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工业水处理中节能优化控制的研究李积贤

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：李积贤

[导读] 摘要：为了提高企业竞争力，需要尽可能降低企业的生产成本，降低在工业水处理中的各种能耗。

        青海铜业有限责任公司青海省西宁市 810000
        摘要：为了提高企业竞争力，需要尽可能降低企业的生产成本，降低在工业水处理中的各种能耗。其实，对能耗的控制可以通过科学的工艺设计以及选择合理的设备类型来实现。值得一提的是，在实际操作中，为了整体上实现能耗的降低，需要综合考虑各方面的因素，不能够只从一方面抓能耗控制。同时，最好的控制能耗方案是做到节能优化，企业在实际生产过程中，要根据企业的经济水平以及工业污水的污染程度，结合污水处理的相关规定和实际水质要求，选择适当的工艺技术，保证污水处理的效果，但是也要尽可能地降低运行的成本，做到综合能耗最低，处理成本最低，达到节能优化效果。
        关键词：工业水处理；节能优化；控制
        1能耗问题
        工业水处理包括工业废水处置，回用水处理和纯水制造等，是多级处理设备联合运行的组合工艺过程。水处理设备的运行，需要使用大量耗电机器，如泵、风机、搅拌器等，合理的设备选型和工艺设计对降低电耗有明显的影响。在中水回用和纯水制造中，还涉及到水耗，如设备的反冲洗用水排放、活性炭过滤器（ACF）反冲洗、超滤膜（UF）的清洗、反渗透膜（RO）浓水排放等，都可能产生一定的水耗，降低水耗也是节能的重要部分。工业水处理中的能耗，还涉及设备耗材的更换量及更换频率、化学药品的使用量、废物的产生及处置量（如污泥的产量和处置），以及管理不善导致的损耗。工业水处理过程中的节能控制涉及到很多方面，需要统筹设计和综合协调，最大程度降低设备的运行成本，提高设备的效率，并且还要保证处理效果。
        2工业水处理
        2.1 物理机械处理技术
        此种方法主要是借助外来力量，将水中的杂质借助物理净化的方式予以处理，常见的有电子处理方式、膜分离技术、粉末活性炭方式、渗析法等。这种方式的优点是大多对环境没有污染，并且对于物理性的杂质有较好的净化效果，其经济成本也对企业无重大负担。值得一提的是粉末活性炭处理方式。它的基本原理同居民家用的活性炭除异味原理相同。借助活性炭自身的扩散性，它能够吸引空气中的异味分子，大量吸附后达到空气净化的目的。同样的原理作用于工业水的处理上，便是依旧借助分子间的作用，活性炭在工业水中充分扩散后，有效吸附污水中的杂质分子，随着吸附杂质的数目增多，其扩散速度便会减慢，颗粒增大便于后续处理。物理机械处理方式的优点是几乎都比较环保，它的处理过程不会衍生出新的污染物质，比起传统的投放盐类物质有了很大的技术进步，也有效避免了二次污染的问题。但其缺点是其污染物的处理不能一步到位，需要后续多种程序予以配合，过滤出来的杂质需要集中处理。
        2.2 复合处理技术
        工业水污染有的不全是有害杂质，反而可能是有益的成分，但这些成分如果含量过多，不仅不会对环境有益，反而会严重影响生态平衡。氮（N）、磷（P）污染便是一例。当它的含量超标时，会致使水中富营养化，从而导致水中大量藻类植物丛生，而藻类植物会大量吸收水中的溶解氧，导致其他鱼类生物无法生存。例如“赤潮”现象以往便屡见不鲜，它会打破生态系统的平衡，给水中其他动、植物的生存带来严重威胁。而复合处理技术针对的就是氮（N）、磷（P）等元素的污染，这一方式主要指利用生物渗透膜。复合处理技术针对的就是这种富营养水质污染，它能够有效净化水中的氮、磷元素。在实际的检测中，结果反映该种技术对于富营养类的水质污染处理，其净化率都在85%以上。
        2.3 化学生物处理技术
        这种技术主要是利用微生物、化学降解药剂。这种技术可持续性较强，并且化学降解剂的发展方式为将有毒的工业水降解为无毒，无毒的水降解为可饮用的水。结合微生物的分解作用，无疑是一种最为理想型的处理结果。最为理想的化学与生物处理方式的处理结果是，根据水质的污染情况，精确投放的化学降解药剂或微生物二者中和，最后得到的水质就已经不再需要再一次的分离与净化。这种方式有效避免了物理净化方式中的污染物二次处理，对环境更为友好。不过这也是一种研发成本较高、开发周期较长的工业水处理技术，需要企业投入一定的人力与财力予以支持和保障。但这种方式将来会是工业水处理的发展方向，这种技术也会越来越成熟。

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        3工业污水的处理与再利用
        为了坚持可持续发展战略，相应国家的号召，工业生产中产生的工业污水不可以直接排放，需要对其进行处理或者是净化再利用，最大程度降低工业污水对环节的影响，提高工业用水的利用率。工业污水的处理与城市环境保护工作息息相关，也与城市发展有关，因此，做好工业污水的处理工作十分重要。当前工业污水的处理方式主要包括消毒、沉淀、除金属、除磷以及除氮等。工业污水的处理工作的目的将污水中的有毒有害物质除去，提高水资源的活度，使得污水可以被循环再利用。要想做好工业污水的处理，除了需要大力发展清洁技术，还需要不断改进生产工艺，尽量在生产中最大程度降低对水资源的污染，这样也能够为污水处理工作带来很多便利。
        工业污水处理之后可以对其进行再利用，例如可以将处理后的污水用于农田的灌溉，处理后的污水，仍然残留各种化学元素，其中可能存在有利于农作物生长的营养物质。因此，可以将处理后的工业污水进行农田灌溉来提高水资源的利用率。能够使农作物更好的生长。尤其是一些化工生产企业，这些企业产生的工业污水里含有丰富的各类化学元素，在处理这类污水的时候，可以对污水进行提纯，将其中的各类市场需要的元素提取出来，这样不仅能够获得社会效益，还能获得经济效益。
        4节能优化
        4.1工业水处理的电源控制
        水处理设备的运行涉及到大量的电气设备，如泵、风机、空气压缩机、搅拌器、电气绝缘设备等。为了降低功耗，需要优化这些设备的使用。按照常规污水处理和排放的要求，一般是指悬浮颗粒处理、化学需氧量和营养盐的要求。有许多方法可以处理这些污染物和不同的功耗组合。首先，在选择合适的工艺时，还需要优化工艺设计，控制设备数量，自然降低功耗。例如，可以使用溢流来减少所使用的泵的数量，研究表明，MBR工艺可以替代传统的生物处理设备进行生物处理，从而降低能耗。其次，注意材料选择和工艺控制，降低功耗。例如，尽量选择低能耗的电机，从根本上降低能耗，节约能源。结果表明，采用变频调速、合理运行和停止使用等措施，可以有效降低电动机的功率损耗。
        4.2工业水处理设备运行管理中的节能控制
        在工艺设计中，管理也是节能的重要组成部分。首先，提高自动控制设备的水平是一种重要的节能控制方法，自动化水平的提高可提升设备的运行效率、减少人为错误与管理，可准确控制整个系统过程，也方便维护，是一种系统节能控制方法；其次，可制定合理的设备管理和维修计划，在设备的运行管理中，科学的管理和维护可保持处理系统的稳定运行，减少因操作不当造成的维护，因此，对管理者实施定期的管理培训和制定管理制度也是降低能耗的重要手段。
        4.3工业水处理综合能耗控制
        工业水处理包括废水处理、中水回用和纯水生产。因此，工业水处理的节能也是一个综合过程。例如，减少电力消耗、水消耗或药物使用和废物产生是一个综合过程，需要结合能源消耗和处理结果。例如，一个处理单元的能耗可能很高，但节省了药品和水的消耗，而另一个处理单元的能耗很低，另一个处理单元的能耗很高，所以综合运行成本是必要的，而且相对较高。因此在实际的水处理工程中，必须根据综合能耗和运行成本，采用经济技术手段选择最节能的处理工艺。
        结语
        工业水处理过程中会有着较大的能耗和水耗量，如果管理不善或者工艺出现问题，则会导致大量的浪费，所以需要进行针对性的节能控制。不同的排放要求条件下会使用迥异的工艺内容，因而需要综合考虑，提高自动化水平和管理水平，实现优化控制。
        参考文献：
        [1]朱永满.浅析工业锅炉水处理节能减排的现状及措施[J].科学技术创新，2019（20）：189-190.
        [2]肖午辰.工业水处理技术的发展概况与技术进步[J].工程建设与设计，2019（20）：113-114.
        [3]吴远斌.工业水处理技术的发展趋势[J].能源与环境，2018（06）：73+76.