分析污水處理廠的節(jié)能降耗

分析污水處理廠的節(jié)能降耗城市污水處理是高能耗行業(yè)之一，污水處理的節(jié)能降耗將成為行業(yè)急需解決的問題。采用合理的處理工藝是污水處理廠節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，以某市A區(qū)污水處理廠為例，根據(jù)該廠的工藝和設(shè)備特點(diǎn)，從生產(chǎn)電耗、藥耗、中水回用等角度出發(fā)，在追求出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放前提下，探討了傳統(tǒng)污水處理廠節(jié)能降耗的措施，以實(shí)現(xiàn)降低處理成本的目的。在污水處理廠的設(shè)計(jì)、建設(shè)中，盡可能選擇低能耗、高效率的工藝和設(shè)備;在污水處理廠運(yùn)行中，要大膽運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污水和污泥資源化利用，那么污水處理才能逐漸向高效低耗方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)其社會效益。標(biāo)簽：污水的處理;節(jié)能降耗;中水回用污水處理是為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)國家環(huán)保部公布的《2009年中國環(huán)境狀況公報(bào)》：2009年全國排放廢水總量為589.21億t。如果這些排放的污水要全部進(jìn)行處理，按照目前污水廠的耗電量約0.25kWh/t污水進(jìn)行計(jì)算（GB18918-2002二級排放標(biāo)準(zhǔn)），則耗電量大約為147.3億kWh，約占2009年全社會總用電量的0.6%，按每千瓦時(shí)電費(fèi)0.65元計(jì)算，總的電費(fèi)為95.746億元，約占當(dāng)年GDP的0.028%，這是一筆數(shù)目巨大的開銷。本文通過分析某市江A區(qū)污水處理廠的生產(chǎn)運(yùn)行情況，在滿足出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，通過可行的節(jié)能降耗措施，降低污水處理廠的運(yùn)行能耗，有效的降低生產(chǎn)成本，隨著人類社會的進(jìn)步，科技的發(fā)展，污水的直接利用已成為可能，使用污水源熱泵系統(tǒng)對城市原生污水進(jìn)行利用。1工程概況某市城市排水有限公司A區(qū)污水處理廠成立于1999年，工程分為兩期工程，其中一期工程建于1998年，采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝，設(shè)計(jì)日處理污水量3萬t;二期工程建于2001年，采用的是A2O工藝，設(shè)計(jì)日處理污水量7萬t;2006年7月，新建中水回用系統(tǒng)，采用的是D型濾池工藝，日處理量2.01萬t。生活污水經(jīng)處理后，可達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn)，合格排放的尾水經(jīng)D型濾池工藝后，可達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級A標(biāo)準(zhǔn)（污水處理廠工藝流程圖如圖1所示）。圖1污水處理廠工藝流程圖由于A區(qū)污水處理廠（以下簡稱A廠），建設(shè)成立時(shí)間較早，使用的設(shè)備和技術(shù)較為落后，在十余年的運(yùn)營實(shí)踐中，逐步發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行工況下降，處理污水的電耗和水耗逐年上升。為了有效的降低污水處理成本，從生產(chǎn)用電量、中水回用等方面進(jìn)行分析和探索，尋求節(jié)能降耗的措施。2節(jié)能降耗措施節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，以最好的管理，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。污水廠要降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，主要切入點(diǎn)是大功率設(shè)備。從歷史運(yùn)行報(bào)表中分析，曝氣系統(tǒng)占整個(gè)污水處理廠電耗的50%以上，其次是進(jìn)水泵、預(yù)處理設(shè)備等。2.1曝氣系統(tǒng)A廠一期工程曝氣系統(tǒng)采用B集團(tuán)的單級離心鼓風(fēng)機(jī)，二期工程采用C鼓風(fēng)機(jī)廠的單級離心鼓風(fēng)機(jī)，同時(shí)在一二期曝氣池上安裝在線溶解氧儀，以觀察鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量是否滿足工藝所需。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)：一期曝氣系統(tǒng)存在風(fēng)量過剩的問題，如果一再減少進(jìn)風(fēng)量，風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行在喘振的臨界點(diǎn)左右，對設(shè)備的運(yùn)行極其不利。如果將風(fēng)機(jī)改為有變頻功能的多級風(fēng)機(jī)，則要花費(fèi)上百萬元。因此分析曝氣系統(tǒng)自身特點(diǎn)，尋求節(jié)省開支、降低能耗的可行途徑具有重要意義。1）在曝氣池風(fēng)管支路上安裝閥門：通過調(diào)節(jié)曝氣池各支路的風(fēng)量，使風(fēng)量在各池達(dá)到均勻的分配，改善曝氣池前端中端溶解氧偏高，而出口端溶解氧偏低的情況，從而改善了工藝運(yùn)行的條件。2）A廠曝氣系統(tǒng)原本設(shè)計(jì)是一期風(fēng)機(jī)多臺運(yùn)行并向二期供氣，但在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)：一期的出風(fēng)壓力為0.68kPa，低于二期的出風(fēng)壓力0.70kPa，與設(shè)計(jì)初衷相悖。結(jié)果導(dǎo)致一期風(fēng)量過剩，而二期風(fēng)量不足。如果在一期曝氣池出口堰上加裝二三十厘米高的鐵板，提高一期曝氣池水位，從而提高一期曝氣池的出風(fēng)壓力，使一期鼓風(fēng)機(jī)能供氣給二期，滿足二期的處理需求，大大地降低了能耗。2.2進(jìn)水泵1）進(jìn)水泵應(yīng)避免頻繁開啟，不僅節(jié)能而且也減少對后續(xù)處理單位的沖擊。2）盡量保證水泵在高水位運(yùn)行，一般提升泵水頭減少0.3m，可以節(jié)約能耗成本0.304美元/（m3?d）。3）水泵運(yùn)行時(shí)盡可能保持在高效區(qū)間內(nèi)（如應(yīng)控制2臺泵運(yùn)行在額定流量90%，而不是3臺泵運(yùn)行在額定流量的60%）。4）進(jìn)水泵采用的大功率潛污泵，安裝變頻器或軟啟動設(shè)備，能較好的節(jié)能。2.3預(yù)處理設(shè)備粗格柵、細(xì)格柵是污水處理廠的預(yù)處理工序，原先A廠在粗格柵和細(xì)格柵前后各安裝了超聲波液位計(jì)，實(shí)行水位差控制和時(shí)序控制模式。但是由于市政管道存在大塊木條、木板等雜物，粗格柵經(jīng)常會卡住齒耙，細(xì)格柵也因?yàn)榇指駯艛r截能力下降，也經(jīng)常被木塊卡住，兩道預(yù)處理工序的故障頻發(fā)，不僅增加了設(shè)備的檢修頻率，而且對后續(xù)處理工藝存在很大影響。2.4污泥處理系統(tǒng)A瘢的污泥處理系統(tǒng)由剩余污泥泵、貯泥池、三臺帶式脫水機(jī)組成。污泥處理工藝流程如圖1所示，運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)貯泥池的攪拌器需24h運(yùn)行，進(jìn)入帶式脫水機(jī)的污泥含固率不足1%，脫水后泥餅的含固率在18%一20%之間，而且由于一期和二期的進(jìn)廠污水水質(zhì)和污水處理工藝不同，產(chǎn)生的剩余污泥性質(zhì)也有所不同，導(dǎo)致進(jìn)入脫水機(jī)的污泥含固率一直不穩(wěn)定，進(jìn)入脫水機(jī)的絮凝劑用量也差很大，脫水后泥餅含固率也不穩(wěn)定。為了提高泥餅含固率，同時(shí)降低藥耗，考慮在脫水機(jī)前端即貯泥池增加重力濃縮工藝，通過在貯泥池上增加高中低位的閥門，一期和二期進(jìn)入貯泥池后，關(guān)閉攪拌器，靜置1h~2h，打開閥門，排出重力濃縮上清液，開啟攪拌器，兩組貯泥池交叉運(yùn)行，即一組重力濃縮，一組向脫水機(jī)供泥，經(jīng)過重力濃縮后含固率能提高至2%左右，而且使污泥性質(zhì)更趨于穩(wěn)定，使絮凝劑進(jìn)藥量較之前減少，脫水后泥餅含固率也能穩(wěn)定在20%-22%。通過重力濃縮不但能減少攪拌器運(yùn)行時(shí)間，而且能降低絮凝劑藥耗，提高泥餅含固率，同時(shí)也可以降低污泥處置費(fèi)用。3中水回用A廠于2006年7建成日處理量2萬t的中水回用系統(tǒng)，主要用于景觀用水，河道補(bǔ)給水，生產(chǎn)用水。2008年A廠通過中水管路鋪設(shè)，將中水接入帶式脫水機(jī)，用于設(shè)備補(bǔ)給水和沖洗水，改造前每天用于帶式脫水機(jī)的自來水有100t左右，改造后除了加藥系統(tǒng)外，其他用水都采用中水，每天能節(jié)省七八十噸，按照水價(jià)單價(jià)4.5元來算，一天就能節(jié)省300多元，同時(shí)廠區(qū)綠化、污泥池沖洗全采用中水，通過中水的回用，北廠的水耗從之前的0.002m3/t污水降到0.001m3/t污水，一年節(jié)省的水費(fèi)十余萬元。4結(jié)語污水處理廠的節(jié)能