【摘 要】基于提高污水處理廠節(jié)能水平的目的，圍繞電氣節(jié)能問(wèn)題，做了簡(jiǎn)單的論述，提出了電氣節(jié)能措施。從污水處理廠的運(yùn)行角度來(lái)說(shuō)，積極探索有效的電氣節(jié)能措施和方法，對(duì)推動(dòng)污水處理廠持續(xù)發(fā)展，有著重要的意義。
【關(guān)鍵詞】污水處理廠;電氣節(jié)能;光伏技術(shù)
截至2018年6月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)城鎮(zhèn)，不含其它建制鎮(zhèn)）累計(jì)建成污水處理廠3802座，污水處理能力達(dá)1.61億立方米/日。全國(guó)設(shè)市城市建成運(yùn)行污水處理廠共計(jì)2149座，形成污水處理能力1.32億立方米/日�；诖吮尘�，積極探索此課題，提出污水處理廠運(yùn)行電氣節(jié)能的方法，有著重要的意義。
1 污水處理廠節(jié)能新模式分析
從污水處理廠的產(chǎn)業(yè)特征來(lái)說(shuō)，其為能源密集高耗能產(chǎn)業(yè)，能源消耗費(fèi)用占據(jù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本的30-80%，具有能源消耗大和運(yùn)行成本高等特點(diǎn)，影響著污水處理廠的持續(xù)發(fā)展。其中，電耗費(fèi)用占比比較大，解決電能消耗已經(jīng)成為了企業(yè)研究的重點(diǎn)。若能夠減少電能消耗，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，推動(dòng)企業(yè)持續(xù)化發(fā)展。從最新的研究和實(shí)踐來(lái)說(shuō)，探索應(yīng)用的光伏+污水處理廠模式，通過(guò)推廣應(yīng)用清潔電能，為污水處理廠解決電耗問(wèn)題，提供了有力的支持。模式的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要是通過(guò)建設(shè)光伏電站，利用其發(fā)電，為污水處理廠提供所需的電量，如果多余則可以利用余電上網(wǎng)。目前來(lái)說(shuō)，該模式的應(yīng)用獲得了初步成效，驗(yàn)證了其推廣應(yīng)用的價(jià)值。
2 污水處理廠電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析
2.1 案例概述
以某污水處理廠為例，運(yùn)用的是A2/O工藝，污水處理能力水平為4萬(wàn)t·d-1，處理后出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。從其運(yùn)行的成本方面來(lái)說(shuō)，以電費(fèi)為主�；谖鬯幚韽S的處理流程能源消耗分析得知，能源消耗單元主要包括提升泵房和鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)以及高效濾池等。污水處理廠的總設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)約為1387kW，提升泵房的設(shè)備容量占比最大，達(dá)到27%。根據(jù)過(guò)往的能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，提升泵房和高效濾池、回流系統(tǒng)等運(yùn)行，能源消耗占據(jù)整個(gè)污水處理廠運(yùn)行能源消耗總量的90%以上，因此從上述部分采取節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣能源的節(jié)約，達(dá)到降本增效的目的。
2.2 進(jìn)水提升泵房
從污水處理廠運(yùn)行的角度來(lái)說(shuō)，提升泵房的能源消耗較大。引入變頻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行的能源節(jié)約，使得水泵可以保持高效率運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。若可以實(shí)現(xiàn)對(duì)提升泵房前端集水井以及調(diào)節(jié)池等所擁有的蓄水能力發(fā)揮，通過(guò)提高水泵前的水位，達(dá)到減少水泵裝置吸水揚(yáng)程減小的目的，并且能夠減小水泵啟停的次數(shù)以及同步運(yùn)行的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)減少能源消耗目標(biāo)。除此之外，可以達(dá)到調(diào)整水流量和水質(zhì)的目的，保證處理工藝的運(yùn)行效果。經(jīng)過(guò)調(diào)查此污水處理廠前端運(yùn)行的集水井以及調(diào)節(jié)池，有著很強(qiáng)的蓄水能力。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得知，集水井和調(diào)節(jié)池運(yùn)行調(diào)節(jié)能力大約為300m3，管網(wǎng)蓄水能力大約為4500m3，可以運(yùn)用提高集水井水位的方法，通過(guò)減少水泵裝置吸水揚(yáng)程的方法，減少水泵運(yùn)行的能源消耗。通過(guò)對(duì)比改造前后的平均電耗得知，運(yùn)行3臺(tái)水泵提升污水方案和減少水泵運(yùn)行時(shí)間的方案相比，以提升水量相同為對(duì)比條件，能夠節(jié)約4.9%的電量，獲得了不錯(cuò)的節(jié)能效果，驗(yàn)證了提高水泵前的水位方法具有可行性。
2.3 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)
一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行管理，很多污水處理廠都采取粗放的管理方式，未能科學(xué)管理鼓風(fēng)機(jī)，依靠以往的工作經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，未能結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)的變化情況，開(kāi)展曝氣調(diào)節(jié)，使得曝氣過(guò)量情況頻發(fā)，能源消耗較大。在進(jìn)行改造時(shí)，通過(guò)對(duì)曝氣系統(tǒng)運(yùn)行的分析，進(jìn)行曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。具體做法為，對(duì)不同月份水溫條件下運(yùn)行的生物池，進(jìn)行曝氣所需氧量的核定。同時(shí)對(duì)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行劃分，分為第一區(qū)間和第二區(qū)間。其中，第一區(qū)間為11月到次年4月，溫度低于20℃;第二區(qū)間為5-10月，溫度高于20℃，從需氧量數(shù)據(jù)可以得知，第一區(qū)間的11月份以及第二區(qū)間的10月份，生物池需氧量下的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電能消耗最小，兩個(gè)區(qū)間其他月份的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行能源消耗較大，存在曝氣過(guò)量的可能性比較大。通過(guò)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)控曝氣系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，能夠使得此單元達(dá)到節(jié)電運(yùn)行的效果，能夠節(jié)約5.38%。 2.4 選擇性運(yùn)行濾池
從此污水處理廠配置的濾池情況來(lái)說(shuō)，配置了3臺(tái)規(guī)格為30kW額反沖洗風(fēng)機(jī);3臺(tái)規(guī)格為11kW反沖洗水泵。節(jié)能措施如下：（1）依據(jù)出水在線監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)值，以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為前提，停止運(yùn)行高效濾池，使得設(shè)備停止運(yùn)行，達(dá)到降低能源消耗的目的[1]。（2）依據(jù)出水在線監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)值，以二沉池出水水質(zhì)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為前提，保持高效濾池運(yùn)行，當(dāng)出水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求并且處于穩(wěn)定水平后，停止其運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)降低能源消耗的目的。（3）選擇重點(diǎn)投放時(shí)間段。結(jié)合重點(diǎn)時(shí)間段，比如國(guó)家環(huán)保核查的前期以及節(jié)假日等，結(jié)合實(shí)際情況，運(yùn)行高效濾池[2]。此污水處理廠運(yùn)行的高效濾池，共計(jì)設(shè)置了10個(gè)單體池，按照輪流反沖洗原則運(yùn)行，每次運(yùn)行的時(shí)間為15min，單個(gè)單體池每日進(jìn)行2次反沖洗�；谶^(guò)去的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年大約運(yùn)行天數(shù)為230天，經(jīng)過(guò)改造后運(yùn)行125天，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，此單元節(jié)能空間大約為45.7%。
2.5 污泥回流系統(tǒng)
從控制回流系統(tǒng)的做法來(lái)說(shuō)，常用以下方法：（1）維持污泥回流量不變;（2）維持污泥回流比不變;（3）定期調(diào)節(jié)或者隨時(shí)調(diào)節(jié)污泥回流量指標(biāo)以及回流比數(shù)據(jù)[3]。基于泥位計(jì)以及流量計(jì)的數(shù)據(jù)，結(jié)合污水處理廠污泥回流系統(tǒng)的具體情況，決定運(yùn)用定期調(diào)節(jié)或者隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，通過(guò)調(diào)整回流量以及回流比，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能。在實(shí)際調(diào)節(jié)操作時(shí)，每次調(diào)節(jié)的幅度都不大，污泥回流比變化沒(méi)有大于15%，回流量變化沒(méi)有大于10%。運(yùn)用此方法，同時(shí)合理調(diào)整回流泵的運(yùn)行參數(shù)，雖然操作的復(fù)雜程度比較高，不過(guò)系統(tǒng)可以保持良好狀態(tài)，節(jié)能空間大約為25%。
2.6 改造總效益
通過(guò)采取上述節(jié)能措施，當(dāng)年1-10月份的累計(jì)污水處理量大約為1022.58m3，電量大約為374.63kWh，經(jīng)過(guò)計(jì)算平均電能消耗大約為0.37kWh·m-3，預(yù)計(jì)全年處理量為1200萬(wàn)m3，按照此計(jì)算，全年耗電量大約為444萬(wàn)kWh，相比上一年度減少了29.8萬(wàn)kWh，換算為標(biāo)準(zhǔn)煤，大約為36.65t。節(jié)能措施的應(yīng)用效益如下：（1）經(jīng)濟(jì)效益。按照0.716元·（kWh）-1進(jìn)行計(jì)算，能夠節(jié)約21.37萬(wàn)余元。（2）節(jié)能措施的環(huán)保效益。按照1t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生2.66-2.72t二氧化碳進(jìn)行計(jì)算，每年大約可以減少97.5-99.7t，環(huán)保效益較好。
3 污水處理廠電氣節(jié)能策略的總結(jié)
3.1 做好問(wèn)題的調(diào)查
若想解決問(wèn)題，必須要對(duì)問(wèn)題有著全面的了解。這需要進(jìn)行問(wèn)題調(diào)查，明確污水處理廠系統(tǒng)運(yùn)行能源消耗大的部分，做好能源消耗的分析，制定相應(yīng)的解決方法[4]。這需要發(fā)揮廠子的基層員工力量，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查，深度分析電氣能源消耗問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的措施，提高電氣節(jié)能水平，實(shí)現(xiàn)降本增效的目的，推動(dòng)污水處理廠持續(xù)化發(fā)展[5]。
3.2 加大技術(shù)研究力度
解決污水處理廠電能消耗的問(wèn)題，除了從各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能源消耗入手，采取相應(yīng)的措施，還需要積極引入新技術(shù)和新方法，創(chuàng)新問(wèn)題解決的措施，提高污水處理廠運(yùn)行的節(jié)能水平。從當(dāng)前的發(fā)展實(shí)際來(lái)說(shuō)，光伏技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為電氣節(jié)能提供了技術(shù)保障，獲得了不錯(cuò)的成效。加大技術(shù)的研究，破解污水處理廠能源消耗問(wèn)題，提出有效的解決方法，減少電能的消耗，提高清潔能源的利用率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)和環(huán)保效益目標(biāo)[6]。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，污水處理廠電氣節(jié)能問(wèn)題的處理，需要做好全面的分析和把控，提出行之有效的解決方法。文中結(jié)合具體實(shí)踐，分析了污水處理廠電氣節(jié)能方法的運(yùn)用，總結(jié)了提高電氣節(jié)能水平的策略，具體如下：加大技術(shù)研究;做好問(wèn)題調(diào)查和分析等。
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