城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗措施

時(shí)間:2022-03-15 03:29:48

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城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗措施

摘要:目前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用技術(shù)還存在欠缺,無(wú)法達(dá)到最理想的節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn),其能耗大、運(yùn)營(yíng)成本高成為阻礙城鎮(zhèn)污水處理廠正常發(fā)展的主要因素。本文介紹了城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗現(xiàn)狀,從污水處理廠的工藝流程著手,提出了相應(yīng)的節(jié)能降耗措施,為城鎮(zhèn)污水處理廠解決能耗問(wèn)題提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞:城鎮(zhèn);污水處理廠;能耗;節(jié)能降耗

1城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗現(xiàn)狀

污水處理廠的污水處理原理就是通過(guò)一定的技術(shù)手段將污水中的污染物和雜質(zhì)分離出來(lái),獲得能夠達(dá)到一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水源。以往的污水處理廠建設(shè)只是為了減少污水對(duì)于環(huán)境的污染,對(duì)于處理后的水源質(zhì)量要求相對(duì)較低,但隨著我國(guó)水資源短缺現(xiàn)狀愈發(fā)嚴(yán)重,污水處理廠處理后的水源用途逐漸增加,要實(shí)現(xiàn)水資源利用效率的提升,進(jìn)行循環(huán)再利用,污水處理技術(shù)要不斷進(jìn)步,這在一定程度上加大了污水處理廠的難度,污水處理廠需要消耗更大的能源資源,成本更高。而高能耗的污水處理也是對(duì)城鎮(zhèn)資源的一種消耗,也會(huì)造成一定的污染,因此,城鎮(zhèn)污水處理廠只有不斷進(jìn)行技術(shù)提升,才能做到節(jié)能降耗的同時(shí),實(shí)現(xiàn)污水處理的目標(biāo)。當(dāng)前常武地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝主要采用A2/O+轉(zhuǎn)盤過(guò)濾器+消毒(主體工藝),工藝流程:進(jìn)水→粗格柵→污水提升泵→細(xì)格柵→沉砂池→A2/O生化池→二沉池→轉(zhuǎn)盤濾池→消毒→排入河道。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)上述流程中,二級(jí)處理單元耗能最大,大約占整個(gè)污水廠總能耗的69%;其次是預(yù)處理單元,約占總能耗的21%,污泥處理單元等其他約占總能耗的10%。由此可見(jiàn),節(jié)能潛力最大是預(yù)處理與二級(jí)處理單元,其次是污泥處理單元。因此節(jié)能應(yīng)從這三個(gè)處理單元著手,對(duì)其主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行方法進(jìn)行挖掘,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)污水處理系統(tǒng)的節(jié)能。

2城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗措施

2.1二級(jí)處理單元節(jié)能降耗措施。二級(jí)處理單元能耗主要集中在鼓風(fēng)機(jī)、攪拌器和內(nèi)外回流泵。表1為整個(gè)二級(jí)處理單元的相關(guān)設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)。表1二級(jí)處理單元的相關(guān)設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)表由表1可見(jiàn),鼓風(fēng)機(jī)在整個(gè)二級(jí)處理單元能耗中占絕大部分,高達(dá)75%,占總能耗的51%以上,可見(jiàn)這一部分的能耗控制是整個(gè)污水處理節(jié)能減耗的關(guān)鍵所在。因此合理選用鼓風(fēng)機(jī)很重要。城鎮(zhèn)污水處理廠在選擇鼓風(fēng)機(jī)時(shí),首先要對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的壓力進(jìn)行嚴(yán)格要求,保證壓力的充足。在對(duì)曝氣池的充癢過(guò)程中,鼓風(fēng)機(jī)需要克服管道內(nèi)的阻力以及曝氣池液位高程或堵塞增加的阻力等情況,充足的壓力是保證鼓風(fēng)機(jī)正常工作不受阻力影響的前提。而風(fēng)機(jī)的流量也是風(fēng)機(jī)選型的重要依據(jù),如果是在小流量范圍內(nèi),可選用羅茨鼓風(fēng)機(jī),這一鼓風(fēng)機(jī)相對(duì)低廉,也能達(dá)到工作要求;中流量的情況下,多級(jí)離心風(fēng)機(jī)性能好,性價(jià)比更高;大流量范圍內(nèi),可選用單及離心風(fēng)機(jī),其能耗相對(duì)較低,成本也比較低廉。2.2預(yù)處理單元節(jié)能降耗措施。預(yù)處理單元最大的耗能設(shè)備是污水提升泵,是該單元節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備。進(jìn)水泵約占預(yù)處理單元能耗的95%,占據(jù)污水處理總能耗的19.5%,可見(jiàn)其能耗之大。要實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行中的節(jié)能降耗目標(biāo),可在水泵設(shè)計(jì)中合理處理,增加節(jié)能設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段,我國(guó)水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程值較高,導(dǎo)致設(shè)備能耗高,因此,要合理設(shè)計(jì)水泵揚(yáng)程,根據(jù)地形進(jìn)行細(xì)致的水力學(xué)計(jì)算確定污水處理系統(tǒng)的總水位差。此外,現(xiàn)在一些城鎮(zhèn)的污水處理廠泵房無(wú)法對(duì)水量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié),導(dǎo)致泵房能耗高,因此,要對(duì)泵房進(jìn)行改造升級(jí),利用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)控制水量的連續(xù)調(diào)節(jié),提升泵房與其他設(shè)備的協(xié)調(diào)合作,提高污水處理運(yùn)行效率。2.3污泥處理單元節(jié)能降耗措施。目前,城鎮(zhèn)污水處理廠中對(duì)于污泥處理技術(shù)應(yīng)用較多,而這些技術(shù)過(guò)程又需要消耗大量的電能,而在整個(gè)污泥處理技術(shù)環(huán)節(jié)中,污泥脫水系統(tǒng)能耗最大,要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo),就需要在這一環(huán)節(jié)采用高效絮凝劑來(lái)控制投加量,協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系,降低電能消耗。污泥處理技術(shù)中要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,還可以選用低能耗的污水處理設(shè)備,例如帶式濃縮脫水一體機(jī)、臥螺沉降離心脫水機(jī)等低能耗設(shè)備,此外,還可以通過(guò)厭氧池的建設(shè)利用沼氣實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。污泥處理處置過(guò)程的節(jié)能降耗措施還包括污泥立式高干度脫水、污泥囊式厭氧消化、污泥除砂預(yù)處理、高效熱解爐、四軸式大容量漿葉干化、生物質(zhì)燃?xì)饧兓?,這些節(jié)能減耗措施大大提高了我國(guó)污泥處理工藝的節(jié)能降耗水平,強(qiáng)化了污泥轉(zhuǎn)化為燃?xì)?、燃料等多途徑能源化與資源化利用的效率。目前,相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的核心裝備促進(jìn)了我國(guó)市政污泥及其它有機(jī)質(zhì)廢棄物的處理與利用水平的提升,在全國(guó)多個(gè)污泥處理處置工程中得到推廣,應(yīng)用產(chǎn)值達(dá)到近億元,為我國(guó)市政污泥處理、處置與能源化利用技術(shù)水平提升起到了有力的支撐作用。

3城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗發(fā)展前景

污水處理是城鎮(zhèn)發(fā)展的必然要求,當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理廠的污水處理節(jié)能降耗技術(shù)還在進(jìn)一步研發(fā)中,未來(lái)污水處理廠將通過(guò)技術(shù)改革,實(shí)現(xiàn)污水處理的低能耗、高效率處理目標(biāo)。污水管網(wǎng)、污水泵站和污水處理廠共同組成了一座城市龐大的污水處理系統(tǒng),如何保障這些污水處理設(shè)施高效、安全、滿負(fù)荷運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放、設(shè)備節(jié)能降耗、人員成本降低,考驗(yàn)著每個(gè)污水處理系統(tǒng)的管理運(yùn)行能力。作為國(guó)家“十二五”水專項(xiàng)研究課題,無(wú)錫市排水有限公司研發(fā)的“污水管網(wǎng)與污水處理廠聯(lián)合運(yùn)行與調(diào)度系統(tǒng)”,為聯(lián)合調(diào)度、優(yōu)化運(yùn)行、安全管理提供技術(shù)保證。該系統(tǒng)引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),能對(duì)能源進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度,達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo);同時(shí),該系統(tǒng)還使用了現(xiàn)代的GPS和PCL技術(shù),能借助儀表和攝像功能實(shí)現(xiàn)操作的有效控制,整個(gè)系統(tǒng)人工智能,所有設(shè)備的數(shù)據(jù)均能實(shí)現(xiàn)共享,提升了監(jiān)測(cè)和管理的精準(zhǔn)度,使得污水處理廠的工作運(yùn)行更加便捷和順利,控制水平顯著提升;此外,該系統(tǒng)能隨時(shí)進(jìn)行智能調(diào)度,也確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。“污水管網(wǎng)與污水廠聯(lián)合運(yùn)行與調(diào)度系統(tǒng)”已在無(wú)錫市城北污水處理廠完成并應(yīng)用,該系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)空白,實(shí)現(xiàn)了由“經(jīng)驗(yàn)?zāi)J健毕碌娜斯ふ{(diào)度向“數(shù)字模式”下的智能調(diào)度轉(zhuǎn)型,該示范工程的實(shí)施,為城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗的發(fā)展明確了方向。

4結(jié)語(yǔ)

由于污水處理的高能耗使一些基建投資不能發(fā)揮其應(yīng)有的效益,因此污水廠的建設(shè)應(yīng)選擇合理的處理工藝,盡可能使用節(jié)能設(shè)備和裝置,同時(shí)借鑒技術(shù)先進(jìn)運(yùn)行效果好的污水處理廠的經(jīng)驗(yàn),污水處理技術(shù)才能向低能耗、高效率的方向發(fā)展。

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作者:張凡陽(yáng) 單位:江蘇大禹水務(wù)股份有限公司