关于污水处理工程中电气节能设计的探讨

赵晓峰

河北省煤田地质局水文地质队 河北邯郸 056000

由于污水处理厂属于高能耗企业，因此必须注意节能和减少能耗。从目前的实际发展情况来看，一些污水处理厂的电气设计存在着不合理，节能措施不足等问题，致使污水处理厂消耗了大量的资源和能源，对污水处理工作的质量造成了严重的影响。

1 污水处理现状

环保产业技术的革新有助于简化污水处理工作的工作流程，辅助电气设备智能化设计，污水处理工作更加高效得以实现。就目前的情况来看，一些具有良好生物降解性的污水处理厂一般都进行好氧生化污水处理。这种方法相对容易，且在短时间内可以有效地处理污水。但是这种方法也有缺点，其最大的问题就是耗能偏大。

有些污水处理厂会采用厌氧硝化的方式处理污水，这种方式能够在处理的过程中获得沼气资源。在选择这种处理方法之前，应仔细考虑实际情况并结合具体的污水处理要求。只有这样才能选择最科学合理的污水处理方法，而且整体处理效果也很有效。厌氧硝化的最大优点是它不仅可以处理污水，而且还能获得沼气资源，并在许多地方使用。收集沼气资源的过程需要使用专用设备和仪器，并且人员必须实时监控设备的运行。

2 污水处理工程中电气节能措施的探讨分析

2.1 做好供电方案的合理设计

污水处理项目在实际运行中通常会消耗大量电能。因此，合理设计电源系统可以有效降低能耗。

可以依照不同规模的污水处理项目和处理过程设计不同的电源方案。如果污水处理厂占地面积和电源半径较大，则可以选择电源模式的中继类型。这种模式的优势是电缆结构清晰、梳理和维护比较容易，而缺点是会对电源的可靠性产生一定的影响。如果污水处理厂规模较小且供电范围相对集中，则可以选择径向供电系统设计。这种方案的功率较低，更加稳定可靠，但是电缆消耗高且结构复杂。

在设计方案时，应该注意做出有针对性的选择，以此来减少电力损耗。此外，还必须科学合理地选择整个工厂中配电中心的位置，根据工厂布局和污水处理结构进行设计。同时，它应尽可能靠近污水处理项目的道路中心，注意不仅可以有效节省成本，而且还可以减少线路损耗，提高电源的安全性和稳定性。在一个污水处理项目中。

2.2 做好供配电系统的合理设计

设计应根据实际情况合理选择变压器的类型，以减少供配电系统中的损耗。此外，在选择变压器的容量时，负载系数应尽可能保持在75%左右。同时还须仔细考虑变压器经济的运行方式，如果周期性负载相对集中，则应安装专用变压器，维持一个良好的变压器负载环境。

在供配电系统设计中，适当地校正功率系数和增强谐波控制也可以对总体降低能耗产生积极影响。必须注意选择合适的电动机和灯泡启动器等，以减少浪费的功率。若这种操作后功率因数仍然很低，则应使用并联功率电容器为电源和配电系统提供无功补偿[1]。

2.3 做好控制系统的节能设计

控制系统的节能设计应从以下几方面考虑。

首先，通过加强对交流电动机的端子电压转矩、速度和其他参数的控制，通常可以基于电动机本身来实现降低电动机能耗的目标。

其次，对于污水处理项目，某些耗电大的设备可以在启动模式下选择软启动。原因是当单个电器的工作功率相对较大时，采用直接启动方法会对整个传输网络的运行和正常的设备操作产生不利影响，例如突然的电压变化会导致变压器故障。因此，相关单位应该选择适当的启动过程。例如利用软功率频率启动和变频启动来实现降低启动电流和降低电机能耗的目标[2]。

3 降低城市污水厂电气能耗的策略

3.1 做好供配电系统的节能

（1）无功补偿。选择集中补偿或分散补偿，具体取决于工作流程的情况。例如，在分布式补偿中，可以通过增加低压线路工作线的功率系数来控制线损，但是这种方法很难控制变压器的铜损。而集中补偿可以减少铜损，它是通过在负载中心安装低压配电室来实现的。

（2）减少线损。使用铜芯线作为控制线，并根据负载性质、敷设长度和敷设形式确定线径和截面积，以保证设备安全稳定高效节能。

（3）电机节能。充分结合工艺要求，通过PLC软件的可调整特点，优化电气设备（风机、水泵等）运行停止时间占比，通过使用变频控制技术来实现对该设备的运行频率进行PID控制。

3.2 不断优化改进污水处理工艺

随着人们对污水处理工作的要求不断严格，为了使处理达标，设计工艺时需要不断采用新技术新工艺，以实现节能降耗目的。此外，依据污水处理工艺特点，积极开发并致力于电气控制技术创新。从工艺和电气控制两个方面着手，减少污水处理单位体积电能消耗，实现节能并增加利润。

3.3 优化节能设备

电能消耗的主要原因是可以有效控制电能使用的各种设备（例如风扇和泵）的运行。风扇和水泵经常在实际运行中充满负荷，并且设备上的实际负荷小于设计成本，使得能耗较高，利用率低，造成了电能的浪费。对于此，相关单位有必要优化节能设备，并促进节能设备的推广应用。在提高设备运行效率的同时，运用计算机对设备的运行状况进行有效监控，最终达到减少能耗并提高流程操作的节能目的[3]。

4 结语

总而言之，污水处理工程的对我国的整体发展非常重要。想要促进污水处理工程高质量的发展，就必须做好设计电力方面的工作，并树立良好的节能的理念，合理运用科学的节能措施，减少污水处理过程中的电力损耗。这种做法不仅可以降低企业投入的成本，而且还可以促使污水处理工作得到更好的发展。