节能低碳技术在污水处理中的应用研究

2022-11-26 11:06赵只增李志华
皮革制作与环保科技 2022年18期
关键词:处理厂水泵污水处理

赵只增,李志华

(1.诸城市政务服务中心,山东 诸城 262200;2.潍坊市环境保护局诸城分局,山东 诸城 262200)

当前社会生产活动增加,一些生产活动的进行对环境及能源发展产生了影响,不利于环境的稳定发展,会造成能源紧缺问题。由于工业生产等领域中污水排放量较大,对环境产生了不利,如果不进行科学处理,会对生态体系的运行造成阻碍,同时对社会发展带来严重的影响。在污水处理中对技术的应用提出了一定的要求,为了满足污水处理需求,应采用节能低碳化技术来改善,使企业的能耗降低,也可使成本得到控制,为环境及能源发展带来保障。

1 节能低碳技术含义

随着环境污染问题的加剧,社会各领域对环保节能更加重视,这对不同产业的节能减排提出了相应的要求,可使节能低碳技术得到进一步推广。一般节能低碳可划分成节能及低碳两个部分,互相之间存在着一定的联系。节能是要求人们在生产及生活中达到节约物资能源的要求,由于资源能源都是有限的,比如石油及矿产等,水资源作为世界发展的重要资源,目前污染问题比较严重,在污水处理中应重视节能减排手段的实施。低碳是要求人们在生产及生活中减少能量消耗,也就是降低二氧化碳的排放量,当二氧化碳过度排放,会对大气产生污染影响,甚至引起不良的现象,比如酸雨等,对生态环境的发展产生不良影响。因此,应在污水处理中考虑到低碳要求,合理运用节能低碳技术,使两者能够有效结合,发挥出更好的作用[1]。

2 污水处理中节能低碳技术应用现状

结合目前的实际情况分析,工业污水占比为50%,其所引起的污染情况比较显著,污水作为处理难度较大的部分,经过对工业废水的来源的详细分析,其多来自电力、造纸以及化工等行业,这些行业的污水排放量比较大,也使工业污染情况变得更加严重。在工业污水处理方面,随着工业化建设的快速发展,废水的处理要求提高,由于废水排放量提高,污染物增加,这使生态环境受到了破坏,对人们的生产及生活都造成了影响。在工业污水处理中存在着以下情况,第一,由于污水排放量增加,原本的处理设备及处理厂有限,无法满足工业污水处理的需求,对污水处理厂提出了相应的要求,需要购置更多的设施来提供处理条件。第二,传统的污水处理方比较落后,无法满足当前的需求,在实际处理过程中消耗的能量比较多,这使污水排放量增加。结合我国的污水处理情况来看,在处理技术上还存在着问题,无法发挥出有效的作用,与我国的节能环保发展目标之间有着矛盾,难以促进环境能源的可持续发展,也对社会的发展产生了影响。第三,在企业自行建造的污水处理厂的模式下,企业需要花费的资金增加,可能会产生部分企业为了节约成本而偷排污水的情况,对生态环境发展产生了影响[2]。

3 污水处理中的能源消耗类型

3.1 电能资源消耗

结合全国的总电量消耗情况分析,污水处理厂耗电量占据了较大部分。通过对发展情况的预测可知我国的污水处理厂消耗的电能在未来不断扩大,占比随之提高,这表明我国的污水处理在节能方面有着一定的发展空间。我国的污水处理厂多使用污泥提升系统和生化处理供氧系统等来进行污水处理,系统的电能消耗水平比较高。

3.2 药剂资源消耗

絮凝剂在污水处理中可以发挥出有效的作用,实现泥沙聚沉,其中包括了聚合氯化铝及其他的人工合成物,在污水处理中需要使用大量絮凝剂,这使治理成本提高。同时,使用该方式进行处理会使污水处理厂的成本增加的同时,也会对环境产生污染影响,絮凝剂在处理中难以进行回收,因此存在着一定的缺陷[3]。

3.3 自然水资源消耗

由于我国的污水处理领域发展比较晚,多数技术的应用水平有待提升,在处理后水资源可能达不到污水处理的排放标准。同时,部分污水处理厂没有建立水资源回用装置,没有进行分类的污水会排入到自然水域内,造成污染问题。此外,将未被污染水资源作为污水处理水源会消耗大量自然水资源,与污水处理目标之间不符。

4 节能低碳技术在污水处理中的应用

4.1 好氧活性污泥法

应用好氧活性污泥法是应用活性污泥来实现处理目标,由于其中有着较多的需氧型微生物,在风力调节作用下可达到对污水净化的效果。这种方式与传统污泥法比较有着更多的优势,可起到对污染区有效的抑制作用,传统的污泥法在应用中当污染物浓度产生了变化,其抑制作用会受到影响,因此影响了最终的处理效果[4]。

4.2 生物膜法

生物膜法是应用生物膜来进行水体净化,作为有效的节能减排污水处理技术,相比活性污泥处理法,生物膜法有着生物浓度大及消耗小的特点,在水质处理中存在着一定的不足,可将其与好氧活性污泥法结合使用。其中常用的为旋转式接触生物膜反应器,可用于处理2-氯化酚、2,4-二氯化酚、2,4,6-三氯化酚等,同时去除率可达到65%以上。因此,可将其用于净化难以降解的有机物,加强应用的效果,以满足污水处理的需求,根据实际需求来选择该技术手段。

4.3 环境生物制剂技术

环境生物制剂技术的应用可满足环保需求,比如使用型微生物菌剂、生物吸附剂、生物絮凝剂等。微生物菌种可采用微生物强化处理的菌剂来进行实现环境的改善作用,可在污水处理中发挥出有效的作用,在应用中有着较大的潜力空间。新型微生物剂使用了独特的发酵工艺,将好氧微生物与厌氧微生物按照一定的比例进行混合,可获得多种微生物群落,形成微生物生态系统。在净化污水的过程中应用该技术可使效益得到保障,加强处理的效果。生物絮凝剂中包含了蛋清或多糖,可由细菌、真菌等微生物发酵及培养、纯化等处理工序获得,也可在污水处理中起到有效的作用。生物破乳剂可处理含油乳化液废水,有利于气浮,可去除以乳状液形式难以降解的有机污染物。该类型技术在当前的实际应用中有着较大的优势,因此受到了关注[5]。

4.4 细胞固定技术

细胞固定技术是借助物理或者化学手段将游离细胞定位在有限区域内部,使自身的保持良好的代谢活性,可在连续反应后进行循环使用,其中常用的细胞固定化材料包括海藻酸钙、琼脂、多孔二氧化硅、聚丙烯酰胺等。被固定的物体一般为细菌或者藻类,该技术在应用中可提高处理的效率,成本比较低,使用比较简单,因此可有效应用在污水处理方面。经过对不曝气及曝气条件下该技术在藻酸盐屏障表面及游离的双形绿苔对氮、磷的去除能力的分析可知,不同系统对营养物的去除率顺序分别为固定细胞与曝气、固定细胞不曝气、游离细胞与曝气。通过对其分析可知其应用效果比较理想,但应考虑到其影响因素,通常影响藻类固定化技术处理效果的因素包括了固定化藻类所使用的载体类型及传质性能、固定化藻类球的粒径、密度及生长状态、通气量等。

4.5 生物除磷脱氮技术

生物除磷脱氮技术应用在目前的污水处理中可发挥有效的作用,该技术在生物处理技术的发展中得到了应用,可满足当前的污水处理需求,在实际应用中借助聚磷微生物吸收过多的磷以实现去除废水中的磷的作用。常见的磷积累微生物包括假单胞菌、气单胞菌和不动杆菌。由于氮是造成水体富营养化的主要因素,在封闭或者半封闭水中需要开发可去除氮磷的工艺技术。因此,可应用该技术来达到处理目的,加强处理的效果。同时,水解好氧生物也是一种有效的处理技术,可将厌氧过程控制在水解计算阶段,用于表面活性剂废水、焦化废水、印染废水等处理,可保证处理的效果,相比传统的处理方式,可使COD去除率显著提高,进而改善处理的质量。

5 加强污水处理中节能效果的措施

5.1 合理运用水泵节能技术

在当前的污水处理中能耗问题比较显著,为了改善该情况,应制定有效的措施,根据处理需求及节能目标来选择恰当的手段。在污水处理厂中水泵作为重要的设备,能耗比较大,在污水处理厂建设过程中可借助水泵优化组合节能技术来进行改善,可使不同台数及不同运行速率的水泵得到并联组合,可使其满足实际的运行需求。在搭配过程中可结合泵站不同大小的水泵来搭配,再与变频调速技术之间相配合,可使节能效果加强[6]。在实际应用中应根据需求来选择组合方式,对其进行优化,使方案的应用能够满足实际需求,提升水泵运行效率。借助水泵变频调速节能技术可在水泵节能设计中发挥出相应的优势,目前应用较多的异步电动机的调速中将定子的供电电源频率改善,以实现了调速的目标。变频器在其中发挥了有效的作用,作用原理是将泵性能曲线改变,使泵的工作点处于高效工作区,可实现节能目标。在变频器运行中可借助 PLC 测控终端来构成管理系统,以加强控制的效果,并且通过流量传感器来进行信号反馈,以使系统发挥出相应的作用。通过对实际应用的情况分析,变频调速设备的应用可使水泵平均转速显著降低,达到了良好的节能效果,提升节能水平。

5.2 推广污水自动处理技术

污水自动处理技术应用可提升自动化水平,使污水处理厂的设备的自动化节能效果加强,并且为生产的效益提升带来保障,提高了污水处理的效率,为污水处理作业的进行提供了有效支持。通过对污水自动化处理技术的应用,可使其符合运行要求,并且降低外部带来的影响,实现参数的自动化调整,以保证系统的运行状态,使设备的工作质量得到显著的提升。采用自动化处理技术可使工作人员数量减少,使人员对设备的操作更加便捷,也可对设备进行监测及故障排查,以避免故障的发生,使设备的维修养护工作更容易开展,保证了设备的使用性能。在技术的支持下,可使设备的运行效率提升,也可避免能耗问题的产生。此外,为了使自动化技术发挥出相应的作用,应重视对人员的操作能力的培养,使其掌握相关的知识技术,虽然该技术在短期需要一定的经费投入,但在运行中可带来更多的效益,降低人力成本及设备的维修成本,设备的自动化控制也可节约更多的能源,以实现节能的最终目标,为企业的生产运行带来更好的条件[7]。

5.3 改善污水处理各项技术

在污水处理中应保证节能性,并且使技术应用成本降低,可对技术进行有效地改善,以发挥出其更多的优势。可对设备进行改良,比如在改进污水提升泵时,可将传统的单一化提升泵优化或者更换,使用智能一体化泵站,可避免产生一台水泵连续工作时间过长的情况,实现对水流量的自动化控制,以提高泵的运行效率,同时可使扬程降低,避免污水对设备造成不良影响。曝气机在工业废水及生活污水处理中比较常见,可在生化池方面起到有效的作用,也是节能生产中的重要内容。结合其发展情况来看,已经在改造中获得了一定的成果,获得了新的产品,这使其应用效果得到了有效改善。通过对新设备的分析,其可解决传统风机的能耗大的问题,比如空气悬浮鼓风机、污水曝气风机等,可使节能效果显著加强。经过相关数据的分析了解可知,曝气系统在污水处理中占据的能耗比较大,应对其产生重视,使其得到改进。因此,通过对曝气系统的改善,可使节能效果加强。污泥回流泵在污水处理过程中可将沉淀池中的污泥流回到厌氧池内,经过对回流比的控制,可使泵效改善,并且进一步提高污泥的处理效率,使污泥处理的实施得到有效支持,同时降低能耗水平。根据实际应用效果分析,其应用可减少较多的成本,因此可在实际处理中得到有效应用[8]。

6 结语

为了推动我国环境及能源的可持续发展,应加强环境保护治理相关工作,其中污水处理作为重要的部分,影响着环境的稳定发展。结合生产等领域的污水排放情况分析,应借助有效的手段来进行处理,使其满足环保节能需求。可运用好氧活性污泥法、生物膜法、环境生物制剂技术以及生物除磷脱氮技术等技术,并且合理运用水泵节能技术,推广污水自动处理技术,改善污水处理各项技术,加强处理的效果,进而实现发展目标。总的来说,污水处理行业实现碳中和是一项长期的系统性工程,从根本上解决这一问题,需要我们跳出污水处理行业,站在生态文明建设、城乡融合发展、污水资源化、能量自给、环境友好等更多层面综合考量,需要从“点-线-面-体”不同层次进行顶层规划、系统设计和统筹安排。

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