序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇水廠節(jié)能降耗范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在供水行業(yè)中水泵的能源消耗能夠占到企業(yè)能源消耗的80%-90%。如此高的能源消耗與當(dāng)前我國所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不符合的，因此如何提高水廠水泵的運(yùn)行效率，把能耗平穩(wěn)的降下來是一個非常關(guān)鍵的問題。本文將對水廠水泵運(yùn)行中的節(jié)能問題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的解決措施來達(dá)到降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，為國家的能源的可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長做出貢獻(xiàn)的目的。

1水廠水泵機(jī)組概述

機(jī)泵設(shè)備通過將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液能完成了液體的抽送工作。目前，機(jī)泵設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于供水、污水處理、石油化工等多個領(lǐng)域。然而，經(jīng)過長時間的工作，機(jī)泵設(shè)備由于受銹蝕、腐蝕等作用的影響，泵殼和泵輪表面凹凸不平，導(dǎo)致這兩者之間的摩擦系數(shù)上升，進(jìn)而增加了電能的消耗，降低了設(shè)備的運(yùn)行效率。

1.1水泵機(jī)組能耗大、效率低的原因

自來水廠機(jī)泵設(shè)備出現(xiàn)能耗增大、效率降低的主要原因有以下幾個：①機(jī)泵設(shè)備在長期使用過程中，由于受水流的沖刷，葉輪過水面和流道內(nèi)壁漸漸變得粗糙，內(nèi)流道受到的阻力增大，從而降低了設(shè)備的使用效率。②機(jī)泵葉片背水面在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定的負(fù)壓，導(dǎo)致蜂窩表面和氣穴的形成。同時，葉輪表面在電化學(xué)的腐蝕作用下，發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，從而增大了能源的消耗。③由于在制水過程中，會在泵殼內(nèi)投入相關(guān)藥物，再加上受原水水質(zhì)因素的影響，泵坑內(nèi)會出現(xiàn)積垢，嚴(yán)重情況下還會增加泵殼的壁厚，從而使水泵水力效率下降。④機(jī)泵生產(chǎn)、加工工藝不過關(guān)，機(jī)械、容積等出現(xiàn)了損失，這些情況均會增加機(jī)泵能源的消耗，從而降低設(shè)備的工作效率。

1.2對水泵站的控制技術(shù)

水泵站的參數(shù)包括流量、液位和壓力等，其中最重要的參數(shù)是流量。對流量的調(diào)節(jié)和控制可以有效的降低水泵的能耗，減少浪費(fèi)。通過供水理論依據(jù)，可以將流量的調(diào)節(jié)方式分成兩種：

第一是調(diào)節(jié)供水管路閥門的開啟程度，有效的控制流量的大小，閥門開大，流量增加；相反如果閥門轉(zhuǎn)小，流量也會減少。但要注意的是不論閥門調(diào)大或調(diào)小，水泵的轉(zhuǎn)速不能發(fā)生變化。

第二可以對水泵的轉(zhuǎn)速和流量實(shí)施變速調(diào)節(jié)，水泵的轉(zhuǎn)速與流量是呈正相關(guān)的由于水泵的轉(zhuǎn)速不斷加大，流量也會隨之有所提升，若轉(zhuǎn)速下降，流量會相應(yīng)減少，但供水管路的狀態(tài)要始終保持一致。對水泵進(jìn)行調(diào)速，可以降低不必要的能力耗損，有效的體現(xiàn)了節(jié)能的效果。還有其他一些對壓力或液位進(jìn)行控制的方法，如采用不同尺寸的泵搭配工作，或是調(diào)節(jié)泵的葉片角度等，都是能夠有效降低水泵的電能消耗的措施。

2水廠水泵工作的節(jié)能技術(shù)

2.1水泵的類型

目前國內(nèi)水廠普遍采用的水泵分為節(jié)流調(diào)節(jié)式與調(diào)速調(diào)節(jié)式。調(diào)速水泵的節(jié)能要比節(jié)流調(diào)節(jié)式的水泵效果更好，要合理的選擇水泵的調(diào)速范圍和調(diào)速控制方式，達(dá)到理想的調(diào)速節(jié)能的效果，在選擇水泵是就必須要結(jié)合實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來進(jìn)行選擇。

2.1.1控制水泵調(diào)速范圍

在確定水泵的調(diào)速范圍前，要充分的考慮到水泵的性能、特點(diǎn)、管路特征，對水泵調(diào)速采取何種控制方式。雖然調(diào)速越低代表所能調(diào)控的范圍越大，但在設(shè)置最小的調(diào)速時也要考慮到調(diào)速過小所起到的節(jié)能效果并不明顯，因此對水泵的轉(zhuǎn)速的設(shè)置不能過低。在調(diào)速完成后，要注意控制水泵實(shí)際工作時的工況點(diǎn)，盡量保證水泵是在高效區(qū)的范圍內(nèi)工作，這樣的工作狀態(tài)才能達(dá)到理想的節(jié)能目的。

2.1.2調(diào)速泵和恒速泵的選擇

目前大多數(shù)的水廠都在采用一臺調(diào)速泵與幾臺恒速泵并聯(lián)運(yùn)行的搭配方式。當(dāng)進(jìn)行多泵并聯(lián)的運(yùn)行方式時，應(yīng)最好能夠應(yīng)用兩臺調(diào)速泵同時進(jìn)行使用，而且要以調(diào)速控制為依據(jù)，合理的選擇調(diào)速泵的類型。

2.2加大葉輪的切割改造力度

機(jī)泵的特性曲線不吻合、機(jī)泵的揚(yáng)程過高等是目前大部分自來水廠出現(xiàn)機(jī)泵配置不合理，導(dǎo)致機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行效率偏低的原因。針對這種情況，最簡便的解決方法就是對葉輪進(jìn)行切割。在進(jìn)行葉輪切割操作中，需依照具體的參數(shù)設(shè)置對切割量進(jìn)行準(zhǔn)確計算，從而將葉輪的外徑改變。在完成葉輪的切割后，設(shè)備運(yùn)行電流就會大大降低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約電能的目的。同時，機(jī)泵的特性曲線隨著葉輪外徑的改變而發(fā)生變化，機(jī)泵設(shè)備也達(dá)到了實(shí)際需要的高效運(yùn)行區(qū)間，大大降低了能源的消耗。

2.3新材料的應(yīng)用

自來水廠的機(jī)泵設(shè)備由于受腐蝕、水力、機(jī)械、容積等損失的影響，加大了機(jī)泵與葉輪表面的摩擦力，使機(jī)泵運(yùn)行效率降低。針對這個問題，可以采用新型噴涂材料和密封技術(shù)進(jìn)行解決。由于機(jī)泵設(shè)備消耗的能源會隨著葉輪與機(jī)泵表面摩擦力的增大而增多，因此可以將新型高分子材料噴涂在葉輪表面，使葉輪表面形成光滑的表層，這樣可以減少水泵因抵抗摩擦力而消耗的能量。例如美國一家公司研究致力于開發(fā)高分子修補(bǔ)材料，該公司最近研發(fā)生產(chǎn)了一種新型特種內(nèi)涂式材料，被叫做泵增效節(jié)能涂料，工藝流程包括：先將水泵進(jìn)行拆卸，擦拭干凈葉輪表面和泵殼內(nèi)腔，在其表面行噴砂修補(bǔ)處理，再對葉輪的表面均勻噴涂上兩層泵增效節(jié)能涂料，噴涂后一定溫度下晾干，全部干燥后進(jìn)行水泵的再裝配。在這個過程中，水泵流道表面的氣蝕部分經(jīng)過了噴砂修補(bǔ)，涂漆處理兩個環(huán)節(jié)后，整個表面已被修復(fù)完整，摸上去不存在之前的凹凸感，手感也比修補(bǔ)前光滑了許多。應(yīng)用這種新型的涂料對水泵進(jìn)行噴涂后，水泵的運(yùn)行效果可以得到顯著的提高，對推進(jìn)水泵的節(jié)能起到了重要的作用。

2.4水泵的換代更新

水廠在進(jìn)行水泵的選型工作時，要從水廠的最初投產(chǎn)，中期生產(chǎn)到理想的設(shè)計規(guī)模幾個時間點(diǎn)對水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，還要對不同季節(jié)的水量需求，供水量曲線等都應(yīng)做一個深入的了解和比較，在此基礎(chǔ)上來完成選用水泵工作，這樣才能既滿足了供水要求又能降低能耗。目前高效節(jié)能水泵應(yīng)用廣泛，高效節(jié)能水泵質(zhì)量技術(shù)較為先進(jìn)，不僅能在節(jié)能方面獲得顯著效果，其低振動技術(shù)和低噪音污染的優(yōu)點(diǎn)也能使水泵在運(yùn)行時對環(huán)境不產(chǎn)生污染，除此之外，高效節(jié)能水泵還具有機(jī)械密封性好的優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了常規(guī)水泵軸向易發(fā)生滲漏的現(xiàn)象，減少了水泵維修保養(yǎng)的時間和金錢也提高了設(shè)備的使用壽命。

3結(jié)論

水廠提高水泵的運(yùn)行效率，降低電耗方法是有多種渠道的，因此水廠要根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇合理的方法來達(dá)到節(jié)能的目的。想讓水泵更好的節(jié)約能源，就必須對水泵的各種性能參數(shù)有正確的設(shè)置和認(rèn)識，同時在水廠水泵的設(shè)計選型與配套中，還要合理的選用變頻器。節(jié)能工作的道路還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有盡頭，如何把能耗降到最低，這需要我們繼續(xù)不斷地去摸索總結(jié)，只要我們能緊密的結(jié)合平時實(shí)際工作，在工作中多發(fā)現(xiàn)問題，多思考解決辦法，就一定能把水廠水泵的節(jié)能工作做好，從而有效的減少水廠的運(yùn)行成本，提高整個社會經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

篇（2）

自來水企業(yè)中水廠的能耗和藥耗占自來水的制水成本的30%以上。因此加強(qiáng)水廠生產(chǎn)管理，加大節(jié)能降耗技術(shù)改造力度，可在實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)質(zhì)供水的前提下降低制水成本，提高自來水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

我公司經(jīng)過多年的供水生產(chǎn)管理、實(shí)踐和不斷總結(jié)，節(jié)能降耗措施已從以下幾個方面得到實(shí)踐并取得較好的效果：

一、確定合理的取水揚(yáng)程確保機(jī)泵設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效

運(yùn)行一般來說，水廠建成投產(chǎn)后可以根據(jù)最大取水量、現(xiàn)有凈水構(gòu)筑物標(biāo)高、河床最低枯水位來校核取水揚(yáng)程，確定合理的取水揚(yáng)程。為降低電耗，為此我們確立了專門的節(jié)能攻關(guān)課題，用水準(zhǔn)儀對水廠歷史枯水位到凈水構(gòu)筑物的高差進(jìn)行測量，對反應(yīng)池的構(gòu)造和狀態(tài)進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)取消消能井成了降低整個取水揚(yáng)程的關(guān)鍵。反應(yīng)池改造后整個取水揚(yáng)程會降低，進(jìn)而降低了電耗。技改后的機(jī)組不但節(jié)能、機(jī)組搭配更合理并節(jié)約改造資金萬元。

取水泵揚(yáng)程的確定以滿足水泵能從河床抽水至反應(yīng)池為基礎(chǔ)，如果定得過高可能使能耗增大；如果豐水期與枯水期河床水位相差太大也可以讓一臺機(jī)組配備兩套葉輪。準(zhǔn)確確定取水揚(yáng)程有利于節(jié)能降耗。合理搭配機(jī)組，取水泵要降低能耗提高水泵上水率，必須盡可能避免吸水管在同一個吸水井的機(jī)組同時開機(jī)。如果同時開兩臺機(jī)吸水，井水位下降很快，吸水揚(yáng)程增大，水泵容易產(chǎn)生氣蝕將影響水泵的出水流量使耗電率增大。當(dāng)吸水井容積及吸水井之間的連通管直徑小時尤其明顯。在生產(chǎn)調(diào)度中，掌握每臺機(jī)組的實(shí)際效率，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行開、停機(jī)的調(diào)度，效率高的水泵機(jī)組而將效率低的機(jī)組作為備用，并在適當(dāng)時進(jìn)行改造以進(jìn)一步提高水廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

另外，變頻調(diào)速系統(tǒng)在供水行業(yè)已經(jīng)得到了較為廣泛的采用。它不僅能控制供水壓力、調(diào)節(jié)供水量，更重要的是在節(jié)能降耗上具有優(yōu)勢。但由于目前投資較高而且變速泵只有在兩臺或多臺并聯(lián)運(yùn)行節(jié)能效果較好，這可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)適當(dāng)采用。

二、優(yōu)化凈水構(gòu)筑物提高混凝效果

凈水構(gòu)筑物的形式尤其是反應(yīng)池的設(shè)計參數(shù)，對凈水效果和礬耗起著關(guān)鍵的作用。不同的反應(yīng)池有不同的控制指標(biāo)對其流速的變化、速度梯度及反應(yīng)池停留時間有不同的要求?？刂撇缓线m時有可能影響混凝效果增加礬耗。如有的水廠工程反應(yīng)池為穿孔旋流反應(yīng)池，投產(chǎn)后由于池體格數(shù)少、流速小，混凝效果差礬耗大?？赏ㄟ^對其數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)測定找出問題所在。在技術(shù)改造過程中，在反應(yīng)池前三格加裝隔板，通過嚴(yán)格的核算控制過流截面，改變水的流速和延長水的流程，提高反應(yīng)池前段的速度、梯度，增大顆粒間的碰撞幾率。改造后礬耗比改造前降低了，沉淀池出水濁度降低了。因此優(yōu)化反應(yīng)池的控制參數(shù)對于提高混凝效果降低礬耗具有重要的意義。

三、控制好余氯量是保證自來水消毒效果的關(guān)鍵

控制好余氯量是保證消毒效果的關(guān)鍵。但加氯量過多不僅浪費(fèi)，水中的有害的消毒副產(chǎn)物也會隨之增加。因此，確定出廠水余氯的原則是杜絕水介疾病的發(fā)生，確保飲水衛(wèi)生，按照細(xì)菌數(shù)規(guī)律來確定余氯。從人體健康和降耗的角度出發(fā)，在確保水質(zhì)的前提下盡可能減少加氯量。一般來說，水余氯過高大多出于保險心理。針對這種情況，我們可以考慮幾個方面，如出廠水取樣點(diǎn)是否合理。取樣點(diǎn)距離過近消毒時間不夠，即使余氯高細(xì)菌指標(biāo)有可能也會超標(biāo)。不定期檢驗(yàn)濾后水的細(xì)菌和總大腸菌群，評估一次加氯的效果和調(diào)整加氯量，原水中氨氮含量高時考慮以總氯來控制水余氯。

篇（3）

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0093-02

1 概述

自來水廠是城市企業(yè)的用電耗能大戶。在自來水廠的能源消耗成本中，電力消耗占了很大一部分，幾乎占了整個能源消耗的95%以上。而在整個電力消耗中，機(jī)泵設(shè)備用電量又占到了95%～98%。其他輔助設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、電動閥、排泥機(jī)等等，耗能才占用2%～5%。所以，自來水廠降低成本，減少能源消耗的重點(diǎn)在于機(jī)泵設(shè)備的節(jié)能降耗。節(jié)能降耗可以有效地減少資源浪費(fèi)，提高資源的利用率，對于建設(shè)綠色生態(tài)的節(jié)約型社會發(fā)揮著重要的作用。同時，節(jié)能降耗還有利于降低企業(yè)的成本，提高經(jīng)營效益。因此，如何降低機(jī)泵的能源消耗從而做好自來水廠的節(jié)能降耗工作具有現(xiàn)實(shí)的意義。

2 機(jī)泵設(shè)備效率下降、能耗增多的原因

機(jī)泵設(shè)備廣泛地運(yùn)用到社會生活的各個領(lǐng)域，其將機(jī)械能變?yōu)橐后w能量從而達(dá)到抽送液體的目的。一般來說，機(jī)泵可用于城市供水、污水系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、石油工業(yè)系統(tǒng)等。但在長時期的使用過程中，由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，使泵輪與泵殼表面變得凹凸不平，摩擦系數(shù)增加，機(jī)泵電耗增加，效率降低。具體來說，首先，在長期的水流沖刷下，流道內(nèi)壁和葉輪過水面變得粗糙，內(nèi)流道的阻力增大，使得效率降低。其次，葉片背水面運(yùn)行時產(chǎn)生負(fù)壓，從而產(chǎn)生氣穴和蜂窩表面，在電化學(xué)腐蝕的作用下，葉輪表面產(chǎn)生汽蝕，從而使能耗增加。再次，由于投加的藥物或水質(zhì)原因使得泵殼內(nèi)積垢，嚴(yán)重的可使泵殼壁厚度增加，從而降低水力效率。最后，機(jī)泵加工工藝粗糙、容積損失和機(jī)械損失都會使水泵性能變差，降低機(jī)泵運(yùn)行效率，增加能耗。

3 機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗措施

3.1 了解機(jī)泵設(shè)備節(jié)能原理，選擇高效、范圍寬的設(shè)備

目前，大部分自來水廠都使用的離心泵。離心泵的工作原理主要是在水泵開動前，將泵和進(jìn)水管灌滿水，待運(yùn)行后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口處形成真空，水池里的水在大氣壓下沿吸水管吸入，填補(bǔ)這個空間。而吸入的水又通過蝸殼被葉輪甩出。所以，關(guān)鍵作用在于離心泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，通過連續(xù)吸水、壓水，使得水向上推壓。如果葉輪片和泵殼的構(gòu)造好，水流狀態(tài)也會更好，機(jī)泵的效率就會更高。因此，可采用具有良好葉輪片和泵殼構(gòu)造的機(jī)泵設(shè)備，更換效率低的水泵，選擇高效、范圍寬的設(shè)備，使機(jī)泵始終運(yùn)行于高效區(qū)間，提高機(jī)泵效率，降低能源消耗。

3.2 提高機(jī)泵節(jié)能降耗的控制水平

對于機(jī)泵節(jié)能降耗技術(shù)，早期的控制方法就是關(guān)閉閥門，降低輸出減少功耗。后來，運(yùn)用變頻調(diào)速節(jié)能控制技術(shù)，使得機(jī)泵技能走向了科學(xué)化和智能化。變頻調(diào)速是調(diào)速技術(shù)中最好的一種，能有效地解決機(jī)泵能耗問題。變頻調(diào)速主要是針對裝置的運(yùn)行負(fù)荷偏低，設(shè)備負(fù)荷過大的情況，但變頻調(diào)速器價格較高，維修技術(shù)要求也很高，所以，自來水廠需要針對實(shí)際情況選用變頻調(diào)速器。

3.3 合理調(diào)度，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行

根據(jù)自來水廠所使用的機(jī)泵設(shè)備的運(yùn)行情況，對機(jī)泵進(jìn)行單獨(dú)的性能測試，分出性能和功效不同的機(jī)泵，并根據(jù)各自機(jī)泵的性能進(jìn)行科學(xué)地調(diào)度使用。比如，可將效率低的機(jī)泵僅用作水量和壓力的調(diào)節(jié)，不作主力機(jī)使用。而將高效區(qū)間開闊，適用于偏低揚(yáng)程大流量的機(jī)泵當(dāng)作主力機(jī)使用。另外，有些機(jī)泵高效區(qū)雖然較窄，但在偏高揚(yáng)程的條件下，工作性能較好，可在白天高峰供水時使用。因此，根據(jù)不同機(jī)泵的性能和功效合理地調(diào)度使用，優(yōu)化整個機(jī)組的運(yùn)行，可有效地降低能源消耗，同時降低機(jī)泵的損耗，最大限度地提高機(jī)泵的效率，延長使用期限。

3.4 葉輪切割改造

目前，大多數(shù)自來水廠的機(jī)泵配置不合理，主要原因在于機(jī)泵揚(yáng)程偏高、機(jī)泵特性曲線不吻合，從而使得機(jī)泵效率過低。這種情況下，對葉輪進(jìn)行切割是最簡單的方法。葉輪的切割是針對少數(shù)運(yùn)行不合適的機(jī)泵進(jìn)行的改造措施。其需要根據(jù)具體的參數(shù)，計算切割量，從而改變?nèi)~輪外徑，葉輪切割后，電流降低，可有效地節(jié)約電力，而且由于葉輪外徑改變使得機(jī)泵特性曲線變化，從而機(jī)泵運(yùn)行達(dá)到實(shí)際所需的高效區(qū)間，并達(dá)到節(jié)能的目的。因此，對葉輪的切割改造在自來水廠的節(jié)能降耗工作中廣泛地運(yùn)用。

3.5 采用高分子噴涂材料和新的密封技術(shù)

機(jī)泵在工作中由于腐蝕、銹蝕、空蝕的作用，還有機(jī)械磨損、容積損失、水力損失等原因，使得葉輪表面和機(jī)泵摩擦阻力增大，降低了機(jī)泵的工作效率。因此，可使用噴涂材料和密封技術(shù)有效地解決這個問題。一方面，既然機(jī)泵、葉輪表面摩擦阻力增大會使能耗增大，可通過在葉輪表面噴涂高分析材料，使其表面形成光滑表層，降低水泵在工作過程中用于抵抗摩擦阻力的能量消耗。這種通過噴涂材料達(dá)到的光滑表層，可以減少泵內(nèi)流體的分層，降低泵內(nèi)的容積損失，降低電力消耗。而且，一般來說，高分子材料都具有抗腐蝕的性質(zhì)，可提高機(jī)泵的使用效率。另一方面，可采用新的密封技術(shù)減少由于克服摩擦阻力而增加的能耗。具體來說，可將注入式的密封填料用專用的油壓諸如水泵填料函內(nèi)，在機(jī)泵工作過程中，部分填料就會附著在軸套上，從而形成“旋轉(zhuǎn)層”，而另外的填料則與機(jī)泵填料函接觸，形成“不動層”，這樣就避免了軸套的磨損，減少機(jī)泵的能量損耗。

4 結(jié)語

自來水廠作為城市生活賴以生存和不可或缺的企業(yè)，由于其用電量和能源消耗大，開展節(jié)能降耗工作十分重要。機(jī)泵作為自來水廠能耗最大的設(shè)備，實(shí)施有效的節(jié)能降耗措施能夠達(dá)到自來水廠節(jié)能降耗的目的。所以，可針對機(jī)泵設(shè)備的能源消耗原理采取了一系列節(jié)能技術(shù)和方法，根據(jù)自來水廠的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的改造，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

參考文獻(xiàn)

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[2] 廖栩輝，陳章.淺談水泵節(jié)能降耗的工作做法

[A].水行業(yè)節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)交流技術(shù)研討會[C].2008，（6）.

[3] 蘇勇文.淺談自來水廠水泵、變壓器節(jié)能降耗技術(shù)

篇（4）

前 言：城市的命脈就是水。這幾年來，隨著迅速進(jìn)展的社會與接連推動的城市化，相應(yīng)增加的是城市污水排放量，日趨出眾的問題是缺水，日益增大的是用水沖突。增產(chǎn)節(jié)約，城市化過程中一般篩選的是加大中水的運(yùn)用率。因此，本文就對城市污水處理廠的節(jié)能降耗展開了論述。

1我國城市污水處理廠能耗及分布

城市污水處理是高能耗行業(yè)，其能耗主要包括電能、藥耗和燃料等多個方面，其中電耗約占總能耗的60%～90%，電耗也成為了污水處理廠運(yùn)行成本的主要組成部分。2011年，我國城鎮(zhèn)污水處理廠用電量約為100×108kW?h，約占全國社會總用電量的0.2%。污水處理廠電能主要消耗在污水污泥的提升、生物處理的供氧、推動混合、污泥的處理處置、附屬建筑用電和廠區(qū)照明等方面。其中曝氣能耗最大，約占到整個污水處理廠能耗的一半左右，此外，污泥處理環(huán)節(jié)能耗也不容忽視，我國污水處理廠在該環(huán)節(jié)的能耗約為3%～5%左右，與日本、美國等發(fā)達(dá)國家20%～30%相比有很大差距，這也反映出我國的污泥處理工藝和設(shè)備還有待進(jìn)一步完善。

2城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑分析

從以上分析可以看出，我國城市污水處理廠的能耗分布主要在污水提升、處理以及污泥處理等單元，包括設(shè)備的電能消耗、污水處理和藥劑消耗等，因此，我國城市污水處理廠節(jié)能的途徑選擇應(yīng)該是在曝氣和泵領(lǐng)域、污泥處理以及日常運(yùn)行的節(jié)能設(shè)計優(yōu)化等等。

2.1污水提升泵站節(jié)能途徑

污水提升泵在整個污水處理中是主要的耗能設(shè)備之一，因此，具有優(yōu)化提升泵站設(shè)計能夠產(chǎn)生較大的節(jié)能效果。目前國內(nèi)城市污水處理廠泵的能量高消耗主要由于電機(jī)效率不高、設(shè)計的運(yùn)行能力超過了實(shí)際水量所需的能量、水量波動以及運(yùn)行控制不良等原因所致。提升泵的優(yōu)化節(jié)能主要途徑有改工頻泵為部分變頻泵作為調(diào)速泵；所有提升泵都是變頻泵，如紹興污水處理廠通過提升水泵變頻技術(shù)改造，節(jié)能達(dá)到12%；多級動態(tài)液位控制策略技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)行過程中通過轉(zhuǎn)速加臺數(shù)控制法，實(shí)現(xiàn)定速泵平均流量運(yùn)行；當(dāng)水流出現(xiàn)較大波動時應(yīng)該適時增減運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)，調(diào)速泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)來適應(yīng)水流量的變化；定期對水泵進(jìn)行維護(hù)，以減少摩擦降低電耗。

2.2曝氣設(shè)施節(jié)能途徑

曝氣機(jī)是污水處理廠耗能最多的設(shè)備之一，降低污水處理廠的能耗關(guān)鍵是要做好曝氣機(jī)的節(jié)能。在污水處理曝氣環(huán)節(jié)的操作主要有風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散、控制以及動力等方面，現(xiàn)實(shí)中造成曝氣過高能耗的原因主要有設(shè)備容量過大、操作效率低等等，因此，可以通過優(yōu)化曝氣系統(tǒng)和智能控制來實(shí)現(xiàn)曝氣機(jī)的節(jié)能降耗：考慮曝氣機(jī)動力效率、氧利用率、堵塞故障以及工程造價等因素來合理選擇曝氣裝置；選擇漸減式曝氣布置，如第1～3段分別按照35%、30%、25%進(jìn)行布置；選擇溶解氧自動控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對溶解氧濃度的控制；選擇變頻器來改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式對風(fēng)機(jī)流量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的節(jié)能。

2.3污水處理節(jié)能途徑

污水處理環(huán)節(jié)的能耗主要產(chǎn)生于污水預(yù)處理和生化處理，其中預(yù)處理階段主要包括格柵、沉砂池，生化處理階段的主要能耗單元是曝氣系統(tǒng)（之前已作論述）。這里重點(diǎn)探討污水預(yù)處理環(huán)節(jié)的能耗。首先是做好格柵的安裝，雖然整個格柵本身在污水處理過程中的節(jié)能空間不大，但對后續(xù)其他設(shè)備的降耗起著重要作用，需要做好格柵的安裝，一般會選擇將格柵安裝在污水處理廠的前段或者污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處，以此來實(shí)現(xiàn)對較大漂浮物的截留，減少堵塞，保證污水設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。曝氣沉沙池由于曝氣設(shè)備的使用而產(chǎn)生較高能耗，因此沉砂池的設(shè)計一般應(yīng)選擇平流式和旋流式。

2.4污泥處理節(jié)能途徑

污泥處理單元是產(chǎn)生能耗較大的部分，既要做好該部分的節(jié)能降耗，也需要探尋污泥資源的二次利用，因此污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能主要著眼于污泥的處理和資源的回收階段。首先是污泥處理方面，目前主要包括污泥的濃縮、穩(wěn)定和脫水三個環(huán)節(jié)。其中，污泥濃縮應(yīng)優(yōu)先使用生物氣浮技術(shù)來代替簡單的重力氣浮，以提升濃縮效率、降低能耗的效果；污泥的穩(wěn)定主要有厭氧、好氧和堆肥處理，當(dāng)然也有許多未經(jīng)穩(wěn)定處理就直接進(jìn)入了脫水環(huán)節(jié)。一般厭氧消化后可以產(chǎn)生沼氣來彌補(bǔ)穩(wěn)定環(huán)節(jié)的能量。污泥脫水有機(jī)械脫水和自然脫水兩種方式，目前大多選擇的機(jī)械脫水，機(jī)械脫水的主要能耗是電耗，一般使用離心脫水的電耗較低，但對污泥的預(yù)處理效果要求高，還容易磨損，還需要在實(shí)踐中探尋新的脫水工藝，提升節(jié)能降耗效果。此外，要做好污泥的回收再利用，污泥中大部分成分是揮發(fā)性有機(jī)物，在日本，60%污泥可以經(jīng)由厭氧消化削減，每噸揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)可產(chǎn)生約680m3的沼氣，利用磷酸型燃料電池殼獲得污水廠約50%的能源。污泥的回收途徑一般有兩種：利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱能、厭氧消化氣的利用。

2.5藥劑消耗節(jié)能途徑

藥劑消耗雖然在整個污水處理廠中所產(chǎn)生的能耗比例不大，但在污泥消毒、調(diào)理和除磷等環(huán)節(jié)也存在一定的節(jié)能空間。首先是除磷方式的選擇，一般會使用無需投加藥劑、污泥產(chǎn)量又少的生物除磷技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)工藝較為復(fù)雜，需要在實(shí)踐中不斷的加以完善。如果選擇化學(xué)除磷，可以嘗試使用高分子混凝劑除磷，能夠有效降低藥耗；污泥調(diào)理是為了進(jìn)一步提升污泥的脫水性能，通常有選擇化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理兩種工藝；污泥的消毒可以推薦使用輻射技術(shù)，無需高溫高壓，是污泥消毒的新技術(shù)，有利于污水處理廠的節(jié)能降耗。

3加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營管理

污水廠的節(jié)能降耗滲透于日常的生產(chǎn)運(yùn)營管理的方方面面，加強(qiáng)日常生產(chǎn)經(jīng)營管理也是污水處理廠的節(jié)能降耗的重要舉措。首先是加強(qiáng)教育培訓(xùn)，提升人員的節(jié)能意識，樹立節(jié)能生產(chǎn)理念；其次是做好日常的生產(chǎn)經(jīng)營成本分析，通過對城市污水處理廠各個處理環(huán)節(jié)的能耗分析，準(zhǔn)確掌握不同單元的具體能耗，從而有針對性的提出控制能耗的重點(diǎn)環(huán)節(jié)；再次是建立節(jié)能降耗目標(biāo)，把節(jié)能降耗目標(biāo)設(shè)置于各個環(huán)節(jié)，對于完成預(yù)期目標(biāo)的給予一定的獎勵，從而激發(fā)大家開展節(jié)能降耗的積極性。

4節(jié)能進(jìn)展動向

污水處理技術(shù)說到將來的發(fā)展動向時，將來污水處理要向著強(qiáng)化脫氮除磷、增強(qiáng)污水返回利用和推動環(huán)保低排放目標(biāo)進(jìn)展。被稱為一項(xiàng)概括性工作的是污水廠的節(jié)能低排放，規(guī)劃到工藝、裝備和其它好多步驟。所以，污水廠的節(jié)能技術(shù)要從工藝規(guī)劃、裝備選型、運(yùn)行管理等步驟每個步驟開始，四處建立節(jié)能認(rèn)識，連續(xù)開采探討節(jié)能新工藝；能耗績效的治理評定體系是污水廠要建立的，在實(shí)驗(yàn)中概括節(jié)能經(jīng)歷，同步模仿國外優(yōu)秀治理經(jīng)歷，污水處理廠的運(yùn)行治理水平才能得到提升，讓污水處理技能從高能耗向低能、高效的目標(biāo)進(jìn)展。

5結(jié)語

一項(xiàng)概括性工作就是污水廠的節(jié)能低排放，牽涉到材料、工藝、裝備、治理、電氣、自動化掌控等好多步驟。節(jié)能降耗辦法在污水處理廠執(zhí)行，同步增強(qiáng)治理，能源可以儉省，下降運(yùn)營本錢，從而推動污水解決企業(yè)的可繼續(xù)進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王崇.污水處理廠能耗分布與節(jié)能機(jī)會分析[J].市政技術(shù)，2013（3）：148-151.

篇（5）

一、城市污水處理廠主要的節(jié)能降耗途徑

1、節(jié)約電能的途徑

1）污水提升泵

污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個提升系統(tǒng)，具體有如下措施：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，通過減小污水的提升高度來降低水泵的揚(yáng)程；變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用：通過變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，降低水泵提供的揚(yáng)程使之與實(shí)際需要相符合，降低排水單耗，而且變頻器還可以控制水泵運(yùn)行臺數(shù)，從而節(jié)約大量的能源。變頻器可設(shè)置節(jié)能功能，也就是當(dāng)變頻調(diào)速使電動機(jī)在變頻狀態(tài)下運(yùn)行時，變頻器可以隨時搜索電動機(jī)最佳工作點(diǎn)，使電動機(jī)在任何情況下，電流最小，功率因素和效率趨于最佳工況；削切葉輪：污水提升泵若采用離心式水泵，則其流量、揚(yáng)程、軸功率和泵輪直徑近似有以下規(guī)律：流量與泵輪直徑比的1次方成正比，揚(yáng)程與泵輪直徑比的2次方成正比，軸功率與泵輪直徑比的3次方成正比。因此，可以采用切削泵輪直徑的方法，從而降低設(shè)計揚(yáng)程，使水泵工作在最優(yōu)效率區(qū)而達(dá)到降低能耗的目的；適當(dāng)增減提升泵運(yùn)行臺數(shù)，對其進(jìn)行變頻調(diào)速控制，以適應(yīng)不同時間、季節(jié)的污水量波動，有效降低提升泵能耗。定期對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修，可減少因滲漏、結(jié)垢、機(jī)械磨損等原因造成的效率降低，保證提升泵的高效運(yùn)行。此外，還可以通過采用新型的節(jié)能泵，合理調(diào)整設(shè)備參數(shù)，提高泵的運(yùn)行效率，選擇水泵的運(yùn)行臺數(shù)等途徑實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2）曝氣系統(tǒng)

（1）選擇高效率的曝氣設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備。鼓風(fēng)曝氣設(shè)備主要有微孔氣泡、中氣泡、大氣泡和水力剪切等幾種類型。其中，微孔曝氣具有氣泡微小、比表面積大和氧轉(zhuǎn)移效率高等特點(diǎn)，通過提高氧的傳質(zhì)效率起到節(jié)能效果。

（2）通過變頻等技術(shù)提高鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，使曝氣設(shè)備一直能在較高的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，起到節(jié)能效果，因此，一般多采用離心式鼓風(fēng)機(jī)并輔助變頻控制。

（3）曝氣量的精確控制。精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計算當(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)會連續(xù)檢測曝氣量，及時檢測系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時進(jìn)行調(diào)整。因此，建立基于生物反應(yīng)動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測不同進(jìn)水負(fù)荷條件下生物處理系統(tǒng)包括需氣量在內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)，并通過對示范污水廠的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)或在線運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確定該污水處理廠生物處理過程的特征參數(shù)和補(bǔ)償參數(shù)，并采用仿真和試驗(yàn)的方法，檢驗(yàn)這些特征參數(shù)的有效性。最后，在綜合的環(huán)境因素（溫度、pH值，MLSS）條件下，經(jīng)試驗(yàn)確定示范污水廠的水平衡（包含污水負(fù)荷）、泥（底物）平衡、氣（曝氣）平衡過程的穩(wěn)態(tài)值及其擾動特征。

（4）根據(jù)溶解氧（DO）濃度調(diào)節(jié)曝氣量。許多污水處理廠的生物反應(yīng)池會曝氣過度，主要原因是缺乏自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、過度曝氣直接導(dǎo)致了能耗的浪費(fèi)，并會使污泥的沉降性變差，能耗隨混合液DO濃度的增大而增大，曝氣池中的DO從2mg/L升高到5mg/L，所需要消耗的能量增加了近一倍。最節(jié)能的方法是根據(jù)降解污水中有機(jī)物和硝化所需的最低需氧量進(jìn)行供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。由于進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的不穩(wěn)定，實(shí)際運(yùn)行中，一般下午和傍晚的需氧量要比夜間和早晨的需氧量大，因此維持穩(wěn)定DO濃度所需的鼓風(fēng)量也要實(shí)時調(diào)整。

3）污泥脫水系統(tǒng)

污泥脫水系統(tǒng)主要是將含水率在98%以上的污泥進(jìn)行減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的處理，污泥處理主要包括濃縮、消化、脫水和干化等過程。目前國內(nèi)常用的污泥脫水機(jī)有帶式壓濾機(jī)、半框壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)、螺旋壓榨式脫水機(jī)，這幾種脫水機(jī)處理每噸污泥干固體所需能耗有很大的差異，因此在設(shè)備選擇時應(yīng)盡量選擇脫水效率高且能耗較低的污泥脫水機(jī)。其次，污泥脫水過程應(yīng)盡量減少設(shè)備運(yùn)作和縮短處理時間，根據(jù)儲泥池內(nèi)泥量、污泥沉降性能確定脫水機(jī)器使用數(shù)量和脫水時間。

2、節(jié)約藥劑的途徑

污水處理廠降低絮凝劑的消耗也是節(jié)能降耗的重點(diǎn)。我國現(xiàn)有水處理藥劑生產(chǎn)廠家230家，品種100多個，總產(chǎn)量近20萬t，在選擇絮凝劑是不僅要考慮其單價，還應(yīng)考慮藥劑的高效性，以使其減量化，應(yīng)用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脫水性能的絮凝劑，這樣既可節(jié)省藥劑用量又能提高混凝效果，從而使污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。

節(jié)約絮凝劑的途徑主要有：使用脫水效率更高的、可以生物降解的、不會造成二次污染的天然高分子改性絮凝劑包括淀粉、纖維素、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚丙烯酰胺絮凝劑；精確投加藥劑，避免不必要的浪費(fèi)：通過試驗(yàn)確定高分子絮凝劑以及混凝劑配制藥液濃度、投加量，使絮凝劑發(fā)揮最佳的絮凝及混凝效果，減少藥劑的投加量；要求藥液投加設(shè)備計量準(zhǔn)確，減少誤差。

3、節(jié)約自來水耗的途徑

中水回用是節(jié)約自來水耗的主要途徑。城市污水處理廠建立中水回用系統(tǒng)，使中水用于廠內(nèi)污泥脫水的反沖洗用水、清洗車間用水、風(fēng)機(jī)冷卻水、綠化用水等，由此大幅度的減少自來水的消耗，實(shí)現(xiàn)污水的資源化，降低污水處理成本。

4、建立完善的管理機(jī)制

通過加強(qiáng)管理節(jié)能降耗的措施主要有：通過對污水處理各個工段的能耗進(jìn)行分析，明確不同處理單元的能量需求，挖掘各控制環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗潛力，提高能耗管理水平，精確控制城市污水處理廠的運(yùn)行；加強(qiáng)對設(shè)備設(shè)施及藥劑的管理：建立崗位責(zé)任制，設(shè)備設(shè)施責(zé)任制，定期分析設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行情況，使其達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。加強(qiáng)對藥劑的貯存管理，嚴(yán)防雨淋、暴曬，避免對藥劑的浪費(fèi)；建立激勵機(jī)制：制定科學(xué)的考核、控制指標(biāo)和激勵制度，全體員工積極參與，職責(zé)明細(xì)，獎罰分明，使員工自覺培養(yǎng)節(jié)能降耗的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與個人的雙贏。

二、廢棄物的資源化

1、能源的利用

污泥厭氧消化池所產(chǎn)生的沼氣能完全燃燒，而且保存運(yùn)輸比較方便，是一種清潔燃料，國內(nèi)的北京高碑店污水廠和天津市紀(jì)莊子污水廠的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣就是用于沼氣攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)動機(jī)的熱水作為消化污泥加熱的熱源。沼氣發(fā)電在美國、德國、日本等國家也得到了極大的利用，它實(shí)現(xiàn)了污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的統(tǒng)一，是一種優(yōu)良的節(jié)能技術(shù)。

2、污泥的綜合利用

在城市污水處理過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥，為防止環(huán)境受到二次污染，必須科學(xué)考慮污泥的處理和處置問題。目前常用的污泥處置方法有填埋、農(nóng)用、焚燒、制造建材等，但是污泥填埋沒有真正解決污泥問題，污泥沒有被利用，還可能造成二次污染，不能算是資源化利用的方式。為此，許多研究者嘗試把污泥直接用于建材，或利用污泥焚燒后的殘?jiān)圃旖ú摹?/p>

結(jié)語

城市污水處理廠的節(jié)能降耗是一項(xiàng)綜合性工作，涉及到工藝、設(shè)備、過程控制、管理、人員的操作水平等，從設(shè)計、設(shè)備選型、運(yùn)行管理控制、維修、升級改造等每個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析資源的消耗及節(jié)能潛力，以降低污水處理成本，減小用電量及其他原材料的消耗。

篇（6）

近年來，我國縣級污水處理設(shè)備數(shù)量不斷增加，污水處理率得到了明顯提高，在國家政策的支持下，未來幾年污水處理規(guī)模將不斷加大。在污水處理量加大的同時，耗電量也隨之增長，為了實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，必須采取合理的節(jié)能降耗措施，使污水處理廠總能耗得到有效控制，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供助力。

1.污水處理廠能耗情況

我國污水廠使用的處理工藝并不相同，而且實(shí)際能耗數(shù)據(jù)也有較大差別。根據(jù)資料統(tǒng)計，在不進(jìn)行污泥處理的情況下，污水處理耗電量為0.16-0.29kW?h/m3，而通過我國學(xué)者的研究，使用卡魯塞爾氧化處理工藝的耗電量為0.21kW?h/m3。通過趙傳義進(jìn)行優(yōu)化改良的A2/O污水處理工藝，處理每噸水耗電量只有0.15kW?h，可以看出該方法節(jié)能效果非常優(yōu)秀。根據(jù)城市污水處理平均電耗統(tǒng)計，我國現(xiàn)階段平均電耗已經(jīng)達(dá)到0.31kW?h/m3，能耗要遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家污水處理能耗。以0.31kW?h/m3為基礎(chǔ)進(jìn)行計算，在2014年我國污水處理量就將達(dá)到1.36億m3/d，而耗電量就將接近4216萬kW?h/d。以上海某污水處理廠在2014年的生產(chǎn)成本進(jìn)行計算，該廠滿足二級排放標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本0.489元/m3，經(jīng)營成本0.285元m3，以此標(biāo)準(zhǔn)計算，在2014年度，該廠需要承擔(dān)的生產(chǎn)成本為5986萬元/d，經(jīng)營成本為3436萬元/d，年生產(chǎn)成本為229億元，年經(jīng)營成本為136億元，與2010年總運(yùn)行費(fèi)用相比，約有24.5%的增長。

2.污水處理廠節(jié)能技術(shù)與發(fā)展途徑

2.1能量利用審核

通過能量利用審核，可以為污水處理廠正常生產(chǎn)經(jīng)營提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并且為污水處理技術(shù)改造方案選擇提供參考。通過生命周期進(jìn)行污水處理的成本分析，并對處理系統(tǒng)與單元組件進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)降低污水處理能耗與成本的目標(biāo)。通過能力利用評價審核能量利用效果，并且輔助污水處理廠進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，使設(shè)備可以及時進(jìn)行改進(jìn)或更換。能量審核評價包括兩步，其一是可行性研究，需要對技術(shù)方案進(jìn)行整體性評估，并且完成初步的設(shè)計，明確項(xiàng)目范圍，成本、財政評價等資料；其二是對設(shè)計工程進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)對改造后實(shí)際效果進(jìn)行判斷。根據(jù)工程前期情況進(jìn)行研究，審核污水處理廠的全部工作流程，保證其單元具有良好的節(jié)能降耗效果。

2.2反應(yīng)器在線數(shù)

未來城市規(guī)模將不斷增長，污水處理量也會隨之增長，為了承載工業(yè)廢水與大雨的沖擊，在運(yùn)行階段需要所有反應(yīng)器容積維持在線狀態(tài)，這種情況會導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)維持在低負(fù)荷狀態(tài)。如負(fù)荷率處于正常水平，則污水處理的能量使用效果也會有所上升。例如旱季進(jìn)行污水處理時，如果生物反應(yīng)器維持2個以上運(yùn)行狀態(tài)，則需要對污水處理進(jìn)行合理分析，評價停止一部分生物反應(yīng)器后，是否會影響污水處理廠的正常負(fù)荷，經(jīng)研究表明，在旱季停止部分反應(yīng)器后，仍然可以保證污水處理廠的正常運(yùn)作。

3.節(jié)能降耗設(shè)備改造

3.1曝氣組件

根據(jù)美國80年代北美地區(qū)資料統(tǒng)計，當(dāng)年北美地區(qū)曝氣設(shè)備能耗為1.4×106kW，在這其中，曝氣系統(tǒng)消耗的能源約占污水處理廠總能源消耗的45%-75%，所以，曝氣組件的節(jié)能改造是污水處理廠節(jié)能降耗的重要內(nèi)容之一。擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)是最為常見的充氧方式，設(shè)備實(shí)際充氧能力受多種因素影響，其中包括池體形狀、曝氣類型、安裝深度、氣壓、溫度、污水特征等。OTE是判斷曝氣系統(tǒng)效率的核心指標(biāo)，通過改善OTE，可以提高系統(tǒng)能量使用效率，而影響OTE的因素包括水深、水質(zhì)、氣泡、風(fēng)速、密度、堵塞情況等。OTE受生物反應(yīng)擴(kuò)散器數(shù)量影響，數(shù)量越多，OTE也會有所提高，部分污水處理廠根據(jù)反應(yīng)池大小設(shè)計曝氣器位置，也有部分污水處理廠將曝氣器的微孔更換為粗孔，通過這些方法，均可有效提高污水處理用電效率。部分曝氣頭在更換完成后，每年可節(jié)約用電費(fèi)用120000美元，經(jīng)計算，投資僅需3年即可回收。在進(jìn)行混合液懸浮處理時，可以通過高效率的混合設(shè)備取代曝氣設(shè)備，通過這種方法，不僅可以提高處理效率，還可以使能量需求降至合理范圍。

3.2水泵

水泵設(shè)備在活性污泥處理中經(jīng)常使用，其中包括提升泵、回流泵、內(nèi)回流泵、污泥泵。根據(jù)北美地區(qū)實(shí)際運(yùn)行效果，水頭提升降低0.4m，即可節(jié)約成本0.0415美元/（m3?d）。為了保證水泵運(yùn)行效果，可以采取以下措施進(jìn)行改造。水泵在運(yùn)行階段，需要維持在高效區(qū)間，兩臺泵設(shè)置85%額定流量，代替3臺泵55%額定流量；合理調(diào)節(jié)水位，使水泵啟閉次數(shù)降低，穩(wěn)定出水水流；使用大型水泵優(yōu)化運(yùn)行功率。

4.結(jié)束語

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，我國一直堅(jiān)持加強(qiáng)污水處理技術(shù)水平。污水處理廠高能耗的問題，已經(jīng)影響了污水處理技術(shù)優(yōu)化的效果與速度，為了降低能耗，需要了解污水處理節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展方向，并且積極吸收國際優(yōu)秀節(jié)能污水處理技術(shù)，通過高水平的技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的節(jié)能降耗目標(biāo)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]王洪臣.中國污泥處理處置技術(shù)路線的初步分析[J].中國建設(shè)信息（水工業(yè)市場），2010，12（7）：12-14.

篇（7）

中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

污水問題在各個城市是普遍存在的，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市污水越來越多，污水成分復(fù)雜多變，城市污水處理過程復(fù)雜，給城市污水處理廠的處理能力帶來巨大的壓力。隨著中國節(jié)能減排工作的不斷深入，城市污水處理廠作為主要減排的載體，在減排工作中顯得尤為重要。對城市污水處理廠的影響進(jìn)行科學(xué)分析，并尋找處理措施對提高污水處理廠的處理效率，減輕社會壓力和環(huán)境保護(hù)壓力具有較大的促進(jìn)作用。

1、污水處理廠的作用

污水處理廠將城市污水進(jìn)行收集，經(jīng)過一系列的處理措施，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，將其進(jìn)行回收再利用，既減少凈水的利用率，又降低污水排放對水體的污染，對保護(hù)水資源和土壤資源和空氣污染起到非常重要的保護(hù)作用。

a)城市污水處理有利于保護(hù)地下水資源不受破壞，污水收集處理后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，污水不再滲入地下水體內(nèi)，保護(hù)了地下水的安全；

b)污水得到治理，不會排放到下游，從而減少了污水對下游土壤及植被的污染，對保護(hù)耕地，保護(hù)植被起到重要作用；

c) 污水處理后，其中的污染物得到收集，有效地降低了其中污染氣體的排放!對減輕空氣污染起到一定的作用。然而，城市污水處理廠對環(huán)境同樣產(chǎn)生不利影響，需要認(rèn)真對待，采取措施，降低其影響范圍。

2、制約污水處理廠能耗的因素

2.1、污水處理廠建設(shè)規(guī)模與處理量

據(jù)統(tǒng)計分析，城市污水處理廠的平均噸水的能耗與水廠的處理規(guī)模成反比，特別是日處理量超過5萬噸的污水處理廠，其噸水能耗下降較為顯著。當(dāng)設(shè)計規(guī)模與實(shí)際處理量都增大時，在運(yùn)行中實(shí)際處理量往往是低于設(shè)計規(guī)模的，這樣就導(dǎo)致了部分能耗的損失，要想減小這部分能耗的損失，就要盡可能的按照實(shí)際處理量進(jìn)行污水處理廠的規(guī)模設(shè)計。

2.2、污水處理廠的工藝選擇

作為城市高能耗行業(yè)之一的城市污水處理行業(yè)，其節(jié)約能耗已成為城市發(fā)展必須解決的問題。采用優(yōu)化的、合理的、高新的污水處理工藝是污水處理廠必須重視的環(huán)節(jié)，污水處理廠采用什么樣的工藝，除了考慮水質(zhì)的要求!工藝的先進(jìn)性與可行性這些因素外，還應(yīng)考慮所選工藝的合理及簡單化，特別要著重考慮運(yùn)行時的穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)及管理維護(hù)方便。

3、節(jié)能技術(shù)改造

3.1、增設(shè)快速濃縮池

隨著我國對排水標(biāo)準(zhǔn)的不同提升，目前不僅需要對出水COD進(jìn)行控制，同時還要控制NH3-N/TP等，而且一些濃縮池所剩余的部分污泥還會釋放磷，所以針對這種情況，目前在一些新建的污泥處理廠內(nèi)，則不再進(jìn)行濃縮池的設(shè)置，這就為后期污水處理的成本增加埋下了伏筆.因?yàn)檫@勢必會在污泥脫水時電耗增加，而且藥耗量也會上升.所以針對于剩余污泥在濃縮池內(nèi)停留時釋放磷的問題，則需要在利用向污泥內(nèi)添加絮凝劑來解決，而且這些絮凝劑也不需要再額外購置，其只需將脫水濾液中剩余的部分進(jìn)行添加即可，這樣可以有效的減少污泥在濃縮池內(nèi)停留的時間，避免了磷的釋放，而且也達(dá)到了濃縮的效果，這樣在污水處理時，其脫水效率也會有較大程度的提高，同時也不用過多的增加藥耗，對節(jié)約成本起到關(guān)鍵的作用.

3.2、污水提升泵的變頻改造

通常在選擇污水提升泵時，其都會以最大揚(yáng)程和最大流量的設(shè)計來對水泵的參數(shù)進(jìn)行選擇，這就導(dǎo)致使用過程中，水泵則處于低揚(yáng)程!大流量和低效區(qū)的狀態(tài)下，直接導(dǎo)致耗電量的增加，而且電機(jī)極易出現(xiàn)過熱的情況。

針對于這個問題，可以通過對水泵的性能曲線進(jìn)行改變，從而對其效率進(jìn)行調(diào)整，而通過對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，可以使水泵趨于高效區(qū)內(nèi)，而且沒有能量的損失，運(yùn)行的效率也處于較高的水平、所以利用變頻調(diào)速技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，具有較大的優(yōu)勢，可以說是電機(jī)的主流技術(shù)之一，對提高電機(jī)的效率，降低能耗起到了積極的意義。

利用變頻電機(jī)的這種節(jié)能技術(shù)，根據(jù)其集水池水位的變化規(guī)律，采用智能化節(jié)電設(shè)備對其污水提升泵進(jìn)行了變頻節(jié)能改造，采用多點(diǎn)水位控制，水位探測儀采取多層次水位探測，使水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)水位高低進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。設(shè)定集水池的水位為H時，變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為700r/min。對應(yīng)的變頻器頻率為45Hz。當(dāng)進(jìn)水井水位高于或低于H時，產(chǎn)生一個偏差值，其如果增大（為正），變頻電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速升高，泵的流量越大，水位隨之下降；反之，這個值減小（為負(fù)）時，變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速變小，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，進(jìn)水量持續(xù)穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯。

4、城市污水處理廠節(jié)能降耗的途徑

4.1、污水提升

污水提升過程中的節(jié)能污水提升過程中最為消耗能源的設(shè)備便是污水提升泵，其具有很大的節(jié)能空間。因而，為減少污水處理廠提升泵房的電能消耗需對其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。目前，我國在設(shè)計污水廠高程時，數(shù)據(jù)都偏高，造成提升泵設(shè)計揚(yáng)程也過高，造成電耗量大。根據(jù)水泵有效功率的公式 Nu=γQH，我們可發(fā)現(xiàn)當(dāng)γ和Q確定時，Nu和H是成正比例的，因而，當(dāng)水泵揚(yáng)程降低后，一定能達(dá)到節(jié)能的效果。在設(shè)計污水廠高程時，要防止多次進(jìn)行污水提升，以免造成能源的浪費(fèi)；在布置各構(gòu)筑物和管線時，要注意其緊湊性，避免拐角，縮短輸送距離，可將反應(yīng)池和沉淀池進(jìn)行合并，以此來避免水頭的損失；進(jìn)行設(shè)計時，要注意構(gòu)筑物的特點(diǎn)以及構(gòu)筑物間的關(guān)系，盡量節(jié)約土地資源，杜絕不切實(shí)際的設(shè)計。

在污水提升過程中，可引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，加強(qiáng)管理，以求實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的?？刹捎米冾l調(diào)速技術(shù)，優(yōu)化配置泵站設(shè)備，保障水泵運(yùn)行的質(zhì)量；選擇型號相同的水泵機(jī)組，以便于進(jìn)行維修；可對水泵進(jìn)行合理的更換，適時地啟動水泵，將污水處理工作放在晚上進(jìn)行。

4.2、污水處理過程中的節(jié)能

污水處理過程中的節(jié)能主要通過對曝氣系統(tǒng)的節(jié)能來降低整個污水處理廠的整體能耗量。降低曝氣系統(tǒng)的能源消耗需要合理設(shè)計曝氣系統(tǒng)的規(guī)模，在操作過程中要進(jìn)行合理的控制，從而提高曝氣系統(tǒng)的總能效；選擇曝氣設(shè)備時，要充分考慮到曝氣設(shè)備的供氧能力和調(diào)節(jié)能力，避免能源的浪費(fèi)；在進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)的選擇時，要選擇變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，有利于操作的便捷，減少故障，要合理控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)能的效果。

4.3、污泥處理過程中的節(jié)能

在污泥處理過程中，減少污泥脫水系統(tǒng)的能源消耗，需要投入適當(dāng)?shù)母咝跄齽?，?yán)格按照操作章程進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)行。在對設(shè)備的選擇上，要優(yōu)選效率高但能耗低的設(shè)備，減少設(shè)備的磨損率，降低運(yùn)行費(fèi)用，從而節(jié)約污泥處理系統(tǒng)過程中的能源消耗；充分利用厭氧沼氣，通過沼氣的燃燒來用于加溫、取暖等方面，還可以利用沼氣發(fā)電來降低電能的消耗。

4.4、其他節(jié)能措施

可選擇平流沉砂池，避免使用消耗能量大的沉砂池，盡可能用重力來進(jìn)行排砂；污水處理廠采用節(jié)能電燈，建設(shè)太陽能設(shè)備，充分利用太陽能，減少電能的消耗，提高污水處理廠中設(shè)備的工作效率，實(shí)現(xiàn)自動化；改進(jìn)生物除磷工藝，降低藥劑的消耗量，減少污水中的含泥量，降低污泥處理的能源消耗。

結(jié)束語

隨著污水處理廠的快速發(fā)展，其高能耗，運(yùn)行費(fèi)用高的問題亟需解決。因而，必須改進(jìn)污水處理技術(shù)，完善無數(shù)處理設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)能減排工作，提高能源利用率，建設(shè)資源節(jié)約型社會，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張東方. 探討污水處理廠的節(jié)能降耗[J]. 低碳世界,2013,20:34-35.

[2]楊博,楊長軍. 城市污水處理廠的節(jié)能降耗[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報,2011,04:148-151.

篇（8）

中圖分類號：TP206 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

節(jié)能降耗作為工業(yè)建設(shè)的重要目標(biāo)之一，城市污水處理廠節(jié)能降耗的手段非常大，基本上包括：優(yōu)化城市排污工藝設(shè)計、提升污水處理管路設(shè)計水平、優(yōu)化污水處理設(shè)備選型、提升污水處理日常管理水平等。本文結(jié)合城市污水處理情況，分析了城市污水處理廠節(jié)能減排的措施。

一、城市污水處理廠工藝的選用

城市污水處理廠處理工藝的選擇，是污水處理廠的主要工作之一，也是城市污水處理廠節(jié)能降耗的重要環(huán)節(jié)。因此，在城市污水處理廠日常管理的過程中，由于廢水可生化的特點(diǎn)較為明顯，為了更好的降低城市污水處理的費(fèi)用，大部分使用的是生物處理的方法。而針對不同的污水、不同的處理程度要求，除了使用傳統(tǒng)的曝氣池工藝之外，可以供使用的污水處理工藝是非常多的。常用的有：第一種：氧化溝工藝，這一污水處理工藝所需的設(shè)備簡單、便與管理，不需要二次沉淀池，在二十世紀(jì)九十年代中后期這一工藝應(yīng)用較多。但是與傳統(tǒng)的曝氣池工藝相比較，曝氣設(shè)備的能耗水平相對較高。第二種：sbr工藝，這一污水處理工藝占地面積小，自動化控制水平高，模塊式擴(kuò)建前景好，但是污水處理設(shè)備的閑置率比較高。在城市污水處理要求不斷提升的背景下，這一工藝水平得到了更多的推廣，污水處理的水質(zhì)高于一級a標(biāo)準(zhǔn)，但是此污水處理設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用和日常能耗水平較高。

二、城市污水處理能耗分析

污水處理的能量是推動生物反應(yīng)與污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，根據(jù)能耗產(chǎn)生的不同標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為不同的能耗構(gòu)成。其中直接能耗主要包括鼓風(fēng)曝氣或機(jī)械曝氣電機(jī)所消耗的電能，回流污泥泵、污水提升泵等消耗的電能，污泥消化投加的熱能，污泥脫水所消耗的電能，攪拌推流過程中機(jī)械消耗的電能等；而間接能耗則主要是指一些物料消耗，如活性炭、絮凝劑、石灰、外加碳源等耗材生產(chǎn)所需的能量。當(dāng)前我國大多數(shù)污水處理中，污水的提水能耗占到總能耗的 10% -20% ，污水生物處理的能耗占到總能耗的 50% -70% ， 污泥的處理能耗占總能耗的 10% -25%左右，這三者的能耗約占總能耗的七成以上[3]。因此，污水處理的節(jié)能減排主要從能耗、物耗和水耗等三個部分采取合理有效的節(jié)能降耗措施。

三、污水處理廠節(jié)能降耗對策

1、節(jié)能技術(shù)改造

對現(xiàn)有設(shè)備及時改造可以有效降低能耗。首先是對提升泵的變頻改造。很多污水處理廠在對污水提升泵的選型設(shè)計時往往考慮的是最大揚(yáng)程、最大流量等不利因素情形下的水泵參數(shù)，這樣容易導(dǎo)致選擇的水泵揚(yáng)程偏高，運(yùn)行時有多處于低揚(yáng)程、大流量、低效區(qū)的情緒，造成了能耗的極大浪費(fèi)。因此，要及時對提升泵的變頻電機(jī)的改造，根據(jù)集水池中的水位變化特點(diǎn)，對其污水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造。其次改造倒傘曝氣機(jī)。曝氣機(jī)的動力效率主要體現(xiàn)在主機(jī)及葉輪這兩大關(guān)鍵部件上，葉輪作為倒傘曝氣機(jī)的主要做功部件，其結(jié)構(gòu)是否合理將會對整個曝氣機(jī)的動力效率產(chǎn)生較大影響，因此，可以將立式倒傘曝氣機(jī)中的倒傘由原先的螺旋式改造成翹片式，原先的螺旋式錐齒輪改造成直齒輪的構(gòu)造器件。當(dāng)然，隨著近年來國家對排水標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越高，要做好污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥中釋放出的磷，可以選擇增設(shè)快速濃縮池等措施，使得污泥濃度在進(jìn)入脫水機(jī)前就得到提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫水效率的成倍提升。

2、曝氣設(shè)施的節(jié)能途徑

在我國現(xiàn)存的城市污水處理廠中，占絕對比重的是 A2O 活性污泥法：通過好氧微生物降解污水中有機(jī)物方式，達(dá)到脫氮除磷的目的。但為使污水里微生物和有機(jī)物達(dá)到最高程度接觸，需消耗大量能源向污水中供氧，從而使內(nèi)曝氣系統(tǒng)成為城市污水處理中的耗能大戶。一方面，在曝氣設(shè)備選擇上，要綜合考慮供氧能力與曝氣效率的內(nèi)在關(guān)系。從曝氣系統(tǒng)的設(shè)計方面來看，曝氣設(shè)備的設(shè)計思路與污水提升泵設(shè)計存在同一問題，一般來講污水廠是按照時高峰或者日高峰的供氧能力來設(shè)定曝氣系統(tǒng)。然而該高峰期持續(xù)時間短，出現(xiàn)頻率低，如果內(nèi)有良好的調(diào)節(jié)控制設(shè)備就會造成浪費(fèi)。所以，通過試驗(yàn)精確分析曝氣系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，合理控制設(shè)備同時運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)、采用變頻調(diào)速技術(shù)來控制溶解氧，保持曝氣量，可以更大程度的節(jié)能。另一方面，結(jié)合氧傳遞規(guī)律，改進(jìn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，調(diào)整反應(yīng)器的分布位置。曝氣池的形狀由于設(shè)計的不同而存在差異，且各曝氣池中所存微生物的反應(yīng)規(guī)律也各有差別，所以曝氣系統(tǒng)中擴(kuò)散頭應(yīng)按照微生物的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)布局，從而達(dá)成降低能耗的效果。

3、節(jié)能減排管理措施

加強(qiáng)日常管理，可以為污水處理廠節(jié)能降耗提供科學(xué)化的運(yùn)行方式。首先是做到對相關(guān)設(shè)備的定期維修，經(jīng)常清洗管道，對于泵吸壓力突然增大以及水頭或吸程逐漸升高或降低時都需要引起重視，及時查明原因。其次是做好負(fù)荷管理與水量調(diào)度，錯開用電高峰，降低峰值負(fù)荷；再次是優(yōu)化運(yùn)行體系。污水處理廠的主要節(jié)能降耗措施之一是要做到運(yùn)行的合理優(yōu)化，做到對系統(tǒng)部件進(jìn)行及時更換，并對更換后所產(chǎn)生的能耗影響進(jìn)行分析，選擇一種合理的優(yōu)化運(yùn)行方案。最后是建立完善的激勵機(jī)制。加大節(jié)約意識的宣傳力度，鼓勵全員參與，制定科學(xué)完善的能耗考核指標(biāo)，做到獎懲分明，充分發(fā)揮激勵機(jī)制的積極效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和個人雙贏。

4、城市污水處理廠總圖的優(yōu)化與設(shè)計

城市污水處理廠的進(jìn)水管高程、處理廠最終尾水排放水位一般是前期規(guī)劃給定的。在城市污水處理廠設(shè)計的過程中不能隨意的變更。因此，為了更好的降低城市污水提升高程，需要在設(shè)計的時候按照排放點(diǎn)水位高程作為基準(zhǔn)，最終排放構(gòu)筑物內(nèi)的水面高程在滿足處理廠尾水排放需要就可以。并且要設(shè)法降低工藝線內(nèi)的水頭損失，城市污水處理廠總圖的布置要既要緊湊，也要順暢，最大程度上降低管道輸送的長度與迂回次數(shù)。城市污水處理廠構(gòu)筑物間大部分是通過渠道連接的方式。最大程度上減少跌水。在城市污水處理廠水頭損失計算的時候要準(zhǔn)確有效，按照之前積累的經(jīng)驗(yàn)使用科學(xué)的安全余量。城市污水處理廠的日處理規(guī)?；径即笥谌f立方米每天，如果能降低一米的提升高度，那么可以實(shí)現(xiàn)每天電耗降低幾萬kw?h，這一節(jié)能效果是非常明顯的。

結(jié)束語

我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大、城市人口的不斷增加、城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，給城市本體帶來了巨大的壓力。城市污水問題已經(jīng)成為一個亟待解決的問題，而能否解決城市污水處理流程的能耗問題，已經(jīng)成為決定污水處理廠預(yù)期效果能否達(dá)成的至要因素。所以，對我國當(dāng)前城市污水處理廠進(jìn)行能耗分析，能源分配研究，發(fā)揮城市污水處理廠的節(jié)能潛力，提高其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，不僅保障城市污水處理廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要舉措，同時也有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和能源壓力的緩解。在城市污水處理廠的日常運(yùn)作中，要致力于節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新，設(shè)備的運(yùn)行的優(yōu)化，加強(qiáng)管理，不懈努力，最大限度地實(shí)現(xiàn)污水的資源化和再利用，使城市污水處理由高耗向節(jié)能方向不斷前行，最終切實(shí)實(shí)現(xiàn)其社會效益。

參考文獻(xiàn)

篇（9）

1 污水廠概況

海口市白沙門污水處理廠（二期）設(shè)計處理水量20萬立方/d，變化系數(shù)K=1.3，采用AAO工藝，處理后的尾水達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)深海排放。

在污水廠的運(yùn)營過程中，電耗一般占到直接運(yùn)營成本的50%，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，節(jié)約用電，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，保證達(dá)標(biāo)排放，是日常運(yùn)營管理工作的重要內(nèi)容，本文從以下幾方面措施，實(shí)現(xiàn)降耗。

2 變配電系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

2.1 最大需量節(jié)能降耗

污水廠配電采用雙電源10KV單母線分段結(jié)線方式，根據(jù)集中、就近的原則，全廠設(shè)0.4/0.23kV低壓配電中心三個，如表一所示。

電房名稱 變壓器臺數(shù)、容量 供電工藝段

1# 2*630KVA 進(jìn)水泵房、預(yù)處理段、辦公樓等

2# 2*1250KVA

10KV高壓柜 鼓風(fēng)機(jī)及生化處理段

3# 2*1000KVA 配水井、排海泵房、紫外消毒、污泥脫水處理段

總裝變壓器容量 5760KVA

表一 變壓器安裝容量情況

由于白沙門污水處理廠（二期）跟一期（其他水務(wù)公司運(yùn)營）共用一條市政污水管網(wǎng)，生產(chǎn)上存在競爭關(guān)系，一般二期的產(chǎn)能未達(dá)到設(shè)計負(fù)荷，還有由于來水污染物濃度未達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，因此設(shè)計的用電變壓器存在很大的富余量，按照2013年的生產(chǎn)情況，只需總裝變壓器容量的一半左右即2880KVA即可滿足生產(chǎn)要求。如果按照5760KVA投入變壓器，單臺變壓器的負(fù)荷率很低，且每月將產(chǎn)生可觀的基本容量費(fèi)和變壓器空載及負(fù)載損耗電費(fèi)。因此采取變更基本容量費(fèi)收取方式降低電費(fèi)，具體如下：

根據(jù)生產(chǎn)用電負(fù)荷情況，向供電局提出變更供用電合同，簽訂補(bǔ)充協(xié)議，將基本電費(fèi)按照報裝容量收取變更為按最大需量收取，根據(jù)南方電網(wǎng)的供用電合同，最大需量最低可以是報裝容量的45%，每月實(shí)際最大需量在協(xié)議確定的容量±10%內(nèi)均按38元/（KVA?月）收取，實(shí)際最大需量超過確定容量的±10%，額外收取容量費(fèi)。污水廠將基本電費(fèi)變更為最大需量按總裝容量的45%收取后的費(fèi)用情況比較如表二所示。

可見，變更為最大需量后，每年節(jié)省基本電費(fèi)241368元。

變更發(fā)生的費(fèi)用：由于變更基本容量計費(fèi)方式，無需改變計量裝置，且現(xiàn)裝的多功能計量表均有最大需量功能，無需更換，只是協(xié)調(diào)供電局，變更供用電合同，因此發(fā)生的費(fèi)用是0元。

按照最大需量收取基本電費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)可靠性高，如果是減容，不投用的變壓器將被供電局封存，如正在運(yùn)行的變壓器突發(fā)故障，備用變壓器投入要向供電局重新申請，嚴(yán)重影響到生產(chǎn)，而按最大需量，不投入的變壓器處于熱備狀態(tài)，隨時都可以投入，不會因?yàn)槠渌儔浩鞴收嫌绊懮a(chǎn)，備用和使用變壓器定時切換，無需辦理手續(xù)，均衡使用，可靠性大大提高。（2）最大需量有±10%的浮動空間（即在2592-3168KVA之間），能夠適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷變化，而無需增加額外的費(fèi)用，如生產(chǎn)負(fù)荷再增大，最大需量協(xié)議約定的最大需量可以變更，非常靈活。（3）如將變壓器減容，將增加新購變壓器的投資，且不能適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷的需要。

2.2 合理投退變壓器，減少空載損耗，提高功率因數(shù)。

白沙門廠三個電房各投一臺變壓器，變壓器的負(fù)荷率在82%左右，另三臺變壓器處理備用狀態(tài)，每月節(jié)省空載損耗電度：4.5KW*24*30=3240度（4.5kw是三臺變壓器空載損耗之和），每年節(jié)省電費(fèi)：3240*12*0.6362=24735元。

污水廠的3個電房均設(shè)有低壓補(bǔ)償電容柜，電容的投退根據(jù)自動補(bǔ)償控制器自控控制，合理設(shè)置投退值，定期對補(bǔ)償回路的電容電容接觸器、補(bǔ)償控制器檢查，提高整個配電系統(tǒng)的平均功率因數(shù)，每月的平均功率因數(shù)均高于0.9，每月均得到供電局力調(diào)電費(fèi)獎勵3000多元，全年可節(jié)省約3.6萬元。

3 進(jìn)水泵葉輪改造

白沙門廠進(jìn)水泵房設(shè)計安裝有4臺大泵（1#、2#、5#、6#，160KW），小泵2臺（3#、4#，75KW），揚(yáng)程均為14米。在近3年多的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)水泵振動，造成軸承機(jī)封損壞，電機(jī)轉(zhuǎn)子掃膛等故障，維修成本極高，且嚴(yán)重影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。經(jīng)對水泵損壞的情況進(jìn)行了深入的分析，對實(shí)際泵坑水位和水頭損失進(jìn)行計算，認(rèn)為水泵選用的揚(yáng)程過高，實(shí)際運(yùn)行嚴(yán)重偏離曲線的高效點(diǎn)，造成能耗增大，水泵振動，維修成本增大。經(jīng)對水泵運(yùn)行工況曲線分析和廠家的技術(shù)支持，得出更改葉輪或變頻改造將水泵的揚(yáng)程降低是改變水泵運(yùn)行工況的良好措施。經(jīng)更換小揚(yáng)程葉輪（高效點(diǎn)在11米左右），改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)如表三所示。

表三 更換葉輪前后運(yùn)行參數(shù)

（注：以上數(shù)據(jù)是泵坑液位5米時開機(jī)實(shí)測得出。）

可見，更換葉輪后，流量基本保持不變，而電機(jī)運(yùn)行電流降低明顯：

大泵：245-215=30A，小泵：127-115=12A

根據(jù)政府的監(jiān)管要求，5米水位時需開啟2臺大泵，一臺小泵，電流減少量30*2+12=72A，每小時節(jié)約電耗40度，費(fèi)用25元（單位電價0.6362元/度），每年節(jié)省電費(fèi)：25*24*300=18萬元（一年按300天運(yùn)行計算），通過改造，水泵運(yùn)行在曲線高效區(qū)內(nèi)，減少振動，同時減少可觀的維修費(fèi)用，將加快回收周期。

4 5#、6#泵變頻改造

篇（10）

1.我國城市污水處理廠能耗及分布

污水處理過程消耗的能源主要包括電能和燃料、藥劑等，其中，電耗約占總能耗的90%。目前，我國城市污水處理廠電耗的平均水平為0.29 kWh?m-3，82%以上的污水處理廠能耗高于0.440 kWh?m-3。與歐美等發(fā)達(dá)國家相比差距較大。據(jù)報道，1999年美國污水處理廠的平均電耗平均為0.20 kWh?m-3 ，日本為0.26 kWh?m-3，2000年德國污水處理廠平均電耗0.32 kWh?m-3，但這些耗值中均包含了污水消毒、污泥消化與焚燒等我國污水處理廠目前尚未普及的耗能環(huán)節(jié)[1]。我國每年污水處理約消耗100x108kWh電，如果能耗降低20%，則可以節(jié)約電能20x108kWh，因此，我國污水處理產(chǎn)節(jié)能降耗的空間是巨大的。以普通活性污泥工藝為例，其中污水生物處理工藝能耗占50%一70%，主要的能耗單元是曝氣池供氧[2]，污水提升部分占能耗10%～20%，污泥處理能耗占10%～25%，燃料、熱能、藥劑的能耗耗占10%～40%。

2.城市污水處理廠節(jié)能降耗的途徑

污水處理廠的能耗分布在污水提升、污水處理和污泥處理的各個單元，包括設(shè)備的電能消耗和污水處理涉及的藥劑消耗等。其中，主要的耗能設(shè)備是污水提升泵、回流泵、鼓風(fēng)機(jī)和污泥加熱設(shè)施，藥劑消耗主要發(fā)生在除磷、污泥調(diào)理和污泥消毒階段。降低主要耗能設(shè)備和工藝的藥劑能耗，將是污水處理過程中節(jié)能降耗的重要途徑。以城市污水處理的典型工藝流程為例，分別就各個單元的能耗加以分析。

2.1 污水提升

污水提升泵是污水提升的主要耗能設(shè)備，有較大的節(jié)能空間。牛住元等對北京某污水處理廠提升泵實(shí)際運(yùn)行能耗的調(diào)查分析，結(jié)果顯示該廠污水提升泵電耗占總能耗的17%；提升泵的電耗取決于泵的實(shí)際工作揚(yáng)程，同時，構(gòu)筑物水頭損失設(shè)計過大，也會增加污水提升能耗。因此提出在設(shè)計階段采取管道淹沒出流和控制跌水高度，減小出口處水頭損失，來有效降低污水提升高度，節(jié)約能耗。秦懷東等提出了降低泵揚(yáng)程來節(jié)能降耗的措施：總體布置要緊湊，連接管路要短而直，盡量減少水頭損失；改非淹沒堰為淹沒堰；盡量采用平流式沉淀池。

2.2 污水預(yù)處理

城市污水處理廠的預(yù)處理系統(tǒng)包括格柵和沉砂池。格柵安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。雖然格柵的節(jié)能空間較少，但其對后續(xù)的全廠設(shè)備減少損耗有著重要作用。沉砂池用于去除污水中的泥沙等無機(jī)顆粒，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。常用的沉砂池主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等，其中，曝氣沉砂池因含曝氣設(shè)備而能耗較高，平流式和旋流式則能耗相對較低。因此，可以盡量采用平流式和旋流式來降低能耗。

2.3污水生化處理

污水生化處理工藝耗能單元可以從好氧處理和厭氧處理兩方面來分析。污水生物處理好氧工藝的曝氣系統(tǒng)是主要耗能單元，尋找曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法可以大大降低污水處理廠的整體能耗。趙寶江等總結(jié)了曝氣裝置的節(jié)能措施，主要包括（1）做到精確設(shè)計。選用壓力損失小的管材及局部構(gòu)件，避免不必要沿長和局部損失；（2）選用微氣泡空氣擴(kuò)散裝置，產(chǎn)生微小氣泡使得氣、液接觸面大，提高氧利用率；（3）考慮在單側(cè)設(shè)曝氣裝置，在水流斷面上形成旋轉(zhuǎn)推流，使得氣、液接觸充分，以達(dá)到氧的高轉(zhuǎn)移率；（4）安裝自動調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)曝氣池中的溶解氧濃度自動調(diào)節(jié)供氣量；（5）采用混合效率更高的潛水?dāng)嚢杵鞯葋硖娲貧庠O(shè)備；（6） 使用方便、故障率低、節(jié)能效果明顯的變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。金昌權(quán)等將風(fēng)量作為曝氣系統(tǒng)節(jié)能的指標(biāo)，并將其節(jié)能途徑分為3大類，第l類通過設(shè)備升級等方式提高氧在水中的利用率；第2類是通過模擬和優(yōu)化運(yùn)行的方式，精確控制風(fēng)量；第3類是通過變頻等技術(shù)手段提高鼓風(fēng)機(jī)、機(jī)械曝氣機(jī)的運(yùn)行效率。黃浩華等以北京某污水處理廠二期工程A2/O工藝為例，研究了A2/O工藝中降低供氧能耗的可行性，結(jié)果表明，現(xiàn)有污水廠曝氣池停留時間過長，存在過度曝氣現(xiàn)象，并通過小試試驗(yàn)研究提出嚴(yán)格控制曝氣池中的溶解氧在2～3 mg?L-1，并把好氧前段變成缺氧區(qū)，減少曝氣段的長度，以此降低能耗。

2.4污泥處理

污泥處理單元也是耗能較多的部分，主要包括污泥濃縮、污泥穩(wěn)定、污泥脫水等。常用的污泥濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。胡鋒平等舊比較了不同污泥濃縮工藝的能耗，結(jié)果表明，重力濃縮的比能耗在0.02～0.14kWh?m-1，氣浮濃縮的比能耗在0.2～1.0 kWh?m-1，離心濃縮的比能耗在0.5～1.2 kWh?m-1，而氣浮濃縮中的生物氣浮比能耗在0.05～0.12 kWh?m-1?？梢?，重力濃縮的能耗最低，但由于其濃縮效率低，可能會造成磷的釋放，將會被逐漸取代。因此，用生物氣浮代替重力氣浮是降低污泥濃縮能耗的一種有效途徑。

目前國內(nèi)常用的污泥穩(wěn)定技術(shù)是厭氧消化占38.04%、好氧消化占2.81%、污泥堆肥占3.45%，也有部分被采用，約55.7%的污水處理廠污泥未經(jīng)穩(wěn)定處理。厭氧消化的能耗包括熱耗和電耗，熱耗主要在于維持消化所需的溫度，而電耗主要在于攪拌和泵輸送；好氧消化的能耗則主要在于風(fēng)機(jī)對消化池的曝氣。所不同的是，厭氧消化所生成的沼氣能夠用于補(bǔ)償消化時耗費(fèi)的能量。李維等介紹了北京市高碑店污水處理廠對生化沼氣的利用情況，其污泥處理采用中溫及高溫兩級消化工藝，日產(chǎn)生化沼氣設(shè)計量為5.3萬m3。穩(wěn)定運(yùn)行平均日產(chǎn)沼氣4萬m3，相應(yīng)平均日發(fā)電量可望達(dá)到7.5萬kWh，全年發(fā)電量可望達(dá)到2 700萬kWh。污泥脫水目的在于進(jìn)一步降低污泥的含水量，以便進(jìn)行后續(xù)處置。污泥脫水包括自然脫水和機(jī)械脫水。目前，國內(nèi)多數(shù)污水處理廠都采用機(jī)械脫水的方式進(jìn)行污泥脫水，主要包括帶式壓濾脫水、離心脫水、板框壓濾脫水等。而制約機(jī)械脫水發(fā)展的其中一個因素就是電耗。趙慶良等總結(jié)了不同燃機(jī)械脫水方式的電耗情況，其中帶式壓濾DS脫水33～66 kWh.t-1 ，離心DS脫水11～33 kWh.t-1，板框壓濾DS脫水33～55 kWh .t-1?？梢姡x心脫水的電耗較低，但其對污泥的預(yù)處理效果要求高，而且容易磨損。因此，改進(jìn)現(xiàn)有污泥脫水工藝，開發(fā)新的脫水工藝，是污泥脫水降耗節(jié)能的可行途徑。

3.節(jié)能降耗管理

（1）節(jié)能降耗分析。通過分析城市污水處理廠各個處理階段的能耗情況，明確不同處理單元對能量的需求，確定與污水處理廠能耗密切相關(guān)的控制節(jié)點(diǎn)，分析各控制環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗潛力。

（2）建立統(tǒng)一能耗評估指標(biāo)。建立具有明確的邊界界定、統(tǒng)一能耗審計和評估的指標(biāo)，建立基于不同污水處理工藝、不同工程規(guī)模等條件下的污水處理系統(tǒng)能耗評價指標(biāo)，反映各部分的能耗水平，便于進(jìn)行工藝間的橫向比較，建立污水處理廠不同單元的能耗評估指標(biāo)。

（3）建立節(jié)能降耗目標(biāo)。深入的能耗分析、節(jié)能潛力的識別以及能耗管理水平的提升，實(shí)現(xiàn)對污水廠運(yùn)行的精確控制，完成降耗節(jié)能的目標(biāo)。

4.結(jié)束語

綜合以上分析，城市污水處理廠有較大的節(jié)能降耗潛力，通過改進(jìn)工藝、引進(jìn)新技術(shù)、建立完善的節(jié)能管理機(jī)制，將是今后污水處理廠節(jié)能降耗的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊凌波.曾思育.鞠字平篇.我國城市污水處理廠能耗規(guī)律的統(tǒng)計分析與定量識別叨.給水排水，2008。134（10}：42-45.