率因素和效率趋于最佳工况；削切叶轮：污水提升泵若采用离心式水泵，则其流量、扬程、轴功率和泵轮直径近似有以下规律：流量与泵轮直径比的1次方成正比，扬程与泵轮直径比的2次方成正比，轴功率与泵轮直径比的3次方成正比。因此，可以采用切削泵轮直径的方法（因叶片的角度已无法改变），从而降低设计扬程，使水泵工作