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【摘要】污水處理是高能耗行業(yè)，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，污水處理面臨的形勢和任務依然艱巨，做好城鎮(zhèn)污水處理廠自身節(jié)能降耗工作，也是實現(xiàn)綠色發(fā)展的具體舉措之一。本文在分析了當前我國城鎮(zhèn)污水處理廠能耗的特點基礎上，提出了具體的節(jié)能降耗對策，為相關部門采取有效措施降低污水處理廠能耗具有積極的現(xiàn)實意義。

【關鍵詞】城鎮(zhèn)污水處理廠；能耗分析；節(jié)能降耗

根據國務院日前頒發(fā)的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》的通知要求，到2020年，全國萬元國內生產總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億t標準煤以內。根據《2015年中國環(huán)境公報》公布的數據顯示，2015年全國城鎮(zhèn)生活污水排放量為535.2億t，占到全國廢水排放總量的72.8%。城鎮(zhèn)污水處理是高耗能行業(yè)之一，后期運營設施成本高。在水資源匱乏和水污染形勢嚴峻的大背景下，本文著重探討了在不改變原有污水處理工藝的基礎上，分析城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗現(xiàn)狀，從而加強對污水處理廠的優(yōu)化管理，保證出水水質的前提下，采取有效措施予以解決高耗能問題，這也是進一步落實綠色發(fā)展，推動“兩型”社會建設的應有之意。

1城鎮(zhèn)污水處理廠能耗特點分析

目前，我國大多數的城鎮(zhèn)污水處理廠采用的是二級處理，其能源消耗主要產生于污泥處理、生物處理供氧以及污水提升等環(huán)節(jié)。具體的能源消耗主要有電耗、藥耗、新鮮水耗等。其中，82%左右的污水處理廠的平均電耗不低于0.44kW•h/m3，這一能耗相當于發(fā)達國家20世紀初的水平，顯然還有很大的節(jié)能潛力。藥耗主要是污泥脫水環(huán)節(jié)使用到的絮凝劑，每萬噸的污水需要消耗的絮凝劑約為9kg的聚丙烯酰胺。由于經濟和技術的限制，還有一部分城鎮(zhèn)污水處理廠沒有建立相應的中水回用系統(tǒng)，增加了新鮮水耗?？傮w來看，城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗呈現(xiàn)出如下特點：（1）能耗整體較高。在污水處理廠的整體運行費用中，人工費、能耗費以及基礎設施建設費用中，能耗費約占到全部費用的40%左右。由此可見，我國城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗整體偏高，能耗偏高加劇了城鎮(zhèn)污水處理廠的運營成本，也不利于污水處理工作的持續(xù)高效開展。（2）電耗差異較大。藥耗、電耗和新鮮水耗構成了污水處理主要能耗，但其中的電能消耗在整個能源消耗中比重最大。這其中，一、二線城市與三線城市污水處理廠的電耗差異大，據統(tǒng)計，一線城市污水處理電耗為0.073kW•h/m3，二線城市的污水處理電耗達0.325kW•h/m3，三城市的污水處理電耗0.150kW•h/m3，二、三線城市污水處理廠的電耗差不多是一線城市的兩倍多到四倍多，在污水處理過程中需要應用到進水泵、污泥處理機械、曝氣池供養(yǎng)設備等。（3）運營成本較高。污水處理廠的電耗是影響城鎮(zhèn)污水處理廠運營成本的關鍵，隨著市場化的逐步深入，越來越多的城鎮(zhèn)將之前由政府包攬的污水處理工作交由企業(yè)運營，從實際運營情況來看，城鎮(zhèn)污水處理廠的運營成本主要包括電費、藥劑費、人工費、管理費、設備維修費等。其中，運營電費和藥劑費幾乎占到了整個運營費用的30~45%。

2城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗對策

污水處理是一項能耗密集型的綜合應用技術，污水處理總體具有能耗大、運行費用高，可以節(jié)能降耗的空間大等特點。從當前我國城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗特點來看，主要存在整體能耗高、運營費用高、電耗差異大等特點。因此，做好城鎮(zhèn)污水處理廠的節(jié)能降耗可以選擇從上述特點入手，才有有針對性的解決措施：

2.1節(jié)約電能消耗途徑

污水處理廠的電能消耗主要來自污水提升泵、曝氣池、污泥回流泵、污泥脫水機等大功率機電設備的運營。因此，降低污水處理廠的電能消耗著重從污水提升泵、曝氣系統(tǒng)以及污泥脫水系統(tǒng)等方面采取切實有效的辦法。（1）污水提升。污水提升環(huán)節(jié)的能耗控制主要降低提升泵的能耗，通過調節(jié)提升泵的運行方式、設計構筑物水頭損失等能夠有效降低提升泵的能耗。首先是要根據污水處理廠的實際情況，考慮地形、地貌和坡度，設計污水處理進水管底標高，控制污水提升時的跌流落差，從而降低提升泵在實際工作時的揚程。其次是要布置好設備流線，做到結構緊湊，選用直管，減少連接管、閥門等器材的使用，減少構筑物的水頭損失，選用阻力系數小的管材。再次是根據污水處理的實際需要，適當的增加或者減少提升泵的運行數量，以適應不同季節(jié)污水處理量的波動。最后就是要做好提升泵的定期維護和檢修，減少耗材磨損，提高運行效率。（2）曝氣系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)作為污水處理工藝的核心，也是能耗較大的環(huán)節(jié)，做好曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗也是污水處理廠節(jié)能的關鍵。首先是要選擇高效率的曝氣設備和鼓風設備，例如微孔曝氣設備具有比表面積大、良好的氧轉移效率等優(yōu)勢，能夠提高氧的傳質效率。其次是選擇合適的應用技術，提高曝氣系統(tǒng)設備的運行效率，例如通過采用變頻技術設備，能夠有效保障曝氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，并實現(xiàn)節(jié)能降耗效果。再次是精確控制曝氣量，例如根據一段時期內進水濃度和生化瀑氣池污泥濃度情況，通過設置參數，選擇智能控制系統(tǒng)，能夠根據系統(tǒng)的自動運行，檢測系統(tǒng)運行壓力變化，控制相應的曝氣量，實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的自動化、精確化。（3）污泥脫水系統(tǒng)。目前，城鎮(zhèn)污水處理廠采用的多是螺旋壓榨式脫水機、帶式壓濾機、離心脫水機以及一體化脫水機，處理每噸的污泥干固體（DS）分別為3~15、5~20、30~60以及30~70K•h/tDS。由此可見，不同類型的污泥脫水設備所需電耗差異較大，在選擇污泥脫水設備時應優(yōu)先選擇脫水效率高、電耗低的污泥脫水設備，盡量縮短處理時間和設備運行周期。

2.2節(jié)約藥劑消耗途徑

污水處理廠的藥劑消耗主要是絮凝劑的使用，目前，我國有大大小小的關于水處理藥劑生產廠家200多家，品種100多個，年產量20余萬噸。絮凝劑品種不同，對不同類型污水產生的污泥處理效率方面也存在較大差距。在選擇絮凝劑時要結合污水處理廠的實際運行情況，既要重視絮凝劑的高效性，以提高污泥絮凝效果，也要考慮到所用絮凝劑對污泥減量化的效果，以期降低污泥處理處置量和節(jié)能降耗。同時還要考慮其藥劑費的單價，以期降低運行成本。污水處理廠污泥的處理應選擇處理高效、性價比較高的絮凝劑，達到減少絮凝劑使用量節(jié)約藥劑消耗的目的。因此，應選擇脫水效果好，能夠易降解，不會造成二次污染的高分子改性絮凝劑。符合上述特征的絮凝劑包括纖維素、多糖類以及淀粉等類別衍生物，以替代傳統(tǒng)聚丙酰胺絮凝劑的使用。此外，還要通過實踐經驗積累，精確絮凝劑的應用量，減少不必要的浪費也是需要重點考慮的一個方面，應進行相關實驗來確定高分子絮凝劑以及相關混凝劑配制藥液的濃度、投加量，以達到減少藥劑投加量的現(xiàn)實效果。同時，還需做好計量絮凝劑設備的日常維護保養(yǎng)工作，確保計量設備計量準確，減少誤差。

2.3節(jié)約自來水途徑

城鎮(zhèn)污水處理廠要加大污水處理后的中水回用，提高新鮮水的利用效率?？梢赃x擇MBR、EMBR、FMBR等工藝，建立中水回用系統(tǒng)，將中水應用于污水處理廠的脫水反沖洗用水、風機冷卻水以及綠化用水等，以降低對自來水的使用量，實現(xiàn)污水的資源化利用，也提高了水資源的利用效率，節(jié)約成本。

3結語

隨著“十三五”城鎮(zhèn)污水處理廠建設數量和規(guī)模的不斷擴大，特別是做好該領域的節(jié)能降耗意義重大，是貫徹綠色發(fā)展、節(jié)能低碳理念的生動實踐。除了上述具體舉措外，還需要進一步健全相應的管理機制，不斷完善節(jié)能降耗考評機制，建立相應的激勵機制，在內部要樹立節(jié)能降耗意識，激發(fā)員工節(jié)能降耗的積極性和主動性，實現(xiàn)經濟效益、社會效益和環(huán)境效益的最大化。

作者:高偉明 單位:韶關市城鎮(zhèn)污水處理管理中心

參考文獻

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