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[摘 要]节能减排是构建社会主义和谐社会的重要措施之一，符合我国科学发展观的要求。污水处理厂是实现节能减排的主要承担者。本文通过对污水处理厂耗能现状的分析，探讨污水处理厂节能减排的实现途径。
[关键词]污水处理厂；节能减排；实现途径
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0090-02
为缓解能源危机，我国大力开展节能减排工作，使得各领域的企业和工厂都开始重视能源消耗问题。作为高耗能产业的污水处理，为求发展必须加快开展节能减排工作，以降低污水处理运营成本。
一、污水处理厂耗能现状分析
由于国家对污水处理厂出水水质要求的不断提高，污水处理的电耗相应提高到0.15—0.28（kW·h）/m3污水，平均处理成本已达到0.8元/m3，随之而来的高运行成本便摆在了相关部门面前。污水处理厂能耗成本占污水处理厂运营维护成本的40%—80%（污水处理厂能耗分布见图1），主要集中在污水提升、曝气供氧、污泥输送与处理和混凝沉淀等部位。随着出水水质要求的不断提高，CO2和污泥的排放量也相应增加，这将与我国当前提倡的减排相斥。曝气供氧是CO2的主要来源部位，曝气供氧与混凝沉淀又都是污泥的主要产生部位。因此污水处理厂的节能减排工作应从上述部位出发，提出实现途径。
二、污水处理厂节能措施
1、工艺方面
污水处理的工艺对于整个污水处理厂的运营十分重要，因为它直接决定着污水处理厂的投资成本，也决定了节能减排的效率和污水的排放量。因此，污水处理厂在选择污水处理工艺时要慎重。选择技术先进、污水处理效益高和运行成本低的工艺。同时，所选工艺的能耗和排放量尽量少，并且操作起来简单便捷。在对工艺进行优选时应区别对待的两种优选方式有：一级处理工艺优选和二级处理工艺优选。
（1）一级处理工艺优选。一级处理工艺相比于二级处理工艺，它的投资成本低，操作和管理较簡单而且能耗也低。因此，对一级处理工艺的优选可以选择分离、沉降等方式，同时采用中和的方法，通过提升沉砂池的效率来加强一级处理，对一级处理工作做得到位有利于降低二级处理的成本，达到降低能耗的目的。
（2）二级处理工艺优选。第一，深井曝气活性污泥法。这种方法最大的优势就是可以节省土地。它不需要设置初沉池，也可不单设二沉池，这在一定程度上节省了占地面积，减少了投资金额，所以污水处理厂在优选工艺时应多考虑这些工艺。第二，厌氧技术。厌氧技术的优势在于能减少产生污泥的体积。这种方法能节省污泥处理的后期费用，同时它不需要曝气，在污水处理过程中采用这种工艺不仅能起到节能减排的作用，同时还能回收能量。但是，厌氧技术有它自身的限制条件，它的处理速度慢和受菌温条件限制。因此，污水处理企业应不断努力突破这些限制条件，在条件适合的情况下可多考虑使用这种工艺。第三，生物膜处理法。这种工艺的维护管理费用低，而且实施起来比较简单。对这种工艺的使用可采用自然通风进行充氧，它的活性污泥产生的量较少。故污水处理厂在选择污水处理工艺时，可考虑生物膜处理法。第四，An/O工艺。在厌氧和缺氧的反应条件下，有机物的去除率较高，这有利于降低曝气量和设备的需求量，所以采用这种工艺可达到节能减排的目的。第五，反硝化除磷、同步硝化反硝化等新工艺。这些新工艺也能达到节能减排的目的，可以考虑使用。除以上工艺之外，人工湿地系统的污水处理效果也不错，而且它具有成本低、出水的水质好和操作简单等优点。在使用这种工艺时，可考虑结合其他工艺一起使用。
2、设计方面
1）污泥处理系统设计。污泥处理系统由两个环节组成，即污泥的脱水及污泥的稳定。污泥脱水中使用的设备包括板框压滤机、真空过滤器、带式压滤机、离心机等，各个设备的运行性质优缺点均有较大的区别。真空过滤器和板框压滤机在运行时需要添加铁盐、石灰、铝盐等无机混凝剂。带式压滤机和离心机则需要使用有机高分子絮凝剂。另外，板框压滤机的工作是间歇性的，不连续，操作较为简便，泥饼量较少，但是其缺陷在于生产效率有限。真空过滤机的优点在于运行较为稳定，性能可靠，脱水泥饼性状较为良好，管理方面十分便利，但是其缺陷在于电能的消耗量大。离心机可以处理脱水难度较大的污泥，不会产生臭气，由于其转速较高，设备容易出现磨损老化现象。带式压滤机的生产效率较高，运行较为稳定，能够实现连续运转，且电能的消耗量较小。在脱水设备的应用方面，应根据污泥污水处理厂的及时工艺，生产规模等，合理应用，达到节能的目标。
2）进水提升泵设计。污水提升泵预是处理系统中较为关键的环节，其能够提高污水的水位，使得污水能够在重力的作用下通过后续的改革设施，属于污水厂能耗的重要方面。在设计提升泵时需要结合有坡度的地形，设定合理的进水管底标高，并很据污水处理厂内的处理设施的高程布置，准确的计算出水头的损失，降低水泵的扬程。如果是污水处理厂已经进入了运行阶段，则需要在管理方面进行节能，降低提升泵扬程，具体内容如下：①初沉池及二沉池，可以选择平流式，而曝气池可以选择廊道式的推流式。如果环境较为有利，可以采用串联的方式把初沉池、曝气池及二沉池全棉布连接起来，无需使用配水井，有效减少水头的损失；②在总体平面布置方面，流线需要较为清晰，布置合理，紧凑，减少各个设施之间的距离，降低设备在输送方面的消耗。连接管路应较短，且是直线，如果弯管较多，连接管较长，则容易出现各个设施之间出现跌的情况，造成水头损失；③传统的非淹没堰需要改造为淹没堰，能够有效的减少落差。
3、设备节能
装置高效可以实现设备节能。污水处理厂的运营成本中，电耗所占的比例高达40%，因此若能从耗电设备下手进行改进，那么节能效果将得到大幅提高。污水厂的耗电设备主要有：曝气装置、输送泵和其他设备。污水处理厂对此的方法改进可以通过提升泵设施。泵设施主要包括：初次提升泵、出水提升泵和污泥回流泵等。在所有电耗装置中，曝气系统的电耗所占比例最大，达近一半以上，对曝气系统的改善有利于节能减排的实现。 4、原料节能
通过使用无害高效的药剂实现原料节能。污水处理药剂种类繁多，常用的污水处理药剂主要有：絮凝剂、缓蚀剂、清洗剂和阻垢剂等，这些药剂大部分都是通过化学合成的有机高分子体。我国现有的水处理药剂生产厂家很多，药剂品种也很多，总产量达近二十万吨。药剂品种的选择和药剂的用量受很多因素影响，例如：污染物的性质和浓度、pH值、水温等。在选择药剂时要充分考虑到这些因素。除此之外，还应考虑药剂的高效性，达到减量的目的。在对药剂选择时，应选用无害，成本低且高效的。
5、运行方面
1）调节提升泵。污水处理厂在日常运行时，可以很据污水提升泵的规格合理选择泵梯级，保障泵站的出水量实际来水量基本保持一致，提升泵则可以在高水位的状态下启动，运行效率更高。根据城市人口的生活习惯，一般在每天三餐前后的时间段内进水量出现小高峰，可以利用变频调速技术，井中的水位上升至最高位时启动水泵，在保障水泵运行效率的同时，也防止电机频繁启停，给设备带来的伤害，延长电机的使用寿命，使之利用率更高。如果電机受到损坏，可以结合投资资金情况及运行开支，将其更换为效率高且较为节能的电机，其在较小的功率档位即可以实现较大的输水量，实现节能的目标。通过调节流量达到节能的措施，一般的方式有两种，一种是机构调解，另外一种则是运行方式调节。其中机构调节是指如果水量的变化较大，适时开启或者关闭出水闸，其带来的影响是水头损失的增加，但是由于N—Q曲线呈现上升趋势，得到一定的节能的效果。运行方式调节是指合理使用不同数量的提升泵，减少运行时间，实现节能。但是如果属于大型水泵，其在启动时电流较大，需要减少启动的频率。
2）污泥的处理节能。在对污泥进行浓缩时，需要在其中添加一定量的絮凝剂，其用量直接影响到污泥脱水泥饼的质量。如果药剂添加量不足，絮凝效果不理想，泥饼中的水较多，体积较大，在运输时需要更多的设备，运输费用会提高；如果絮凝剂投加量较多，会造成压滤机运行不稳定，出现异常情况，需要对其进行相应的措施，管理成本增加。因此需要准确把握絮凝剂投加量，在保障污泥处理效果的前提下，减少药剂的使用，降低消耗。
6、产出物节能
将排放物转化为可以利用的资源实现产出物节能。污水处理厂的主要产出物包括：出水、污泥和废渣。在这三者中，废渣的产量最少。污泥的处理对整个污水处理厂的工作效率有很大影响。因此，提高污泥的处理效率有利于整个污水系统的节能减排。
结语
面临当前我国污水处理厂大量发展的现状，污水处理厂的基建及运行费用问题将是诸多污水处理厂面临的主要问题。应该根据地区实际情况朝着提高资源、能源利用率，减少或避免污染物产生，降低污染物排放的方向发展，通过从不同方面研究和应用高效、低耗、减排的污水处理技术方法，以保证完成我国节能减排任务。
参考文献
[1]赵宝江.污水处理厂节能减排的实现途径分析[J].环境保护与循环经济。2010（11）.
[2]陈松.污水处理厂节能减排的实现途径探讨[J].中国新技术新产品，2014（04）.
[关键词]污水处理厂；节能减排；实现途径
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0090-02
为缓解能源危机，我国大力开展节能减排工作，使得各领域的企业和工厂都开始重视能源消耗问题。作为高耗能产业的污水处理，为求发展必须加快开展节能减排工作，以降低污水处理运营成本。
一、污水处理厂耗能现状分析
由于国家对污水处理厂出水水质要求的不断提高，污水处理的电耗相应提高到0.15—0.28（kW·h）/m3污水，平均处理成本已达到0.8元/m3，随之而来的高运行成本便摆在了相关部门面前。污水处理厂能耗成本占污水处理厂运营维护成本的40%—80%（污水处理厂能耗分布见图1），主要集中在污水提升、曝气供氧、污泥输送与处理和混凝沉淀等部位。随着出水水质要求的不断提高，CO2和污泥的排放量也相应增加，这将与我国当前提倡的减排相斥。曝气供氧是CO2的主要来源部位，曝气供氧与混凝沉淀又都是污泥的主要产生部位。因此污水处理厂的节能减排工作应从上述部位出发，提出实现途径。
二、污水处理厂节能措施
1、工艺方面
污水处理的工艺对于整个污水处理厂的运营十分重要，因为它直接决定着污水处理厂的投资成本，也决定了节能减排的效率和污水的排放量。因此，污水处理厂在选择污水处理工艺时要慎重。选择技术先进、污水处理效益高和运行成本低的工艺。同时，所选工艺的能耗和排放量尽量少，并且操作起来简单便捷。在对工艺进行优选时应区别对待的两种优选方式有：一级处理工艺优选和二级处理工艺优选。
（1）一级处理工艺优选。一级处理工艺相比于二级处理工艺，它的投资成本低，操作和管理较簡单而且能耗也低。因此，对一级处理工艺的优选可以选择分离、沉降等方式，同时采用中和的方法，通过提升沉砂池的效率来加强一级处理，对一级处理工作做得到位有利于降低二级处理的成本，达到降低能耗的目的。
（2）二级处理工艺优选。第一，深井曝气活性污泥法。这种方法最大的优势就是可以节省土地。它不需要设置初沉池，也可不单设二沉池，这在一定程度上节省了占地面积，减少了投资金额，所以污水处理厂在优选工艺时应多考虑这些工艺。第二，厌氧技术。厌氧技术的优势在于能减少产生污泥的体积。这种方法能节省污泥处理的后期费用，同时它不需要曝气，在污水处理过程中采用这种工艺不仅能起到节能减排的作用，同时还能回收能量。但是，厌氧技术有它自身的限制条件，它的处理速度慢和受菌温条件限制。因此，污水处理企业应不断努力突破这些限制条件，在条件适合的情况下可多考虑使用这种工艺。第三，生物膜处理法。这种工艺的维护管理费用低，而且实施起来比较简单。对这种工艺的使用可采用自然通风进行充氧，它的活性污泥产生的量较少。故污水处理厂在选择污水处理工艺时，可考虑生物膜处理法。第四，An/O工艺。在厌氧和缺氧的反应条件下，有机物的去除率较高，这有利于降低曝气量和设备的需求量，所以采用这种工艺可达到节能减排的目的。第五，反硝化除磷、同步硝化反硝化等新工艺。这些新工艺也能达到节能减排的目的，可以考虑使用。除以上工艺之外，人工湿地系统的污水处理效果也不错，而且它具有成本低、出水的水质好和操作简单等优点。在使用这种工艺时，可考虑结合其他工艺一起使用。
2、设计方面
1）污泥处理系统设计。污泥处理系统由两个环节组成，即污泥的脱水及污泥的稳定。污泥脱水中使用的设备包括板框压滤机、真空过滤器、带式压滤机、离心机等，各个设备的运行性质优缺点均有较大的区别。真空过滤器和板框压滤机在运行时需要添加铁盐、石灰、铝盐等无机混凝剂。带式压滤机和离心机则需要使用有机高分子絮凝剂。另外，板框压滤机的工作是间歇性的，不连续，操作较为简便，泥饼量较少，但是其缺陷在于生产效率有限。真空过滤机的优点在于运行较为稳定，性能可靠，脱水泥饼性状较为良好，管理方面十分便利，但是其缺陷在于电能的消耗量大。离心机可以处理脱水难度较大的污泥，不会产生臭气，由于其转速较高，设备容易出现磨损老化现象。带式压滤机的生产效率较高，运行较为稳定，能够实现连续运转，且电能的消耗量较小。在脱水设备的应用方面，应根据污泥污水处理厂的及时工艺，生产规模等，合理应用，达到节能的目标。
2）进水提升泵设计。污水提升泵预是处理系统中较为关键的环节，其能够提高污水的水位，使得污水能够在重力的作用下通过后续的改革设施，属于污水厂能耗的重要方面。在设计提升泵时需要结合有坡度的地形，设定合理的进水管底标高，并很据污水处理厂内的处理设施的高程布置，准确的计算出水头的损失，降低水泵的扬程。如果是污水处理厂已经进入了运行阶段，则需要在管理方面进行节能，降低提升泵扬程，具体内容如下：①初沉池及二沉池，可以选择平流式，而曝气池可以选择廊道式的推流式。如果环境较为有利，可以采用串联的方式把初沉池、曝气池及二沉池全棉布连接起来，无需使用配水井，有效减少水头的损失；②在总体平面布置方面，流线需要较为清晰，布置合理，紧凑，减少各个设施之间的距离，降低设备在输送方面的消耗。连接管路应较短，且是直线，如果弯管较多，连接管较长，则容易出现各个设施之间出现跌的情况，造成水头损失；③传统的非淹没堰需要改造为淹没堰，能够有效的减少落差。
3、设备节能
装置高效可以实现设备节能。污水处理厂的运营成本中，电耗所占的比例高达40%，因此若能从耗电设备下手进行改进，那么节能效果将得到大幅提高。污水厂的耗电设备主要有：曝气装置、输送泵和其他设备。污水处理厂对此的方法改进可以通过提升泵设施。泵设施主要包括：初次提升泵、出水提升泵和污泥回流泵等。在所有电耗装置中，曝气系统的电耗所占比例最大，达近一半以上，对曝气系统的改善有利于节能减排的实现。 4、原料节能
通过使用无害高效的药剂实现原料节能。污水处理药剂种类繁多，常用的污水处理药剂主要有：絮凝剂、缓蚀剂、清洗剂和阻垢剂等，这些药剂大部分都是通过化学合成的有机高分子体。我国现有的水处理药剂生产厂家很多，药剂品种也很多，总产量达近二十万吨。药剂品种的选择和药剂的用量受很多因素影响，例如：污染物的性质和浓度、pH值、水温等。在选择药剂时要充分考虑到这些因素。除此之外，还应考虑药剂的高效性，达到减量的目的。在对药剂选择时，应选用无害，成本低且高效的。
5、运行方面
1）调节提升泵。污水处理厂在日常运行时，可以很据污水提升泵的规格合理选择泵梯级，保障泵站的出水量实际来水量基本保持一致，提升泵则可以在高水位的状态下启动，运行效率更高。根据城市人口的生活习惯，一般在每天三餐前后的时间段内进水量出现小高峰，可以利用变频调速技术，井中的水位上升至最高位时启动水泵，在保障水泵运行效率的同时，也防止电机频繁启停，给设备带来的伤害，延长电机的使用寿命，使之利用率更高。如果電机受到损坏，可以结合投资资金情况及运行开支，将其更换为效率高且较为节能的电机，其在较小的功率档位即可以实现较大的输水量，实现节能的目标。通过调节流量达到节能的措施，一般的方式有两种，一种是机构调解，另外一种则是运行方式调节。其中机构调节是指如果水量的变化较大，适时开启或者关闭出水闸，其带来的影响是水头损失的增加，但是由于N—Q曲线呈现上升趋势，得到一定的节能的效果。运行方式调节是指合理使用不同数量的提升泵，减少运行时间，实现节能。但是如果属于大型水泵，其在启动时电流较大，需要减少启动的频率。
2）污泥的处理节能。在对污泥进行浓缩时，需要在其中添加一定量的絮凝剂，其用量直接影响到污泥脱水泥饼的质量。如果药剂添加量不足，絮凝效果不理想，泥饼中的水较多，体积较大，在运输时需要更多的设备，运输费用会提高；如果絮凝剂投加量较多，会造成压滤机运行不稳定，出现异常情况，需要对其进行相应的措施，管理成本增加。因此需要准确把握絮凝剂投加量，在保障污泥处理效果的前提下，减少药剂的使用，降低消耗。
6、产出物节能
将排放物转化为可以利用的资源实现产出物节能。污水处理厂的主要产出物包括：出水、污泥和废渣。在这三者中，废渣的产量最少。污泥的处理对整个污水处理厂的工作效率有很大影响。因此，提高污泥的处理效率有利于整个污水系统的节能减排。
结语
面临当前我国污水处理厂大量发展的现状，污水处理厂的基建及运行费用问题将是诸多污水处理厂面临的主要问题。应该根据地区实际情况朝着提高资源、能源利用率，减少或避免污染物产生，降低污染物排放的方向发展，通过从不同方面研究和应用高效、低耗、减排的污水处理技术方法，以保证完成我国节能减排任务。
参考文献
[1]赵宝江.污水处理厂节能减排的实现途径分析[J].环境保护与循环经济。2010（11）.
[2]陈松.污水处理厂节能减排的实现途径探讨[J].中国新技术新产品，2014（04）.