摘要：众所周知，污水处理需要消耗大量能源，属于高能耗高物耗产业，面对污水排放量的与日俱增，我国对污水排放的要求也越来越高。不合规定的上游排放，导致频繁的冲击负荷，在污水处理中所形成的“三废”问题也愈加严重，不仅给社会造成恶劣影响，也会破坏地球的生态环境。基于此，本文针对污水处理厂节能降耗途径进行探讨分析，以供参考。
关键词：污水处理厂；节能降耗；途径分析
引言
基于对生态环境和国家经济的发展考虑，我国对现代化污水处理厂的建设发展尤为重视，并已经对污水处理企业提出更高的要求和排放耗能标准，要求污水处理企业及时制定节能减排策略，降低耗能量。而市场经济体制下的污水处理厂不仅面临成本和环境保护的问题，还面临着来自社会各界的压力，其中不乏有一部分污水处理企业不懂改革而倒闭，所以，污水处理问题日趋严重，节能降耗刻不容缓。我国城镇污水处理厂的电耗在全国总能耗中也占据较大的比例，根据国家能源局和住房和城乡建设部“全国城镇污水处理管理信息系统”发布的数据，截至2018年底，我国城镇污水处理厂有5360座，处理规模达到2.01亿m3/d；2018年，全国城镇污水处理厂共消耗电能192亿kW·h，约为同年全社会总用电量68449亿kW·h的0.28%，呈现逐年上升的趋势[1]。
1污水处理厂能耗特征研究
1.1污水处理厂基本信息
为研究我国典型城镇污水处理厂的能耗水平及主要电耗分布情况，笔者对我国不同地区的具有代表性的污水处理厂开展实地调研。其间挑选7座连续稳定运行两年以上（运行不间断）、负荷率不低于80%的污水厂，并进行分区用电量监测，污水厂基本情况如表1所示。
表1污水处理厂基本情况
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注：7个污水处理厂污水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准。
1.2污水厂处理单元能耗特征分析
所选7座污水厂均执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A出水标准，根据工艺流程，可以划分为一级处理、二级处理、深度处理、污泥处理、再生水5个功能分区，分别安装电量统计装置，进行为期1年的电耗记录。污水厂吨水电耗和各功能分区电耗占比如图1所示。由图可知，所选污水厂2017年的吨水电耗平均值保持在0.2～0.45kW·h/m3。从五座处理工艺为A2O的污水厂数据来看，吨水电耗与处理规模相关性明显，处理规模5万m3/d的E厂吨水电耗为0.43kW·h/m3，大于10万m3/d的污水厂吨水电耗低于0.3kW·h/m3，处理规模越大，电耗相对越低。各污水厂二级处理段的能耗最大，占总电耗的50%～65%，其次为一级处理和深度处理段，平均占比分别为19%和16%，部分厂再生水用电占比超过5%。
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图1污水厂电耗及分布情况
笔者选择具有代表性的A厂全流程主要设备的用电情况进行为期1年的计量统计，系统分析各设备的耗电量。一级处理段主要耗电设备为进水提升泵，二级处理主要为风机、推进器和回流泵，深度处理段为二次提升泵，污泥处理段为污泥脱水机，再生水段为提升泵[2]。对A厂各单元和设备电耗的统计结果表明，二级处理单元和污水提升能耗最大，占整个污水处理厂总能耗的80%左右。一级处理电耗比例达到20%，其中进水提升泵电耗占该单元电耗的85%；二级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，其中，鼓风机占该单元电耗的59%，占全厂工艺总电耗的43%。全厂最大的能耗处理单元为生物处理段、进水泵房、二次提升泵房，节能降耗的重点设备为风机和提升泵。
2节能降耗途径分析
2.1充分节约电能
电能的消耗在污水处理厂能源消耗中占据重要比重，想要实现真正的节能减排，就必须降低电能的消耗。优化污水处理设备可以达到节约电能的目的，其中主要包含水泵和搅拌器装置的处理。水泵属于一种耗电非常大的抽水装置，如果只有一台水泵工作，随着设备老化就会逐渐降低工作效率，而选择使用两台水泵根据不同时间段污水排量的不同进行交替式抽水工作，就会相应缩短水泵使用时间，从而节约了电能。搅拌器是一种通过对污水和药剂的翻滚达到物质溶解的装置，耗电量大，如果把污水与药剂混合这一过程设置在同一时间进行，利用液体混合的冲击力进行搅拌，就会节省出一部分搅拌器不用参与工作，从而降低了电能消耗[3]。
2.2合理选择药剂
药剂在污水处理过程中的消耗也很大，想要降低药剂在耗能中的比例，可以从药剂的性价比和药剂的浓度方面考虑。探索研发性价比高的药剂一直是污水处理方面需要攻克的难题，要选择无害性质的药剂用于污水处理，让污水得到很好处理的同时降低对环境的污染。污水处理厂还要对药剂的浓度进行把控，浓度过高不利于实验用品的清洗，浓度过低会使其他药品流出，只有在恰当的范围内，才能达到节能减排的目的，所以药剂的选择很重要[4]。
2.3优选工艺处理
一级处理工艺耗能低，能够清除一些污水中的有机物，所以污水处理厂可以根据一级处理的特点，再次强化沉淀和分离，这样不仅可以提高一级处理的效果，还能降低二级处理的难度，节能降耗。二级处理工艺可以使经过一级处理的污水得到有效的循环再利用，为节约能源，可以采用生物膜处理法中的需氧生物处理和厌氧生物处理这两种难度较低的处理方法；也可以采用深井曝气活性污泥工艺节省土地的使用；还可以通过厌氧技术减少在污水处理过程中污泥的产生，同样可以达到节能减排的效果。无论采用以上哪种技术进行节能减排，都要从污水处理的实际情况出发，进行合理规范的运用[5]。
2.4探寻环保能源
众所周知，新能源既环保又节能，同样可以运用到污水处理中来。比如可以利用风能与太阳能进行发电，可以取代一部分电能的消耗；还可以利用平流沉砂池通过重力排砂的特点来代替传统沉砂池对能源的消耗，这都能有效实现污水处理厂的节能减排。此外，在智能化、自动化趋势逐渐增强的背景下，污水处理厂也可以研发出用于有效进行污水处理的智能化、自动化设备，一方面可以节约能源降低成本，另一方面也可以减少相应的人力资源，提高工作效率，最终可以为企业带来经济效益，带动整个行业的发展壮大，也能加强对生态环境的保护[6]。
结语
想要减少污水处理厂的运行成本，就要实施合理的节能减排策略，不能一味停留在原有的处理技术上不知变通与创新，那样不仅会造成环境恶化，还能导致企业停止运转。无论是从设备改进还是工艺的处理方面，都可以实现污水处理的节能降耗，只有不断地研究发展，污水处理企业才能够立足市场稳步发展，把我国的污水处理工作提升新的高度，为生态环境的保护出一份力。
参考文献
[1]李亚娟.污水处理厂节能降耗技术的思考[J].冶金管理,2019(21):141.
[2]崔萌.污水处理厂的环保节能问题及对策分析[J].南方农机,2019,50(20):219.
[3]毋永强,高云丽,邓盼盼,刘瑞春.城市生活污水处理厂能耗分析与节能措施[J].资源节约与环保,2019(10):51.
[4]周亚梁,黄东月.城市污水处理厂能耗分析及节能降耗措施研究[J].环境与发展,2019,31(05):30+34.
[5]尹娟娟,宋伟冬,尹传海.城镇污水处理厂节能技术及对策研究[J].节能与环保,2019(02):76-77.
[6]赵晔,陈玮,徐慧纬,高伟,程彩霞,张晓亮,梁雨雯.城镇污水收集处理系统提质增效过程中节能减排可行性分析[J].给水排水,2019,55(01):42-46+54.