污水污泥治理的节能降耗

陈鉴鉴　李锴炜　童仁红

【摘要】在城市发展的过程中随着人们对能源需求量的不断增加，产生的各种污染数量也在不断的增。，因此，我们必须要对污水污泥进行有效的治理。

【关键词】污水污泥；治理；节能降耗

一、前言

在污水污泥的治理过程中需要消耗大量的能源，为减少能源的消耗需要采取相关的措施进行节能降耗处理。

二、污水治理过程中的节能降耗

污水治理过程中的主要耗能环节是直接能源和间接能源的消耗。直接能耗是指以电能为主的燃料消耗，间接能耗指的是对污水进行处理时对生产药剂的消耗，如氯气和絮凝剂等。其中，污水治理过程中的能耗重点在于电能，因为电处理污水的所有设备几乎都是用电能带动的，因此要在处理污水的过程中节能降耗，就要节约电能。节约电能主要可以从不同的环节进行，但总体而言，要根据不同污水处理厂的具体情况进行设计，做好能源审计工作。审计的内容主要就是对污水处理设备耗电量进行检测，找到耗电量大的设备，予以更新或检修，对于污水处理中耗电的环节要改进操作方法，从技术和硬件设施上进行节能降耗。传统的污水处理主要以一吨污水耗费电量这样的计算方法来决定其能耗指标，这种方法没有充分考虑水质、污水处理丁艺和各地不同的排放标准等多种因素。对于污水水质较差的地区，吨水耗电量往往比一般水质的地区更大。

全球污水处理行业正面临日益严峻的來自污泥处理及管理方面的挑战。污水处理厂的污泥问题是每个污水处理厂必须重点关注的问题，运营费用中，除了脱水过程中的电耗、药耗，脱水后的污泥处置费用也占了很大的比重，除了研究如何在工艺运行方式上实现污泥减量化外，还应改进现有污泥脱水工艺及设备，以期进一步降低污泥含水率，以达到减容目的，减少后续处理压力。在污泥最终处置上，目前对中小型污水处理厂，往往要运至污泥填埋厂集中填埋，因为长距离运输产生额外的运费和处置费用。目前从污泥中回收资源的技术正在不断涌现，应该积极研究并探索出污泥最终处置方式，尽量做到因地制宜，真正做到污泥资源化利用，减少中间环节产生的额外费用。

三、污水处理厂节能技术与发展途径

1、能量利用审核

通过能量利用审核，可以为污水处理厂正常生产经营提供准确的数据，并且为污水处理技术改造方案选择提供参考。通过生命周期进行污水处理的成本分析，并对处理系统与单元组件进行优化，实现降低污水处理能耗与成本的目标。通过能力利用评价审核能量利用效果，并且辅助污水处理厂进行设备维护，使设备可以及时进行改进或更换。能量审核评价包括两步，其一是可行性研究，需要对技术方案进行整体性评估，并且完成初步的设计，明确项目范围，成本、财政评价等资料；其二是对设计工程进行详细标注，根据在线监测系统对改造后实际效果进行判断。根据工程前期情况进行研究，审核污水处理厂的全部工作流程，保证其单元具有良好的节能降耗效果。

2、反应器在线数

未来城市规模将不断增长，污水处理量也会随之增长，为了承载工业废水与大雨的冲击，在运行阶段需要所有反应器容积维持在线状态，这种情况会导致活性污泥系统维持在低负荷状态。如负荷率处于正常水平，则污水处理的能量使用效果也会有所上升。例如旱季进行污水处理时，如果生物反应器维持2个以上运行状态，则需要对污水处理进行合理分析，评价停止一部分生物反应器后，是否会影响污水处理厂的正常负荷，经研究表明，在旱季停止部分反应器后，

四、污水厂各处理单元节能降耗优化运行方法探讨

针对污水处理厂能耗组成情况，本文探讨的处理单元主要为污水提升泵房、生化处理单元及污泥脱水处置。

1、提升泵房单元节能优化技术探讨

污水提升泵的节能应首先从设计过程着手，考虑进行节能设计，根据管道系统的特性曲线正确科学地选择水泵，让水泵保证在其高效段工作，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率。其次水泵配套电机的选择也非常重要，选择与水泵负荷相匹配的电机可使电机保持高效运转，虽然高效率电机价格比标准电机价格高15%～25%，但其运行维护费用低，投入运行后该部分投资可以很快回收。因此，在污水处理厂设计或升级改造工程中，可优先选用高效电机。

2、生化处理单元节能优化技术探讨

目前我国生化处理单元采用的技术仍然是以A/A/O脱氮除磷工艺、氧化沟及SBR（序批式活性污泥法）三大工艺为主。处理单元节能降耗主要涉及3个方面：曝气系统（主要）、回流系统及药剂投加系统。A/A/O脱氮除磷工艺，SBR工艺基本上都是采用微孔曝气，氧化沟工艺多采用转刷曝气器、倒伞式曝气器等进行机械曝气。微孔曝气系统所需空气量由风机提供，罗茨鼓风机和TURPO风机是当前污水处理厂中常用的鼓风机。罗茨风机通过变频器来实现节能，一般为中小型污水处理厂所采用，并且运行时必须采取相应的隔音措施。而TURPO风机则利用其配套的MCP控制开关柜，通过在线监测实时数据，结合进水流量情况进行风机导叶开度及开启台数的控制，对曝气量进行控制，避免风量浪费导致能耗过高。另外微孔曝气的曝气装置也是其重要组成部分，该装置材料的选择可提高氧气利用率。

3、污泥脱水单元节能优化运行技术探讨

污泥脱水单元节能优化主要涉及脱水机类型选择、药剂的投加量等。污泥脱水机类型大致分为板框式污泥脱水机、带式污泥脱水机、离心式污泥脱水机和叠氏污泥脱水机。带式污泥脱水机受污泥负荷波动的影响小，具有出泥含水率较低且工作稳定启动能耗少等优点，但由于其存在运行环境条件较差、维护工作量大等方面的问题增加了基建费用，因而较少采用。板框式污泥脱水机与其他类型脱水机相比，污泥饼含固率最高，可高达35%，但其占地面积较大，间断式运行，效率低下，运行环境较差，存在二次污染。因此不少大型污水处理厂在污泥处理设备选型上还是更偏向于选择离心脱水机。

五、城市污水处理厂节能降耗途径分析

我国城市污水处理厂的能耗分布主要在污水提升、处理以及污泥处理等单元，包括设备的电能消耗、污水处理和药剂消耗等，因此，我国城市污水处理厂节能的途径选择应该是在曝气和泵领域、污泥处理以及日常运行的节能设计优化等等。

1、污水处理节能途径

污水处理环节的能耗主要产生于污水预处理和生化处理，其中预处理阶段主要包括格栅、沉砂池，生化处理阶段的主要能耗单元是曝气系统（之前已作论述）。这里重点探讨污水预处理环节的能耗。首先是做好格栅的安装，虽然整个格栅本身在污水处理过程中的节能空间不大，但对后续其他设备的降耗起着重要作用，需要做好格栅的安装，一般会选择将格栅安装在污水处理厂的前段或者污水渠道、泵房集水井的进口处，以此来实现对较大漂浮物的截留，减少堵塞，保证污水设施的正常运转。曝气沉沙池由于曝气设备的使用而产生较高能耗，因此沉砂池的设计一般应选择平流式和旋流式。

2、污泥处理节能途径

污泥处理单元是产生能耗较大的部分，既要做好该部分的节能降耗，也需要探寻污泥资源的二次利用，因此污泥处理系统的节能主要着眼于污泥的处理和资源的回收阶段。首先是污泥处理方面，目前主要包括污泥的浓缩、稳定和脱水三个环节。其中，污泥浓缩应优先使用生物气浮技术来代替简单的重力气浮，以提升浓缩效率、降低能耗的效果；污泥的稳定主要有厌氧、好氧和堆肥处理，当然也有许多未经稳定处理就直接进入了脱水环节。一般厭氧消化后可以产生沼气来弥补稳定环节的能量。

六、运行管理方面

加强日常管理，可以为污水处理厂节能降耗提供科学化的运行方式，根据进、出水水质调整生化池核心工艺运行模式及运行参数，日常运行中如负荷变化较大，及时调整水泵频率及相应回流比例，保证水泵在高液位及高频率状态下运行，及时调整曝气量，避免过度曝气造成能源浪费，及时调整消毒药剂及混凝药剂的投加量；采取错峰运行，降低峰值负荷；制定设备维护保养及大修计划，并严格执行，保证设备完好率及设备工作效率；节能降耗措施的真正落实还需要一线员工的日常规范操作及意识，因此制定完善的考核激励机制是非常必要的，赏罚分明，调动员工积极性，实现企业和员工双赢。

七、结束语

综上所述，在污水污泥处理的过程中我们要采取相关的措施，减少能源的消耗，实现节能降耗。

参考文献

[1]许光泞，周林荣，文欣秀.污水处理厂的优化节能控制措施与应用[J].中国给水排水，2010，26（18）：139-143.

[2]徐晓宇，李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].给水排水，2009，35（12）：47-50.