污水处理厂能耗影响因素及解决措施探讨

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:马鸿志
[导读] 摘要:全球经济在全面快速增长,城市的现代化工作逐渐加快,当前的城市污水处理厂数量逐渐增加,污水处理率也逐渐提高,为减轻环境容纳能力,提高水环境质量做出了很大贡献。
        (青岛市海泊河污水处理厂  山东省青岛市  266021)
        摘要:全球经济在全面快速增长,城市的现代化工作逐渐加快,当前的城市污水处理厂数量逐渐增加,污水处理率也逐渐提高,为减轻环境容纳能力,提高水环境质量做出了很大贡献。污水处理行业是能耗密集型的产业,污水处理工艺及设备的高能耗,将导致整个污水处理运行费用增加,从而加剧能源危机,污水处理厂的高能耗是值得我们深思的一个问题。因此,必须从中分析高能耗原因,并找出相应解决措施,在确保污水处理厂出水达标排放的前提下,降低污水处理厂的运行能耗,对我国发展绿色经济,乡村振兴,改善人居环境发挥着重要的作用。污水处理厂的污水处理原理是通过一定的技术手段将污水中的污染物和杂质分离出来,获得能够达到一定质量标准的水源。污水处理厂运行,能源消耗主要在电耗及药剂两方面。
        关键词:污水处理厂;能耗影响因素;解决措施
        引言
        随着经济的发展和人口的增长,世界各地对水的需求量日益增长,而城市工业化程度的提高又使得污水排放量迅速增长,人类水环境受到严重威胁。对此世界各国都投入大量人力、物力进行城市污水处理的工作,城市污水处理厂已成为现代城市经济发展与水资源保护必不可少的组成部分。中国社会经济的发展和城市化的加速、工业失业和家庭失业急剧增加。一种确保城市稳定运作和保护城市环境的关键技术,城市问题的解决在城市发展中发挥着重要作用。
        1污水设备能耗影响因素
        1.1电耗
        根据调查统计,每年污水处理厂使用的电量约占我国用电总电量的3%左右,另外,我国的水资源污染问题日益严重,提高污水处理排放的标准是必然要求,针对这一趋势,我国城市污水处理技术也在不断地变革和创新,但电力消耗的数量仍然在逐年增多,我国的电能消耗数量远远高于发达国家,另一方面而言,我国在节约电耗这方面还有很大的发展空间,我国污水处理厂中污水提升系统、生化处理供氧系统以及污泥处理系统所使用的用电量能够占到总用电量的20%到60%中间,其中在进行供氧系统生化处理时,风机和搅拌机的应用是污水处理厂中能量消耗最大的单位,所以应将关键处理单元以及装置配置到节能风机当中。
        1.2污染物浓度对节能环保的影响
        污水处理厂的主要功能是实现污水无害排放,因此进入污水处理厂的水源中污水浓度是一个直接影响要素。以化学含氧量(COD)为例,2017年我国污水处理厂处理污水中COD浓度介于150~250mg/L之间,这一比例高达60%。另外大约6%左右的污水处理厂污水COD浓度小于100mg/L,其余较高浓度的为15%左右(400mg/L)。从数据分布判断,最高值、最低值在两端,中间值所占比例较高,整体上呈现出“倒U”的形态。显而易见,COD浓度越高,每吨水处理电耗就越高,同时随着COD去除率提升,增速会放缓,减排率同样会呈现出“倒U”的形态。
        1.3曝气系统能耗影响因素
        污水处理厂能耗最大的单元是生化阶段的曝气系统,约占污水厂能耗的50%。曝气系统能耗高低对整个污水处理系统的能耗起着决定作用,所以,有必要对曝气系统的能耗影响因素进行分析。不同的污水处理工艺,可采用不同的曝气方式,常有的曝气方式分为:鼓风曝气和表面曝气。目前各污水处理厂常用的曝气方式为鼓风曝气。鼓风曝气的原理是利用风机提供气源,通过风管系统送入曝气池池底,经过池底空气扩散装置,形式扩散的气泡到混合液中,气泡中的氧迅速转移到液相,供微生物需要。鼓风曝气系统通常采用的曝气设备为离心鼓风机和罗茨风机。离心鼓风机由于噪音小,风量、风压可调,通常用在污水规模小的污水处理站;罗茨风机噪音大、效率高、风量、风压不可调,通常用在污水规模较大的污水处理厂。风机的能耗计算公式显示,风机的能耗与供气量、水量、出口风压成正比关系,与风机效率、机械效率成反比关系。出口风压与曝气池有效水深、曝气设备和沿程水头损失有关,风量则与风机供气量、有机污染物去除量、有效水深、曝气设备和沿程水头损失有关。

能耗机械效率与离心风机的安装方式不同而不同,为直连式,联轴器,皮带式,其机械效率分别为100%,98%,95%。在实际工程设计中,根据工程实际情况选择合适的公式,准确计算有关设计参数,才能控制曝气系统的耗能。
        2解决措施
        2.1推广节能新工艺
        污泥处理是一种能耗较高的装置,主要包括污泥的回收和浓缩脱水。焚烧厂一个循环泵的泥浆沉淀池污泥厌氧容器内沉淀的是数量,以保证活性污泥工艺中,是确保交流的厌氧和厌氧细菌,阻止l和反硝化、污泥的可行性研究和改善我们磷的有效性。数量和质量取决于厂水价,回来报告,可适当调整,以确保一个有效运作的污泥回流泵和节约能源的过程中污泥的回归。污泥富集过程通常由重力浓度、空气动力浓度和机械浓度组成。我们污水处理厂的污泥富集过程以重力富集为主,但这种方法效率低下,有可能导致磷的二次释放。在可持续发展的背景下,更换引力敛财的生物质能源是一种有效降低能耗、污泥的浓缩和浓缩的一体化和污泥的脱水是污泥处理的发展趋势。L污泥的脱水过程的节能主要是由于运营时间的减少和处理设备,并确定应用程序的简单量和时间机器的脱水,脱水污泥量函数在水库和污泥沉降性能。
        2.2“厌氧-好氧”污水处理工艺(A/O)
        这种生物膜法工艺介于活性污泥法与生物滤池之间。首先将填料放置在池内,用池底曝气对污水充氧。保证池内污水流动,使得污水与池内填料接触充分。生物膜达到足够厚度以后,缺氧会使得填料壁上的微生物厌氧代谢,生物膜因此掉落后随出水流出池外。该工艺的优点:占地面积小,污泥产量低,出水水质好;工艺简单操作方便,动力消耗低。缺点:池内的生物膜容易出现堵塞现象。要消除堵塞,可研究对不同的进水负荷控制曝气强度。
        2.3污水提升系统节能控制
        城市污水处理厂在对污水进行处理时要分环节进行,污水提升泵能够有效提升污水处理厂污水处理工作的质量,有效的提高了污水处理厂工作的效率,污水提升泵能够有效地减少能源的消耗量,主要原理是根据运行方式来调节效果,或者根据实际工作的状况设计具体的处理情况等,还可以通过进行以下几个方面的建设来有效控制提升泵自身的能源消耗情况,首先要全方面、多角度的考虑污水处理厂的自然坡度以及地形状况,并且合理设置水管底的标高情况,通常状况下会将淹堰的形式代替非淹没堰的形式,从而能够有效地解决水流落差问题,从而进一步保证了污水提升泵实际工作的需要。其次,要有效控制污水处理厂的总体布置情况,确保每个线路具体清楚,结构之间具有良好的连接性,材料的选择应尽量符合标准,多选择一些阻力系数较小的材料,同时还要保证接管的短且直。最后每个城市污水排放量不同,所以应该根据每个城市污水排放情况,适当的增减一些运行设备,从而保证污水处理厂污水处理的效率。
        结语
        分析污水处理厂的能耗影响因素,主要为设计阶段的合理取值,合理选择设备,设备实现自动化程度,以及设备的运行维护情况,才能从整体把握污水处理厂的节能降耗措施。
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