談污水處理廠污水處理節(jié)能技術(shù)
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摘要：污水處理是經(jīng)一系列專業(yè)流程，運用相關(guān)的技術(shù)，確保污水能夠達到排放到水體或者再利用的水質(zhì)要求，當前隨著污水處理技術(shù)的進步，已經(jīng)在人們生產(chǎn)生活各種不同領(lǐng)域中得到應(yīng)用拓展，并逐漸從工業(yè)領(lǐng)域走向普通群眾的日常生活領(lǐng)域。同時，在經(jīng)濟發(fā)展大背景下，各領(lǐng)域都擴大發(fā)展規(guī)模，這也使得產(chǎn)生的污水量越來越多，給污水處理廠方面增加了巨大的壓力，要想運用相關(guān)技術(shù)使大量的污水得到有效處理，確保污水處理系統(tǒng)的正常運行，就需進行巨大的能量消耗，特別是電能的大幅度耗費，還會進一步造成相應(yīng)的能源消耗量增加，這都會使環(huán)境破壞程度增加，加速能源短缺現(xiàn)象，并加重環(huán)境污染問題的產(chǎn)生。為了更好地使這種發(fā)展現(xiàn)狀得到緩解，促進污水處理廠得到健康可持續(xù)的發(fā)展，就要對污水處理廠存在的諸多問題進行改進，通過對不足之處進行分析，加強對污水處理節(jié)能技術(shù)方面的研究力度，實現(xiàn)污水處理效率的提升，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；污水處理；節(jié)能技術(shù)
1污水處理廠及污水處理概述
在污水處理廠的整個運行過程中，通常延用BOT發(fā)展模式，其是一種基礎(chǔ)設(shè)施投資、建設(shè)和經(jīng)營相結(jié)合的方式，可以較好的協(xié)調(diào)了政府與私人機構(gòu)之間的關(guān)系，避免了糾紛問題的發(fā)生，還可使政府的財政風險和負擔降低，促進組織管理工作的順利進行，提高了工作進行的效率，在污水處理廠建設(shè)方面由企業(yè)進行，特別是通過與國內(nèi)外先進承包企業(yè)的合作，在很大程度上加快了先進技術(shù)和管理經(jīng)驗的應(yīng)用拓展，為污水處理廠帶來新的發(fā)展機遇。在這種運行模式下，想要更好地使污水處理廠得到利益的充分保障，在經(jīng)費投資管理和污水處理工藝方面的工作加強是非常有必要的，其中節(jié)能技術(shù)的運用就是一種很好的途徑。
2污水處理廠污水處理產(chǎn)生能耗較高問題的原因分析
2.1污水處理設(shè)備
絕大多數(shù)污水處理廠產(chǎn)生的能耗都比較大，這與處理設(shè)備配置方面存在很大的關(guān)系，設(shè)備配置如果不夠完善或存在缺陷，又或先進性方面的不足，這些都會造成非常大的影響，加強這方面改進工作的重視，能在很大程度上為相關(guān)技術(shù)的具體實施打下良好的基礎(chǔ)。但從總體上來看，這種現(xiàn)狀在很多地方都沒有得到改善，使得污水處理能力很難得到提升，設(shè)備方面性能的不足，對實際運行中的機械效率影響非常大，進而造成能耗的增加，使得節(jié)能效果很難得到充分保障。
2.2資金投入有限
在各種工程建設(shè)和行業(yè)的發(fā)展中，有效的資金投入支撐是至關(guān)重要的，但在污水處理廠項目建設(shè)中，受到各種不同因素的影響，資金通常很難完全得到保障，雖然國家在污水整治領(lǐng)域的專項資金投入項目有所增加，但因污水處理廠建設(shè)和后續(xù)運行中都需要比較大的資金投入，這也使得在資金總量方面仍存在不足的現(xiàn)象，需要在融資模式方面進行完善，不能僅依靠國家政策性資金支持，還要拓展資金的渠道來源，做到有計劃地進行投資。但當前這方面在很多地方都很難實現(xiàn)，地方政府的侵吞錢款和招商引資方面的力度不足，都會導致污水處理廠在基礎(chǔ)建設(shè)方面很難達到高水平；另外，在設(shè)備方面，我國目前在進口設(shè)備上的依賴性比較大，這也使得在后續(xù)維修養(yǎng)護中都需要巨額的資金投入，很難有多余的資金進行新設(shè)備研發(fā)。
2.3專業(yè)人才方面的缺乏
在污水處理廠的建設(shè)過程和后續(xù)運營中，專業(yè)的人才支撐都是必不可少的，目前我國在這方面雖然參與工作的人員總量方面有所提升，但專業(yè)的且創(chuàng)新能力比較強的人才仍然十分欠缺，并且因近些年來受到各行業(yè)發(fā)展的影響，污水處理廠項目的建設(shè)也逐漸增加，使得工作人員的總體供應(yīng)量很難得到充分保障，特別是高素質(zhì)的綜合型人才特別缺乏，相較于發(fā)達國家，我國的絕大多數(shù)從業(yè)者的專業(yè)性嚴重不足，這也使得在遇到實際中的問題時很難有效的進行解決，并提出新的發(fā)展思路，就更難在具體工作中完成技術(shù)和設(shè)備方面的創(chuàng)新研究工作。此外，各部門專業(yè)性較強的管理人員方面也存在很大的缺口，很多人員雖然管理知識掌握比較全面，但在專業(yè)技術(shù)方面掌握還是比較欠缺的，這就導致在實際管理中很難全面地落實具體的管理制度。
3污水處理廠污水處理中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
3.1水泵節(jié)能技術(shù)
水泵在污水處理廠中是比較關(guān)鍵的一種設(shè)備，也是耗能比較大的一個工作環(huán)節(jié)。在污水處理廠建設(shè)中，可通過水泵優(yōu)化組合節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)將不同臺數(shù)以及不同運行速率的水泵進行并聯(lián)，以更好地滿足實際運行中的工作需求，在具體搭配中，可通過泵站內(nèi)大小水泵合理搭配，再通過與變頻調(diào)速技術(shù)進行配合，達到節(jié)能效果，具體的組合方案則需根據(jù)實際處理需求進行優(yōu)化調(diào)整，使方案的選擇能使水泵的工作效率得到有效提升。水泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是當前水泵節(jié)能中一種比較常用的技術(shù)，當前在比較常用的異步電動機的調(diào)速中，可以通過改變定子的供電電源頻率實現(xiàn)調(diào)速的目的，其中變頻器是變頻調(diào)速的常用工具，其主要作用原理是通過改變泵的性能曲線，使泵的工作點處于高效工作區(qū)，達到節(jié)能目的，變頻器的具體工作中，則是通過PLC測控終端組成的管理系統(tǒng)輔助進行有效的控制，通過流量傳感器實現(xiàn)信號的反饋。根據(jù)國內(nèi)的工程實際運行數(shù)據(jù)表明，使用變頻調(diào)速設(shè)備可使水泵平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20％以上，綜合節(jié)能效率可達20％~40％。
3.2污水自動處理技術(shù)
污水自動處理技術(shù)即在污水處理中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)污水處理廠各種設(shè)備的自動化節(jié)能控制，其不僅能夠提高節(jié)能效果和經(jīng)濟效益，也能確保污水處理過程的安全性，使污水處理環(huán)境得到優(yōu)化提升，能夠充分符合實際運行條件，以更好地降低外界條件因素對設(shè)備參數(shù)的影響，實現(xiàn)各種參數(shù)的自動化監(jiān)測和調(diào)整，進而保證整個系統(tǒng)隨時都處于高效的運行狀態(tài)，達到提升設(shè)備工作質(zhì)量的目的。同時，自動化技術(shù)的應(yīng)用也能最大限度地減少工作人員數(shù)量，使人員對設(shè)備的操作更加便捷，可以對設(shè)備進行有效監(jiān)測和故障排查，也能減少故障的發(fā)生率，使后續(xù)的維修養(yǎng)護工作量減輕，使設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，設(shè)備的高效運行也能進一步減少能耗的浪費現(xiàn)象。但為更好地使自動化技術(shù)得到作用的有效發(fā)揮，就要加強工作人員這方面技術(shù)操作和理論知識的培養(yǎng)。這種技術(shù)的應(yīng)用，雖然在短期內(nèi)需要一定的經(jīng)費投入，但在后期運行中，能夠帶來更大的經(jīng)濟效益，同時可降低人力成本、設(shè)備維修成本的投入，各種設(shè)備的自動化控制也能達到用電的節(jié)約效果。
3.3節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的改良
污水處理廠污水處理中除了要保障節(jié)約能耗外，還要降低技術(shù)應(yīng)用中的成本，可通過生產(chǎn)技術(shù)方面的改進達到相應(yīng)的目的，在這方面主要是對設(shè)備進行改良。在污水提升泵的改進中，可將傳統(tǒng)的老舊單一化的提升泵優(yōu)化改進或淘汰，換成全智能一體化的泵站，這樣可以避免出現(xiàn)一臺水泵連續(xù)工作時間過長的現(xiàn)象，可自動控制水流量，提升泵的工作效率，并降低其揚程，以降低污水對設(shè)備的損害；曝氣機在工業(yè)廢水和生活污水處理過程中也是一種常用的設(shè)備，主要在生化池方面發(fā)揮具體功能作用，在節(jié)能降耗研究中也是比較常見的領(lǐng)域，我國目前在這方面的研究改造中已經(jīng)取得了一定的研究成果，新的改造產(chǎn)品的推出，可使曝氣技術(shù)得到優(yōu)化，緩解了以往風機的能耗過大問題，例如空氣懸浮鼓風機、污水曝氣風機、磁懸浮風機等都是比較先進的設(shè)備，根據(jù)以往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，曝氣系統(tǒng)在污水處理廠的總能耗占比上可達到40%~70%，這是比較大的一個能耗比例，因此，在此方面的改進優(yōu)化具有非常大的意義；污泥回流泵在污水處理中主要起到將沉淀池中的污泥流回到厭氧池的作用，可通過嚴格控制回流比使泵效提升，這方面泵效的提升可以強化污泥處理效率，進而為污泥處理系統(tǒng)提供可靠的服務(wù)，使能耗降低，按照北美地區(qū)的運行經(jīng)驗，一般提升水頭減少0.3m，可以節(jié)約能耗成本0.0304美元(m3/d)。
3.4污水處理工藝優(yōu)化
在污水處理廠的節(jié)能技術(shù)實施中，還可通過在污水處理工藝方面進行技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化改進，實現(xiàn)節(jié)能效果。在一級處理工藝環(huán)節(jié)中，可通過在沉降、分離、絮凝等工序進行強化，使有機物的處理效率提升，比較常用的是中和法，還可通過提高格柵和沉砂池效率等方法，減輕二級處理的工作負擔，進而達到節(jié)能的目的；二級處理工藝環(huán)節(jié)中，可以通過厭氧或缺氧處理技術(shù)、生物膜處理法、AO處理工藝等進行污水的進一步處理，這一部分是能耗最大的環(huán)節(jié)，為更好地提升節(jié)能效果，應(yīng)加強處理技術(shù)方面的資金投入，使技術(shù)的潛力得到充分發(fā)揮，進而提高污水處理效率，在這方面的節(jié)能中，可通過對各種設(shè)備的參數(shù)進行有效控制，并科學的選擇設(shè)備型號，還應(yīng)從系統(tǒng)方面進行運行參數(shù)的有效控制，確保各處理環(huán)節(jié)得到高效配合運行；預處理環(huán)節(jié)也是能耗比較大的一個環(huán)節(jié)，在該方面的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中，可通過進水泵的合理選擇，改良相應(yīng)的工藝流程，使整個流程運行更合理，以降低污泥的產(chǎn)生量，達到降低后續(xù)環(huán)節(jié)能耗的目的。
4結(jié)束語
從當前全球所面臨的問題來看，氣候變暖、生態(tài)環(huán)境遭到破壞、能源短缺及利用率低和開采難度增大、水資源短缺和分布不均等問題產(chǎn)生的影響都在加劇，特別是能源方面和水資源方面所產(chǎn)生的問題影響，直接關(guān)系著經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，同時也關(guān)系到人和各種其他生物的健康生存。污水處理是當前這些問題解決和緩解中的一種有效手段，其不僅能夠產(chǎn)生巨大的環(huán)保效益和社會效益，在經(jīng)濟效益產(chǎn)生方面也發(fā)揮著重要的推動作用，為使污水處理的作用得到充分發(fā)揮，就需加強污水處理廠建設(shè)工作，多進行節(jié)能技術(shù)的研究和具體應(yīng)用方面的經(jīng)費和人員投入，為相關(guān)效益的實現(xiàn)提供支持保障。
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作者：殷步洲 單位：南京中材水務(wù)股份有限公司