谈节能低碳技术在污水处理中的应用

段 钢

(北京新机场建设指挥部，北京 102602)

谈节能低碳技术在污水处理中的应用

段 钢

(北京新机场建设指挥部，北京 102602)

介绍了污水处理节能低碳技术的研究现状，提出研究目标与技术路线，着重分析了精确曝气系统的构建，展望了污水处理节能低碳技术的应用前景。

节能低碳，污水处理，精确曝气

在污水处理厂运行过程当中，水泵提升、曝气等是能耗最多的工艺环节，也是污水厂运行费用中占比最大的部分。研究污水处理节能低碳技术，对污水厂能耗较高的工艺环节实行系统优化控制，对于保障污水处理厂出水水质、提升运行管理水平、节约能耗及运行费用、践行绿色低碳污水处理新理念具有重要意义。

1 国内外研究现状

国外发达国家很早就开展了污水处理节能低碳技术应用的相关研究，对于污水处理过程中能耗控制、节能减排等技术手段与运行管理方法尤其重视，并相应研发了一系列节能设备及系统优化控制措施。除此之外，相关国家还结合绿色低碳、节能减排等理念提出了诸多污水处理新概念。

国内正日益重视污水处理节能低碳技术的应用研究，诸如工艺仿真、精确曝气等技术手段的规模化应用，实现了污水处理过程的优化控制，有效起到了节约能耗，提升运行管理水平的目的。如北京某污水处理厂二期项目，通过建立以精确生化反应数学模型为依托的智能控制系统，实现对曝气池内溶解氧的精细化控制，在处理工艺出水稳定达标排放的基础上，实现曝气系统的节能优化，很大程度上降低了鼓风机的能耗，系统耗电量显著降低，节能效果显著。目前，节能减排、绿色低碳已经成为全社会的共识，与此同时，节能低碳的相关标准规范、技术指南、政策措施、考核办法等工作均正在有条不紊地推进中。

2 污水处理节能低碳技术的研究目标与技术路线

1)研究目标。污水处理节能低碳技术应用研究，根本目标在于指导污水处理厂建设及运营管理工作，最终实现保障污水处理厂出水水质、提升运行管理水平、节约能耗及运行费用、践行绿色低碳污水处理新理念。

2)技术路线。污水处理节能低碳技术研究的重点是水泵提升、曝气等能耗最大的工艺环节，设计合理的提升高度，选择恰当的曝气强度和曝气量就成为了重中之重。图1是本研究的技术路线示意图。

3 污水处理精确曝气系统的构建

1)精确曝气系统原理。“精确曝气系统”就是将计算机和仪表控制统一集成到一个自动化的污水处理系统当中。通过动态地优化与调整曝气、回流等主要运行参数，达到使污水厂稳定运行的目的，从而极大地节省运行电耗和人工费，保证了处理效果。

2)精确曝气系统的特点。a.稳定地控制生物池中的溶解氧浓度。控制精度可优化在工艺要求的溶解氧设定值的±0.5 mg/L，提高生化处理效率，提高达标率。b.解决生物池曝气不均衡的问题，合理的分配气量，大大减少了阀门及鼓风机的调节频率。控制鼓风机在稳定的功率下供气，保障曝气系统的安全稳定运行。c.提高污水厂的自动化水平。实现污水厂最重要过程参数溶解氧浓度的可控，保证实施运行后完全实现自动化控制。d.缩短污水处理厂的工艺运行调节时间。e.显著提高污水处理厂的抗负荷冲击能力。f.降低污水厂工作人员的劳动强度，提高污水厂的运行效率。

3)精确曝气系统参数设计。曝气池内DO控制在0.5 mg/L～5.0 mg/L之间的任一设定值，控制精度在设定值的±0.5 mg/L范围内；实现5 min～10 min内迅速调整支管曝气量，使DO重新稳定在目标设定值附近±0.5 mg/L以内；实现25%～40%的节气率，在鼓风机风量可调节的情况下，对应可实现鼓风机8%～15%节电率。在各低压控制系统中采用集中补偿方式，功率因数补偿后达到0.95以上。

4 污水处理节能低碳技术应用前景

节能低碳技术可应用于污水处理厂设计与运营管理的全过程，如污水处理过程自动化控制系统的设计等，同时在污水厂运营期间，可利用工艺仿真，对污水厂的真实运行状况进行再现，借助计算机虚拟平台获取出水水质、能耗状况以及评价指标的仿真结果，由此模拟出在实体污水厂难以实现的工况、运行策略及控制对策对运行效果的影响等，从而帮助污水厂发现并解决运行中诸如进水负荷冲击、能耗过高、曝气或回流不合理、季节水温变化对工艺造成的影响等问题，探索如何通过调节工艺运行参数把污水厂面临的各种不利因素造成对运行效果的影响降到最低，从而提高污水厂的运行质量，实现工艺优化和节能降耗。

[1] 蒋克彬.水处理工程常用设备与工艺[M].北京：中国石化出版社，2011.

[2] 马溪平，徐成斌，付保荣.厌氧微生物学与污水处理[M].北京：化学工业出版社，2017.

Theapplicationofenergysavingandlowcarbontechnologyinsewagedisposal

DuanGang

(BeijingNewAirportConstructionHeadquarters,Beijing102602,China)

The paper introduces the research of energy saving and low carbon technology, and makes the research target and technical routine, especially analyzes the construction of precision aeration system. Finally, the paper forecasts the prospect of energy saving and low carbon technology in sewage disposal.

energy saving and low carbon, sewage disposal, precision aeration

1009-6825(2017)30-0186-02

2017-08-16

段 钢(1980- )，男，硕士，工程师

X703

A