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污水處理屬于能耗密集型行業(yè)，所消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等，其中電耗占總能耗的60%～90%。所以，控制污水廠運(yùn)行成本最主要的工作就是對(duì)電耗成本的控制。
為此，全國(guó)各地污水廠在省電這件事上下足了功夫，可謂是“八仙過(guò)海，各顯神通?！?/strong>
比如，被5.4萬(wàn)塊光伏發(fā)電板覆蓋的武漢北湖污水處理廠。其不僅能“除污”半個(gè)武昌城的水，一年還能提供2200萬(wàn)度電，可省下1540萬(wàn)元電費(fèi)。
再比如，重慶市南岸區(qū)雞冠石污水處理廠，它擁有國(guó)內(nèi)首座建在污水廠內(nèi)的尾水發(fā)電站。通過(guò)每日80萬(wàn)噸尾水和排放落差進(jìn)行水力發(fā)電，一年發(fā)電量1000萬(wàn)千瓦時(shí)，可節(jié)約電費(fèi)為600萬(wàn)元/年，真正實(shí)現(xiàn)了“污水廠+發(fā)電站”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。
看到這里，相信很多水友心里都得罵上一句：“這不扯淡嗎！這種省電方式，你讓我們傳統(tǒng)中小型污水廠怎么學(xué)？”
“別罵了?！?/span>今天，小編就準(zhǔn)備了8招適用于中小型污水廠的省電節(jié)能策略——
進(jìn)水泵是預(yù)處理單元最大的耗能設(shè)備，是該單元節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備。
污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個(gè)提升系統(tǒng)，主要包括：- 正確科學(xué)地選擇水泵，使其在高效率下工作；
- 合理利用地形，通過(guò)減小污水的提升高度來(lái)降低水泵的軸功率；
- 定期對(duì)水泵進(jìn)行維護(hù)，減少摩擦也可以降低電耗等。
污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個(gè)提升系統(tǒng)，必須將水泵系統(tǒng)和管道系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)系統(tǒng)的特性來(lái)選擇合適的水泵。由于污水量往往隨著季節(jié)、天氣、用水時(shí)間等不斷變化，因此選擇的水泵必須滿足系統(tǒng)輸送最大流量的需求。但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，采用最大流量選取的水泵實(shí)際上全速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間不超過(guò)10%，大部分時(shí)間內(nèi)水泵處于低效運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，為了使水泵處于高效工作狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)管道系統(tǒng)的特性曲線選擇合適的水泵。水泵電機(jī)不能將所有輸入的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，電機(jī)輸出的機(jī)械能與使用電能的比值稱(chēng)為電機(jī)效率。電機(jī)效率一般為70%～96%，電機(jī)在低負(fù)荷下工作一般效率較低。選擇與水泵負(fù)荷相匹配動(dòng)力的電機(jī)對(duì)于保持電機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。通常選擇大功率的電機(jī)來(lái)滿足額外負(fù)荷的需求，而大功率的電機(jī)在低負(fù)荷下的工作效率都比較低。由于無(wú)功電流的增加，功率因數(shù)下降，電機(jī)在負(fù)荷≥75%的條件下工作其效率比較高，而在50%的負(fù)荷下工作其效率較低。最近幾年高效率的電機(jī)有了新的發(fā)展，但價(jià)格比較昂貴，費(fèi)用比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高15%～25%。通常，由于其運(yùn)行費(fèi)用較低，在電機(jī)投入運(yùn)行后，該部分投資的回收期很短，一般幾個(gè)月或者數(shù)年就可回收增加的成本。因此，在污水處理廠新建設(shè)計(jì)或升級(jí)改造工程中，應(yīng)優(yōu)先選用高效電機(jī)。為了達(dá)到節(jié)能效果，降低水泵揚(yáng)程可采取如下措施：- 設(shè)計(jì)高程時(shí)，盡量做到一次提升，避免多次提升污水。盡量利用重力流、自流經(jīng)過(guò)處理構(gòu)筑物，避免由于多次反復(fù)提升帶來(lái)的能量消耗。
- 設(shè)計(jì)構(gòu)筑物的進(jìn)、出水口形式和管道之間的連接方式時(shí)，要合理選用設(shè)備的型式，減少處理流程的水頭損失。各構(gòu)筑物和管線的布置應(yīng)緊湊、簡(jiǎn)潔，避免不必要的拐彎和長(zhǎng)距離輸送，這既可以減少水頭損失，又可以降低污水一級(jí)提升泵的揚(yáng)程，這將大大降低電能消耗。
- 改固定堰為可調(diào)堰，非淹沒(méi)堰為淹沒(méi)堰，落差可由35-40cm減少到10cm。
- 充分考慮構(gòu)筑物的特征和構(gòu)筑物之間的相互關(guān)系，合理集中布置某些構(gòu)筑物，如污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中。
- 當(dāng)實(shí)際條件允許時(shí)，可把某些處理單元合建，如中和反應(yīng)池與沉淀池，反應(yīng)池與氣浮池或?yàn)V池，調(diào)節(jié)池與濃縮池，格柵與沉砂池等，以此降低土建工程量。一些國(guó)家總水位差比較小，如日本，關(guān)鍵在于初沉池、曝氣池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相連，水流通暢，最大限度減小了水頭損失。
- 在平面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮構(gòu)筑物的特征與構(gòu)筑物之間的相互關(guān)系，合理集中布置某些構(gòu)筑物，如把污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中，節(jié)省土地資源，減少水力輸送環(huán)節(jié)，降低能耗。
定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢修，消除閥門(mén)、管線、水泵內(nèi)的結(jié)垢，保證管線不滲漏；定期維護(hù)皮帶、齒輪、軸承和過(guò)濾器，防震和隔熱也是水泵節(jié)能的有效措施。水泵像其他機(jī)械設(shè)備一樣，隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)磨損不斷加大，流量和泵揚(yáng)程也會(huì)有所下降，及時(shí)維護(hù)與檢修盡管增加了額外的檢修費(fèi)用，但檢修后通過(guò)消除水泵結(jié)構(gòu)的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。二級(jí)處理單元的能耗主要集中在鼓風(fēng)機(jī)、攪拌器和內(nèi)外回流泵上。其中，鼓風(fēng)機(jī)是全廠最大的耗能處理單元，因而對(duì)于二級(jí)處理單元及全廠的節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)該在鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能降耗上。
鼓風(fēng)機(jī)選型時(shí)，首先應(yīng)具有充足的壓力，鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池充氧，必須克服管路阻力、曝氣池液位高程及曝氣頭堵塞、水位變化等帶來(lái)的額外阻力。風(fēng)機(jī)流量是風(fēng)機(jī)選型的關(guān)鍵參數(shù)，在小流量范圍內(nèi)，一般羅茨鼓風(fēng)機(jī)的成本最低，性價(jià)比較好；在中流量范圍內(nèi)，多級(jí)離心風(fēng)機(jī)成本比羅茨鼓風(fēng)機(jī)稍高，但是其能耗低、效率高，性價(jià)比較好；在大流量范圍內(nèi)，單級(jí)離心風(fēng)機(jī)成本最低，能耗也最低。在風(fēng)機(jī)選型時(shí)應(yīng) 綜合考慮風(fēng)量、壓力、經(jīng)濟(jì)性等參數(shù)，盡量采用高效鼓風(fēng)機(jī)。目前絕大部分污水廠的曝氣調(diào)節(jié)方式由人工調(diào)節(jié)曝氣立管的閥門(mén)開(kāi)度，控制精度不高而且勞 動(dòng)強(qiáng)度較大。精確曝氣流量控制系統(tǒng)是一套集成的智能控制系統(tǒng)，為曝氣系統(tǒng)提供自動(dòng)化、精確化的曝氣解決方案。精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計(jì)算當(dāng)前的曝氣需要量，并按照該氣量進(jìn)行精確控制，曝氣控制系統(tǒng)會(huì)連續(xù)檢測(cè)曝氣量，及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。污泥處理單元的節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)該在污泥進(jìn)泥泵及污泥濃縮機(jī)的節(jié)能降耗上。對(duì)于進(jìn)泥泵的節(jié)能，可參考進(jìn)水泵的節(jié)能措施。
以現(xiàn)階段污泥處理系統(tǒng)情況看，要想減少污泥脫水系統(tǒng)的能耗，可從以下3方面入手：- 精心操作，科學(xué)調(diào)整各環(huán)節(jié)之間關(guān)系，使壓濾機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低泥餅含水率，達(dá)到減少電耗、用水量，降低運(yùn)輸費(fèi)用；
- 工作人員嚴(yán)格操作維護(hù)規(guī)程，以降低檢修費(fèi)用。
其實(shí)，要想從根本上達(dá)到節(jié)能目的，在污泥處理過(guò)程中，還可通過(guò)如下幾個(gè)主要方面來(lái)進(jìn)行節(jié)能。從能耗角度來(lái)看，帶式壓濾機(jī)能耗相對(duì)較少，但帶式壓濾機(jī)比板框壓濾機(jī)易發(fā)生堵塞。帶式濃縮脫水一體機(jī)濃縮和脫水一體化，無(wú)需設(shè)污泥濃縮池及攪拌設(shè)備，減少占地面積，自來(lái)水耗量小，能耗較低。臥螺沉降離心脫水機(jī)占地少，采用封閉式系統(tǒng)，運(yùn)行條件好，設(shè)備磨損率低，運(yùn)行費(fèi)用較低。污水的厭氧處理和污泥的厭氧消化可產(chǎn)生甲烷沼氣，體積約占60%。把產(chǎn)生的沼氣送至鍋爐房燃燒，可用于消化池加溫、污水廠取暖等，同時(shí)沼氣還可用于發(fā)電可回收大量電能。一般大中型城市污水二級(jí)處理廠的沼氣發(fā)電量可補(bǔ)償全廠用電量的30%，降低了污水廠電能消耗及運(yùn)行費(fèi)用。資料來(lái)源：常江,楊岸明,甘一萍,孟春霖,彭永臻,張樹(shù)軍,應(yīng)起鋒. 城市污水處理廠能耗分析及節(jié)能途徑[J].中國(guó)給水排水, 2011, 4(27): 33-36. 陳宏儒. 城市污水廠能耗評(píng)價(jià)及節(jié)能途徑研究.來(lái)源｜微信公眾號(hào)「環(huán)保水圈」 作者｜COD君
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