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干货:城镇污水处理厂节能策略!

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2020-09-14 14:50:00

  污水处理厂的污水处理原理就是通过一定的技术手段将污水中的污染物和杂质分离出来,获得能够达到一定质量标准的水源。以往的污水处理厂建设只是为了减少污水对于环境的污染,对于处理后的水源质量要求相对较低,但随着我国水资源短缺现状愈发严重,污水处理厂处理后的水源用途逐渐增加,要实现水资源利用效率的提升,进行循环再利用,污水处理技术要不断进步,这在一定程度上加大了污水处理厂的难度,污水处理厂需要消耗更大的能源资源,成本更高。而高能耗的污水处理也是对城镇资源的一种消耗,也会造成一定的污染,因此,城镇污水处理厂只有不断进行技术提升,才能做到节能降耗的同时,实现污水处理的目标。

  一、污水处理厂能源消耗特征

  污水处理厂能源消耗类型包括电力、热力、蒸汽、天然气、柴油、汽油等及耗能工质,其中电耗约占污水处理综合能耗的60%~90%。用于描述污水处理厂的能效指标,除了常用的单位综合处理能耗、单位综合处理电耗、单位水处理电耗、单位污泥处理电耗,亦有部分污水处理厂采用了去除单位BOD5能耗、去除单位COD能耗、每年服务的单位人口当量能耗、每年设计的单位人口当量能耗等指标来描述能源消耗情况。

  污水处理厂能效指标与以下因素有关:

  1、污水处理规模。在其他因素相同的情况下,在设计处理能力范围内,污水处理厂单位综合处理能耗与处理规模成反比。

  2、进出水浓度。进水浓度越高,排放标准越高,单位综合处理能耗越大。

  3、处理工艺。通常采用膜处理单元的污水处理厂,膜生物反应池MLSS浓度高需加大水动力和曝气强度,且泥水分离过程需保持膜驱动压力,单位综合处理能耗较大。

  4、运行负荷。较低的运行负荷会增加单位综合处理能耗。

  按照厂区各功能单元划分,污水处理厂能源消耗的统计范围:

  1、生产系统,包括格栅、预处理系统、生化反应系统及回流系统等,需要注意的是,在进行污水厂能耗对标分析、横向比较的时候,需将生产系统能耗统计口径进行统一,部分污水处理厂的生产系统不包括深度处理,或处理后污泥含水率较高,会显示出较低的能耗指标;

  2、辅助生产系统,包括供电系统、机修车间和库房等;

  3、附属生产系统,包括办公室、食堂、司机班、车间浴室、休息室、更衣室等;

  4、企业内贮存、转换、计量供应(包括外销)损耗。在整个污水处理的过程中(不含污泥处理单元),生化处理单元运行能耗占整个污水处理厂的55%~60%,能耗占比最大;污水提升系统用电量占比约25%。污泥脱水、消化和处理,处理车间除臭,亦是设施较完备的污水处理厂的重要用能环节。由于上述设施在我国现状污水处理厂尚未大规模普及,因此在环保要求日益严格的将来,污水处理厂的能源消耗总量和强度将会有显著的提升。以下着重分析预处理、生化处理、污泥处理三个环节的能源消耗特点。

  二、污水处理厂节能策略与措施

  1、对于预处理环节的节能措施

  预处理环节的能源消耗主要是来自污水的提升泵,其能源消耗占整个预处理环节的能源消耗的95%。目前,多数污水处理厂在水泵选型的时候选择的设备扬程较高,导致了能源消耗高。在进行水泵扬程设计时,要将污水处理系统的总水位差利用水力学进行精确的计算。另外,还有一些城镇中的污水处理厂未对进厂水量进行调节以实现连续进水,从而导致水泵频繁启停,导致泵房的能源消耗非常高。在泵组选型的基础上,根据进水特点合理调整水泵运行编组,如变频泵与定速泵相结合,使其在安全运行的范围内实现高水位运行,亦有利于节能。此外,定期对水泵机组进行检修和维护,及时更换轴承和叶轮,通过减小表面粗糙度实现水泵的持续高效运行。

  2、对于曝气系统采取的节能措施

  目前,多数采用活性污泥法的污水厂普遍存在溶解氧浓度波动大、曝气过量等问题,影响污水处理效果的同时导致能源的低效利用。曝气系统可从下几方面来实现节能目标:

  (1)根据日高峰或者时高峰需要的溶解氧量合理设定曝气系统规模,曝气量的有效把控可以使活性污泥在溶解氧不充足的时段还能正常工作一个阶段,同时不影响出水水质。

  (2)选择曝气设备时综合考虑供氧能力和调节能力,以提高曝气系统的实际曝气效率。

  (3)利用变频调速系统来进行风量调控。

  (4)设计的反应器结构要按照氧传递规律来设计。

  三、对于污泥处理环节的节能措施

  污泥处理环节中污泥脱水是关键的能耗单元,可通过高效絮凝剂的投加提高污泥的沉降性能,达到降低能源消耗的目的。过热电联产系统对厌氧消化产生的沼气加以利用,可为污水处理厂的其他单元供应能源,实现能源收益。污泥立式高干度脱水、污泥囊式厌氧消化、污泥除砂式预处理、高效热解炉、四轴式大容量的浆叶干化等措施都能一定程度上可以实现节能,通过这些措施把污泥转换成了燃气,从而实现了资源化利用。此外,通过污泥热水解等预处理手段在减小污泥体积的同时,还可以提高污泥中易生物降解物质的占比,从而增加沼气的产量。现阶段,研究机构已经建造了核心的设备,可以使我国的市政污泥还有其他的废弃物达到充分利用,因此此设备已经被有效推广,为我国的能源转化环节,还有污泥处理能力做出了很大的贡献。充分利用厌氧消化过程中产生的沼气,作为污泥处理所需能量来源,亦能实现节能效益。对于具备一定规模的污水处理厂,可通过搭建运行厌氧消化—热电联产装置,来实现污水处理厂部分能耗的自给。

  对于污水处理厂进行节能工作的发展

  污水管网、污水泵站、污水处理厂共同形成城镇庞大的污水处理体系,而这个庞大体系如何达到污水处理的高效能、安全性、满负荷工作,从而达到各类污染物排放标准,实现设备的节能降耗,运营成本的降低,是相关运营者所面临的极具实际意义的课题。在我国政策的大力要求下,某地区已经研制出污水管网和污水处理厂联合工作,从而达到了高效能,安全性和满负荷的要求,这套技术主要利用了先进的信息技术和互联网技术,能够实时监测,从而对能源进行有效的调控。此技术不只利用了信息技术,还利用了GPS和PCL技术,它主要利用的是仪表和摄像功能,可以对工作环节进行有效的把控,从而实现了人工智能系统,每个设备还能把数据内容进行共享,从而使监控的力度和精确度都得到了提高,这一举措让污水处理厂的运营更加便捷和高效。此外,此系统应用了人工智能以保障系统的安全运作,此系统的开发填补了我国污水处理行业的空白,从而实现了利用新科技实现人工智能管控,也达到了国家政策要求的节能降耗要求,使城镇的污水处理工作能够快速开展,还节约了能源。

  武汉奥威斯环保科技有限公司是一家提供专业污水处理设备,方案、施工、调试一条龙服务的污水处理企业。主要经营:韩国空气悬浮式单级离心鼓风机(节能30~50%)、法国欧陆多级离心鼓风机、进口板框压滤机、提升式曝气系统。

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