水厂节能降耗篇1
随着我国经济的不断发展，我国各地水厂的规模不断扩大，用水量也不断增加。我国各地的水厂基本都对供水系统进行了改造，以降低能源消耗。但是，还有一些水厂在生产的过程中，由于生产工艺、管理等等原因，使水厂的生产效率较低，对能源的损耗较大，使水厂的生产成本居高不下。不断降低生产成本是我国各地水厂快速发展的重要的内在动力，因此，应当不断采取多种有效措施，进一步实现水厂的节能降耗。从而有效降低水厂生产成本，提高水厂的经济效益。
一、当前水厂节能降耗存在的主要问题
1、水厂电能损耗较为严重
首先，是水厂的水泵机组的电能损耗较为严重。目前，在我国的各类水厂中，水泵机组的应用较为普遍。在水厂的生产过程中，水泵机组消耗了大量的电能。由于设备、管理、技术等各种原因，我国水厂的水泵机组效率较低、能耗偏大、成本较高致。使泵站工程水厂的效益难以提高。究其根源，主要是由于供水量增长速度较快，供水管网改造也较快，但是，很多水厂水厂的水泵机组却没有及时进行同步改造，使很多给水厂的水泵工作扬程不断下降，往往都是运行在低效区运行，使水泵的效率难以，造成大量电能的浪费。另外，还有一些水厂加压供水的选泵配置不尽合理，也导致大量的不必要的电能浪费。
其次，是给水处理过程中的电能损耗较为严重。水处理过程中的电能损耗较为严重的主要原因，是由于资金和技术等制约，使我国的很多水厂自动控制技术较为落后，加药及污泥处理工艺不完善，尚未建立起完善的仪表控制和计算机控制系统，难以满足水厂节能降耗的需要。
另外，是水厂的清水池的电能损耗较为严重。水厂的清水池在自来水的生产过程中发挥着重要的作用，具有调节水量、蓄存、进行氯化消毒接触的作用。但是，由于我国的一些自来水厂的设计的缺陷，使很多清水池有效容积不够，无法满足贮存的要求。另外，还有一些水厂在设计清水池时，往往都是从容量方面考虑，很少考虑通过抬高清水池内水位节约能耗，最终造成了清水池的电能损耗较为严重。
2、水厂药耗水平居高不下
首先，是我国水厂矾耗过高。目前我国水厂大多数使用平流沉淀池，导致工艺处理时间较长。同时，加矾量也不够合理。水厂的运行人员需要利用较长的时间，才能了解一定加矾量所对应的滤后水浊度，为了保证水质，水厂的运行人员会提高加矾量，这样就增加了加矾耗。
其次，目前我国大多数水厂采用是液氯消毒，但是，在消毒过程中主要还是水厂的运行人员依赖水厂的运行人员的人工操作，难以有效降低氯耗。同时，对于我国的水厂来说，净水构筑物体积一般都较大，与外界接触面积广，氯气非常容易挥发，也产生了大量不必要的氯气消耗，
二、促进水厂节能降耗的相关对策
1、采取多种措施，不断降低电能损耗
首先，要通过对泵站进行优化，不断降低水厂生产过程中的电能损耗。具体可以采用两种方式。第一，可以考虑进行进行水泵的优选，利用水泵的优选不断提高水厂泵站的运行效率，达到节约电能的目的。可以采用启发式方法、动态规划算法、图解法等水泵优选的方法。通过优选，可以在用水量和供水量发生变化时，使水厂的泵站运行始终保持较优的工作状态，以达到节约电能的目的。
其次，要不断优化水厂泵站的配电方案，不断降低水厂生产过程中的电能损耗。目前，我国大多数水厂的泵站的供电系统主要包括供电系统接线方案、供电容量、供电点、供电电压等。从总体上看，大多数水厂的泵站的供电系统比较落后，因此，有必要对水厂泵站的配电方案进行优化，具体可以从配电网无功补偿方案优化变压器选型、主电动机设计等方面来进行优化。
另外，要优化泵站变配电工程设计，不断降低水厂生产过程中的电能损耗。由于资金不足和技术落后等等方面的原因，目前，我国国内的一些水厂还在采用上个世纪90年代的泵站变配电工程设计，大量是用三角型接线度手动投切装置，在运行过程中的安全性和可靠性较差差。电容器组手动投切也难以起到有效的补偿作用，基本上达不到无功补偿以及节约电能的要求。因此，必须要不断优化泵站变配电工程设计，将手动授切改为自动授切，降低线路的损耗，减少电费的支出，以达到节约电能的目的。
最后，要不断降低电能损耗，必须有效清水池的电能损耗。一方面，我国各地的水厂要不断优化自来水厂清水池的设计，提高清水池有效容积。在设计清水池时，不但要从容量方面考虑，还要考虑通过抬高清水池内水位，达到节约能耗的目的。另一方面，要改进清水池的工作过程。要采用异水位的设计方法，抬高池内水位，使清水池具有水量调蓄和抬高水位双重作用。同时，目前我国很多水厂的清水池的工作过程比较落后，基本上都是采用活性碳吸附、反渗透、离子交换、微滤、电渗析等方法，消耗大量的电能。积极采用新的处理方法，减少能量损耗，降低水厂的生产运营成本。
2、优化生产流程和生产工艺，不断降低药耗
首先，要不断降低矾耗。矾耗是自来水生产过程中的重要消耗之一，目前，我国的很多水厂采用的是手动加矾，在一定的程度上增加了矾耗。因此，可以考虑采用游动电流检测仪进行辅助手动加矾控制，利用游动电流检测仪分析滤后水浊度变化情况，并确定最佳的加矾，不但可以确保为用户提供质量稳定一致的自来水。在相同的滤后水水质下，还可以可以大大降低加矾量。
另外，针对矾耗过高的情况，还可以要求水厂的技术人员与运行人员对原水异常波动以及水处理过程及时进行技术分析，通过分析总结经验教训，提高处理水平，为处理类似情况打下了良好的基础。同时，还要积极对进行培训，不断提高水厂的技术人员与运行人员水处理技能，促进矾耗的不断降低。
其次，要不断水厂生产过程中的氯耗。目前我国大多数水厂采用是液氯消毒，要有效降低氯耗，必须采用其自动加氯系统。由前加氯与后加氯组成自动加氯系统，采用科学的流量比例控制。降低生产过程中的氯耗。必须避免不必要的氯气消耗，可以采用降低首次氯的投加，确保二次氯的投加，不但可以降低氯耗，还可以确保自来水管网持续消毒效果和出厂消毒效果。
参考文献
水厂节能降耗篇2
1.2消毒工艺
要想保证水质安全，就应该严格控制消毒工作。一般来说，液氯消毒是各水厂的主要环节，应该从实际出发，参考具体的沉淀水、原水以及过滤水的水质情况，来确定相应的氯气投加量。对于存在有机物、原水氨氮等较多的污染物情况下，则应该消耗更多的氯量。另外，夏季中存在繁殖较快的微生物、细菌情况以及冬季中存在较多的氨氮污染物等情况，都是使得氯气消耗所增加的原因。另外，还受到相关的原水氯化物、pH值等方面的影响，根据经验来说，一般都是将出厂水余氯控制在0.5～1.0ppm范围。
1.3臭氧消毒工艺
针对臭氧冷却水系统来说，主要涉及到间接和直接冷却两大类。对于签核来说，主要要求使用纯度非常高、不容易出现辐射的水为内环的水要求，外部冷却水则是使用出厂水即可。要求出厂水的氯离子控制在50毫克/升内，就可以满足冷却设备直接应用于出厂水，否则，就应该使用间接冷却技术。这主要是从防止设备腐蚀角度考虑，水质存在问题的冷却水就能使得系统出现腐蚀情况。另外，在此工艺中，应该对于系统配件进行定期更换，保证臭氧发生器没有出现生锈情况。
1.4加强水质监测
应该实时监测相关的氨氮、余氯、pH值以及浊度等方面的指标参数，化验室应该进行相关准确的化学分析，除了进行国家饮用水的必要监测之外，还应该重点研究和分析相关的絮凝剂和消毒剂投加、原水水质等方面的检测工作，能够有效保证指导生产。另外，相关班组也应该对于水质检验进行定期和定项的检验。
2水厂节能降耗技术
2.1通过有效方法进一步降低电能损耗
第一，通过优化水厂的泵站，保证电能损耗在正常的生产过程中不断降低。在进行优化水泵的过程中，应该从实际出发，目的是有效提高泵站的运行效果，使得电能尽量得到节省。在具体的优化方法中，可以采用相应的图解法、动态规划法以及启发式智能方法等。在进行变化的供水量和用水量之间，保证泵站的运行具有最优的状态，满足省电要求。第二，泵站变配电工程设计过程应该进一步优化，保证电能损耗在生产过程中最低。考虑到水厂的技术以及资金方面的因素，有时候尽管采用了相应的电容器组手动投切措施，也不能进行有效补偿效果，不能满足有效的节电功能。所以，应该对于其泵站变配电工程设计进一步优化，能够把手动授切改为自动的方式，使得线路损耗有所降低，电费支出也有所减少，满足电能的节约要求。第三，对于水厂泵站的配电方案进一步优化，保证电能损耗的有效降低。当前从分析泵站的供电系统来看，在技术方面存在较为落后的缺点，所以应该通过配电方案的优化，保证能耗的有效降低。第四，清水池的电能损耗的优化也是减低能耗的有效手段。当前，针对水厂的清水池设计的优化研究比较多，主要就是通过清水池有效容积，来保证节约能耗的实现。同时，还应该对于清水池的工作进行改进。在进行内部的池内水位的抬高，可以通过异水位的设计方法提供，这样使得满足水位抬高以及有效进行水量调蓄工作的要求。
2.2优化生产流程和生产工艺，不断降低药耗
第一，应该保证矾耗程度进一步降低，对于生产自来水过程中的矾耗消耗来说，在大部分水厂中都是采用手动加矾的过程，这样就无形使得矾耗有所增加。因此，在加矾控制中利用游动电流检测仪加手动方式，能够达到较好的效果，对于滤后水浊度变化可以利用动电流检测仪进行测量得到，这样就能保证加矾的最佳量确定，能够有效保证为用户提供质量稳定的自来水，同时还能有效保证加矾量的降低。第二，如果在水厂出现了矾耗过高的问题，应该对于相关的原水异常波动进行分析，要求相关技术和运行人员进行相关的处理，保证水处理的有效性，并且积极进行总结和分析，有效提高处理水平。另外，还要积极有效地参与培训活动，使得水厂相关技术人员能具有较高的专业素养，保证有效降低矾耗。第三，可以通过相应的自动加氯系统，保证有效降低氯耗，针对水厂进行液氯消毒过程具有重要的意义。在相应的自动加氯系统中，主要包括前加氯与后加氯两部分，能有效通过流量比例进行一定的控制，使得生产中的氯耗能够进一步降低，有效避免产生多余的氯气消耗。通过合理应用，能够保证首次氯的投加的有效降低，保证二次氯投的有效性，能够保证自来水管网具有良好的消毒能力，保证出厂水质的要求。
水厂节能降耗篇3
1当下我国城市污水处理厂的能源损耗及其分布状况
城市污水处理属于一个能源损耗较高的产业，其能源损耗主要体现在燃料、药耗以及电能等多个方面，其中电能损耗大概占据了总体能源损耗的90%，因此，电能损耗是城市污水处理厂能源损耗较大的一个部分。2011年，我国城市污水处理厂的用电量大概达到了100×108KW•h，大概是我国社会用电量总和的0.2%。城市污水处理厂的电能损耗主要体现在供给生物处理的氧气、提升污泥污水、处理处置污泥、厂区照明、混合的推动以及附属建筑的用电等方面。其中电能损耗最大的一个环节就是曝气，其电能损耗大概是污水处理厂总体电能损耗的50%，其次，污泥污水的处理处置也是污水处理厂中电能损耗较大的一个环节，其电能损耗大概占据了总体电能损耗的3%~5%，由此可见，我国的处理污泥污水的设备及技术还待进一步的优化。到目前为止，我国城市污水处理厂的平均电能损耗水平是0.29kwh•m-3，其中有84%的城市污水处理厂的平均电能损耗水平保持在0.440kwh•m-3，较之西方发达国家，我国污水处理厂的平均电能损耗水平还相对比较落后。例如，目前我国单位年限内处理污水的电能损耗总和大概是100×108KW•h，假如电能损耗能够减少20%，那么就可以节省20×108KW•h的电能，因此，我国城市污水处理厂在节能降耗方面还是具有较大的发展空间的。
2城市污水处理厂节能降耗途径
目前我国城市污水处理厂的能源损耗主要分布在处理、处置污泥以及处理、提升污水等环节，其能源损耗主要体现在药剂损耗、污水处理以及设备的电能损耗等方面。因此，应当从改进污水污泥的处理、曝气和泵领域以及日常运作的节能设计等方面着手来实现城市污水处理厂的节能降耗。
2.1曝气设施节能降耗途径
城市污水处理厂中能源损耗较多一种设备就是曝气机，因此，若想使城市污水处理厂的能源损耗实现有效的减少，就必须将曝气设备的节能降耗工作落实到位。通过对某市污水处理厂的调查发现，该污水处理厂大约50%的能源损耗都是源自曝气设备。按照目前的工作标准要求，再根据以往的实践，笔者认为可从如下三方面来实现曝气设备的节能降耗：第一，可通过应用变频器来使交流电机的转速方式实现有效的优化，从而有效的把控风机的具体流量，进而使风机达到节能降耗的目的；第二，可从内部着手，对溶解氧自动控制系统加以选取与应用，以便有效的把控好溶解氧的浓度。在处理污水的过程中，污水的处理效果会因溶解氧浓度的大小而受到直接的影响，通过选用溶解氧自动控制系统来对溶解氧浓度实施科学、恰当的控制，可以使人工操作的误差实现有效的降低，从而达到节能降耗的目的；第三，可通过改善曝气系统，再借助精准的把控办法来使曝气设施实现节能降耗的目的。譬如，可以依据有关部门的帮助，再结合污水处理厂的实际经济状况，制定渐减式的曝气设计预案。在第1环节、第2环节以及第3环节中分别按照35%、30%以及25%的比例来设置曝气，如此一来，不仅可以使曝气设备的工作效果实现逐步提升，同时还能使曝气设备达到节能降耗的目的。
2.2污水提升泵站的节能降耗途径
城市污水处理中一个非常重要的能源损耗设备就是污水提升泵，其会对后期的污水处理能否继续进行造成极大的影响，而且其本身的能源损耗也非常大，对污水提升泵站设计进行改善可以极大的提升污水提升泵站的节能降耗效果。当下我国城市污水处理厂泵之所以会损耗较多的能源，主要是因为电机缺乏较高的效率、运作控制不良和水量波动以及设计的动作能力比实际水量所需的能量要大等。因此，笔者认为可从如下几方面着手来实现污水提升泵站的节能降耗：第一，选用变频泵来代替所有的提升泵，以便全面提高城市污水处理厂的总体性能。例如，我国某市的污水处理厂通过改造提升水泵的变频技术，实现了大约12%的能源节省；第二，将工频泵转变成部分变频泵，并将其当作最终的调速泵，再根据实际情况来对其进行运作；第三，采取多级动态液位控制对策技术。在现实的运作过程中，可采取转速加台数控制法来使定速泵实现平均流量运作，如果水流的波动比较大时，应当对转台数进行适当的增减，再通过改变调速泵的运作速度来迎合水流量的改变；第四，应当经常对水泵实施养护，以使水泵的电能损耗及摩擦实现有效的减少。若想使水泵达到节能降耗的目的，则必须对提升泵的运作效率进行全面的提高，除了应当采取如上办法之外，还必须从泵设备着手，加大对泵的高程设置及日常管理力度，再根据污水处理厂的具体运作状况，不断的对运作条件进行归纳与总结，以便选取出最好的运作条件，从而最大限度的提升泵设备的动作效率。
2.3污泥处理环节的节能降耗途径
污泥处理在城市污水处理厂中也是一个非常重要的部分。目前的污泥比较繁杂，其除了包含的污染物非常多之外，而且其分解过程也极其繁杂，如果只是简单的采取处理污泥的办法，根本无法取得较为理想的处理效果，所以，在处理污泥的过程中，还应当对污泥资源的回收利用加以探求，以实现污泥处理的节能降耗。污泥的处理环节主要可分为污泥的脱水、稳定以及浓缩等三个部分。其中，主要可利用自然脱水及机械脱水两种办法来对污泥进行脱水处理，当下使用较为广泛的就是机械脱水方式，机械脱水损耗的能源主要是电能，通常来说，采取离心脱水方式所损耗的电能相对比较少，可是无法达到较好的污泥的预处理效果，而且还极易出现机械磨损情况，因此，应当通过实践来对更好的脱水技术加以寻求，以使污泥处理的节能降耗效果实现有效的增强；污泥的稳定主要包括好氧、厌氧以及堆肥处理等三个环节，不过也有很多污水处理厂不对污泥进行稳定处理就直接实施污泥的脱水处理的。通常来说，厌氧消化过程中所形成的沼气可用于补充泥污稳定过程的能量；污泥浓缩应当将生物气浮技术作为首选，并以此来取代单纯的策略气浮，从而达到提高浓缩效率、减少能源损耗的目的。除此之外，还应当将潺潺的回收利用落实到位。挥发性有机物占据了污泥的绝大部分，日本主要是利用厌氧来削减消化污泥，通过此种办法，每吨污泥可以形成大概680m3的沼气，再借助磷酸型燃料电池壳大概可以得到污水处理厂50%的能源。回收利用污泥的办法主要包括如下几种：对厌氧消化的所形成的沼气加以回收利用；对焚烧污泥所形成的热能加以回收利用；掺烧及堆肥。
2.4污水处理环节的节能降耗途径
污水处理过程的能源损耗主要体现在污水的生化处理及污水预处理环节，其中，污水生化处理环节的能源损耗主要产生于曝气系统，而污水的预处理环节主要可分为沉砂池及格栅。因为前面有讨论过曝气系统，故此处着重讨论污水预处理过程的能源损耗。首先，曝气沉砂池极易因曝气设施的应用而出现较大的能源损耗，所以，通常应当采取旋流式及平流式的方式来设计沉砂池，以达到节能降耗的目的；其次，必须将设置格栅落实到位，尽管整个格栅在处理污水的过程中没有较大的节能作用，可是，其却可以有效的降低后期其他设备的能源损耗，所以，必须针格栅的设置落实到位。通常情况下，可以在泵房集水井、污水渠道的进口位置或者污水处理厂的前段位置设置格栅，以此来截留较大的漂浮物，避免出现堵塞现象，进而确保污水设备的正常运作。
3结语
总而言之，城市污水处理对于发送我国城市用水环境以及促进我国经济的健康、稳定发展都具有极其重要的意义，但是其却存在着较大的能源损耗问题，因此，如何在城市污水处理厂中采取节能降耗途径，这是值得我们不断探索与研究的课题。
参考文献:
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[2]李明.浅谈城镇生活污水处理厂节能降耗措施[J].科技创新导报.2012(01).
水厂节能降耗篇4
1.概述
污水处理是一个世界性的难题，近年来，随着全球经济的迅速发展，污水处理厂的规模越来越大，因此产生能耗问题也越来越严峻。据统计，处理活性污泥的系统中，其运行成本但能耗成本就占到总成本的30% ~ 80%。美国有官方数据表明：城镇的污水处理厂所耗费的电能占全国总用电量的3%。其还有数据预测，由于人口的不断增长与污物处理的标准越来越高，在未来的15~20年内，污水处理厂的能耗成本将增加20%以上。我国目前经济发展迅速，城镇化进程不断推进，全国大部分的城镇都增加了污水设施，在提升了污水处理率的同时，能耗率也随之上升。在未来的几年，为了适应经济发展的需求，同时也响应国家的号召，污水处理的规模将会越来越大，使得全国范围内的电力资源紧缺日益突出。因此，对污水处理厂的能耗管理和节能降耗措施进行研究，达到节能降耗的目标，这对我国的社会稳定与经济发展都存在极其重要的意义。
2.污水处理厂的能耗分析
2.1国外污水处理厂的能耗分析
西方发达国家比较早产生能源危机意识，这是有其历史渊源的。从上个实际70年代开始，西方欧美等发达国家相继爆发了能源危机，这个局面直接导致欧美等国发达国家在20世纪末能源价格开始飙升。鉴于此，在工业领域内最先由美国掀起了节能技术的研究。此后美国一直引领工业节能技术的潮流，包括对污水处理厂的节能技术研究。美国的污水研究人员曾对全国的公共污水处理设备进行了关于单元过程与单元操作的能耗情况的调查，并在做了一次详尽的污水处理设备能耗分析报告。当时这次调查覆盖了几乎全部的城镇污水处理的生物、物理和化学等方式，甚至对建筑物附属的制冷、制暖等设备也进行了调查。在此基础上，也详尽计算了可回收利用的能量。此后，美国另外几位研究人员E.J.Middlebrooks、C.H.Middlebrooks等根据Wesner的研究结果，估算了每个污水处理系统的最小能耗量。最后，在其分析报告中指出，随着经济规模的扩大以及能源价格的提升，每年用于污水处理的能耗开支将大幅度上升，而选择低流量的污水处理工艺将作为节能能源开支的重要的手段。接着，另外两名研究人员Roberts与Hagan通过分析处理100 mgd 较具典型性的活性污泥污所需要的总能量，研究出了污水处理厂能源消耗的结构，并且首次提出对污水处理厂进行节能降耗，需要建立在资源管理与综合平衡利用的基础上，而不仅仅依靠节省能源的技术。
2.2国内污水处理厂的能耗分析
在上个世纪七八十年代经济刚刚复苏的阶段，我国的污水处理规模尚小，随着改革开放的深入，各类型的工厂如雨后春笋，纷纷屹立在神州大地上，不可避免地产生了污水污染问题，随着能源的消耗越老越多，国家不能不考虑对污水处理厂实施节能降耗的措施。但是，因为我国正处于经济发展的上升阶段，一直以来对此问题的重视程度不够，相关的调查研究也较少。当前，我国城镇污水处理厂处理污水普遍采用生物处理工艺。这种工艺以二级处理或者三级处理为主体，处理的内容通常包括污水、污染物的预处理、生化处理及污泥处理三个部分。而消耗的能源主要是燃料、药剂和电能。
通过国内外许多污水处理厂的数据指出，污水的提升泵、污泥处理设备与曝气系统是主要的耗能设备。从事排水工程的工程师羊寿生曾设计了一个试验，对我国典型一级、二级污水处理厂各单元操作过程作了电能耗费估算，污水厂规模按25000m3Pd，二级处理厂的电能耗值为0.266kWhPm3，用处理单位体积污水的耗电量(kWhPm3)表示估算的结果。结果显示，我国城市污水处理厂能耗主要用于污水、污泥的提升，生物处理的供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中在二级处理工艺中，污水提升泵的用电量在总用电量的10%~20%之间，污泥加热设备的用电量占总用电量的10% ~25%之间，而曝气系统则占总用电量的50%~70%。三者用电量相加，高达总用电量的70%以上。所以，对污水处理厂进行节能降耗，重点在于降低污水提升泵、污泥处理设备以及曝气系统的用电率，借此实现节能降耗的目标。
3.污水处理厂耗能现状分析
随着人民生活水平以及经济水平的提高，国家不断提高污水处理厂的水质，以满足经济生活的需求。现行的污水处理耗能标准达到0.15～0.28（kW・h）/m3污水，全国污水处理的成本开支平均为0.8元/m3，而且这样的成本价格呈现上涨的趋势。相关的部门面对如此高的污水处理成本，正想方设法利用新技术，结合各个地区的特点与各个处理厂的优势，努力探明单元过程的能量需求(energy requirements)，做出污水处理厂的有效运转和管理规划，首先在污水处理厂的规划、设计阶段体现节能目的，然后通过选择污水处理的适合工艺、设别和途径进行节能降耗，国家法律部门加紧制定相关节能减排的规定，对不执行法律法规的个别单位进行严惩警告，切实际落实好污水处理厂的节能降耗工作，以维持国家经济发展的可持续发展过程。
4.污水处理厂节能途径与措施
4.1污水处理厂能量利用审核
传统的污水处理厂进行处理活动时，缺乏利用能量的具体方案和规划，由此造成无节制的能源消耗，甚至能源浪费。针对此问题，相关部门对能量的使用进行审核管理，监督污水处理厂开始提前制定能量利用规划，由管理部门作出审核结果。审核管理不但可以提供使污水处理厂正常运转的数据，还能对污水处理厂的工艺选择以及处理方案有一定的指导性。使用生命周期分析成本的办法，对各单位的组件以及处理系统进行数据分析，并且优化其结构，以此满足降低能耗的要求，节省成本；构建科学的能源利用审核程序和评估标准，用这套程序和标准对各厂的污水处理所需能量进行审核，同时要监督污水处理厂对设备进行维护，对于老旧、存在隐患的设备进行更新换代，对其设备的升级和更换提出建议和方案。通常审核能源利用的程序分为两步：一是研究工程的可行性，包括处理方案的评估；初步的设计方案；项目的工作范围、成本以及财务评价等；二是详细的设计流程，包含施工、试营运、职业培训、运正式行和维护等内容，正常营运一段时间后，依据运行能耗数据检验系统的效率和成本开支。这个审核的过程从工程的预备阶段一直持续到工程运行后的维护、检测阶段，这样可以明确具备节能降耗的单元。
4.2选择恰当的工艺
当前我国城镇的污水处理厂采用最普遍的工艺是：传统的活性污泥法(ASP)、SBR法、AB法、A/O、氧化沟A2/O以及BAF等。在具体选择哪一种工艺时，必须首先对以上这些工艺的特点进行思考，并且结合工程所在地区、气温、地形、电能价格、征地开支、处理厂的规模、出水的达标情况、原来水质情况、对污泥的处置情况等综合思考，然后制定一套技术上有优势、方便管理、成本较低，运行效度高，并且近期利益与远期利益都能兼顾的工艺方案。这样的方案可使污水处理的能耗降到最小值。
一般中小规模的污水处理厂适用SBR法和氧化沟，在节能降耗方面优势较明显；大型的污水处理厂则首选活性污泥法(ASP)，与此同时，还可以根据当地的实际情况，尝试新的节能降耗工艺，例如综合式曝气系统的氧化沟工艺或厌氧处理办法，处于土地资源丰富的中小城镇还可考虑采用人工湿地处理方式，不但管理起来便捷，而且征地费用很低，还可以建构独特的生态景观区，从实际的工程案例来看，是可以达到一定的改善生态环境的作用。目前，我国成功建成的用于污水处理的人工湿地系统，它的成本投入只需要城市常规二级污水处理厂的十分之一，而运营开支为二分之一，甚至更少。例如深圳白泥坑人工湿地处理系统的运行开支只为传统活性污泥法的十分之一。
4.3排放物的资源化实现产出物节能
一般的污水处理厂其产出物为污泥、处理水、残渣等，但是残渣比较少，这方面也比较好处理；而污泥的产出量较大，在处理污泥上则存在一定的问题，其处理的过程和效果对整个污水处理的效果产生极大的影响。通常那些设计水量超过20×104m3/d的大型污水处理厂工程，其污泥的产量也是很大的。针对这种情况，可以采用厌氧消化的办法对污泥集中处理；而对于中小型的污水处理厂，则可采用污泥浓缩脱水一体机进行处理，这样能够降低设备的占地面积，方便管理，有足够的地方储存污泥进行消化。拥有广阔土地，也能够用来让污泥堆肥、干化床和种植植物等，以此来完善低成本的处理系统。浙江某大学的翁焕新教授提出了一种处理污泥的新技术，就是把排出的污泥制造成一种团粒，再依照一定的比例将其与黏土均匀拌合，利用污泥的热值制作轻质节能砖。为了在厌氧消化的过程中产生更多的CH4，尽量对污水中的有机碳实行污泥消化，相比于传统的通过外部能量将有机碳转化为CO2这种方式更节约能源，同时减少曝气环节而降低CO2的排放，实现减排的目标。通常BNR的工艺中，会使用一些反硝化除磷的菌种，这些菌种在进行脱氮除磷的过程中，可抑制消耗化学需氧量，而多出来的化学需氧量将会与污泥一起进行消化，然后转化成CH4；对于污水处理过程中的出水，一般不直接排放，按照城镇的用水需求，将其进行无害化处理，例如重复利用到农业灌溉、工业洗涤、市政工程、建筑工程等方面，这一方面降低了污水的排放率、节省了干净水源；另一方面可以从中产生经济效益，降低污水厂的投资成本，实现可持续发展战略。
4.4采用高效的节能装置
前面提到污水处理厂各个环节的能耗费用相加高达70%以上，所以对设备进行节能降耗改良式势在必行的。污水处理厂的主要耗能设备是污水提升泵、污泥加热设备和曝气系统。其中污水提升泵的用电量在总用电量的10%~20%之间，污泥加热设备的用电量在总用电量的10%~25%之间，而曝气系统则占总用电量的50%~70%。三者用电量相加，高达总用电量的70%以上。所以，对污水处理厂进行节能降耗，重点在于降低污水提升泵、污泥处理设备以及曝气系统的用电率，借此实现节能降耗的目标。
4.4.1污水提升泵的组成设施包括首次提升泵、污泥回流泵、剩余污泥泵、内回流泵和出水提升泵。目前针对节能需求，污水处理厂大多采用从国外进口的高效潜污泵，其工作效率高达80%以上，而且用电量比较低。水泵的有效功率为Ne=rQH，当r、Q一定时，Ne和H成正比，由此看出，降低水泵的扬程可以节能降耗。
具体通过降低水泵扬程进行节能降耗的办法有：（1）根据污水处理厂设计规模的工程量明确提水泵的类型和数量，而且质量上要选择流量和扬程都要达到安全生产标准的。这种高效的潜污泵相比普通的离心泵，更便于安装，而且因为比普通离心泵少了辅助启动的设备和吸水竹，总耗能也较之低很多。（2）科学设置液位控制。由于提水泵的耗电量与其扬程是成正比的，也就是说，扬程高，耗电量也大。因此科学合理地设置液位，尽可能利用竹网的高水位，就能减扬程，实现泵站节能。
4.4.2在出水处理的设备中，曝气池是厂区内最大的耗能物，要在此环节实现节能降耗，关键要选用氧转移率相对较高的曝气装置。进口的硅橡胶管膜式微孔曝气器长度为750mm，出气量为8m3/(m.h)，氧利用率为23%，输氧动力效率2.5=3.5kg/ (kW.h)。与传统曝气器比较，这种新型的曝气器具备氧利用率高、布气均匀、动力效率高以及寿命长等优势，能够极大地降低了能耗。
4.4.3传统的多级低速离心鼓风机效率大概在60%，而进口的单级高速离心鼓风机效率大都在80%以上，由此看来，选用进口单级的高速离心鼓风机要比传统的多级低速离心鼓风机更节能。而且进口的单级高速离心鼓风机可以根据好氧池中混合液溶解氧浓度的变化，自动调节进风日导向叶片角度，从而改变出风量的大小，利于节能。
4.4.4对曝气设备的供氧量进行自动调节。通过鼓风机对系统进行自动控制，由溶解氧探测仪对空气电动蝶阀自行调节，借此控制鼓风机的风量。风量得到控制，好氧的出水DO就可控制在2.0mg/的水平。一般认为自动DO控制是控制曝气系统运行的最好措施，因为它能解决曝气过少或者过度的问题，这样就能对曝气设备的能耗量进行控制。通常采用自动控制的曝气设备可以节能超过25%。
4.5无害高效的药剂实现原料节能
在众多的水处理药剂中，例如杀菌剂、凝聚剂、缓蚀剂、消泡剂、阻垢剂、脱色剂、清洗剂以及絮凝剂等，大部分都是化学方法合成的有机高分子体。目前我国生产水处理药剂的厂家有230家，品种超过100个，平均年总产量达20万吨。在选择药剂的品种和用量时，要根据所要处理污水、污染物的浓度、酸碱值、性质、温度以及杂质等因素而定，与此同时，还要考虑到药剂的高效性、经济成本及其使用时是否会产生二次污染等，力求用最经济的价值获取最高效的效益。比如在使用胶体颗粒处理污水时，混合利用有机混凝剂和无机混凝剂，该药剂并用模式能够将污泥的含水量降到最低，还能提升污泥的脱水性能，这样不但能节约药剂用量，还能提高混凝的效果，同时其投入成本大大降低；调整污泥性能的过程中，可考虑加入PAM和氯化物，但是要注意会不会产生二次污染现象。因为PAM在使用时，会产生聚合单体丙烯酰胺，这是一种强致癌物。运用氯化物去除磷，虽然效率很高可是，需要投入比较高的费用，还会在池子和管道设备生成硬状结垢，给后面的处理工作带来不便，增加了人工费用和设备费用，与节能降耗目标不相符。虽然当前我国污水处理厂使用的有机絮凝剂与无机凝聚剂都是比较经济又便捷的材料，但在处理污水的过程中，存在着耗能高的问题。专门针对节能目的研究的生物絮凝剂，弥补了传统药剂的缺陷。
结语
综上所述，我国污水处理厂的节能降耗工作取得一定的进展，但是在该领域内，最大程度地节能降耗目标尚未能达到，还需要相关专业人员进一步研究，努力的重点方向如下：化工热力学、生物热力学、及能源工程学与污水处理领域基础学科，建构一个较完善的研究体系，从根本上解决水处理能量研究滞后于实践活动的问题，获取科学的、可靠的处理工艺能耗能效的分析评价方法，推动各类研究成果的全面应用。
水厂节能降耗篇5
1城东污水处理厂概况
1.1处理规模及工艺流程
（1）处理规模：近期处理规模为4.5万吨/天，远期为9万吨/天。
（2）工艺流程城东污水厂采用CAST生物处理工艺，污水处理设施主要包括粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、CAST生物池、接触消毒池、尾水泵房、鼓风机房和污泥脱水车间等[2]。
1.2设计进出水水质
2运行情况及存在的主要问题
城东污水厂自运行以来水量维持在平均3.5万吨/日，出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B，但吨水电耗一直维持在0.35kW•h，高于正常水平。
3探讨与实施
污水处理厂的每一个环节都是一个耗能点，只是耗能的多少不同而已，城东污水厂于2016年4月至5月对厂区进行较为全面的节能降耗改造。本文结合城东污水处理厂的实例，将污水厂各环节进行分解、分析并实施节能措施，并通过在各单元安装电表，记录2016年1～3月的平均数据作为改造前数据，2016年6～12月的平均数据作为改造后数据，用于评估改造的效果，。
3.1粗格栅及进水泵房
该部分功能为拦截污水中较大悬浮物，确保水泵正常运转，并将污水提升至后续构筑物。主要耗能的设备有粗格栅及提升泵，粗格栅的初始设计为15min运行一次，每次运行3min.但在实际运行的过程中，依据长期以来进水的情况并不需要如此高频率地运行粗格栅，不但增加了能耗，还增加了设备的磨损，降低了设备使用的寿命。因此在改造过程中通过系统编程，将粗格栅的开启时间间隔设置为30min,每次开启时间设置为2min。提升泵的能耗在整个污水厂的运行能耗中占较大的比重，因此设备的选型非常重要，依据污水厂的实际情况选择合适扬程、流量、功率的提升泵可以大大降低污水厂的能耗。由于城东污水厂的进水尚未达到满负荷，水量也是时高时低，而提升泵的选型是按照满负荷设计采购安装的。因此在改造的过程中对3台提升泵其中的1台进行变频改造（考虑到成本原因，没有3台全部改造），在低水量时间段采用变频运行，可以大大节省电耗。经改造后该部分的吨水电耗从0.11kW•h降至0.09kW•h。
3.2细格栅及旋流沉砂池
该部分的功能为截除污水中较小漂浮物，并去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。主要耗能设备为细格栅和除砂系统，细格栅的初始设计为15min运行一次，每次运行3min。除砂系统运行时间为30min运行一次，每次运行15min。由于在实际的运行过程中，进水所含漂浮物和砂粒并不多，因此在改造过程中通过系统编程，将细格栅的开启时间间隔设置为30min,将除砂系统的开启时间间隔设置为6h。
3.3CAST生物池
该部分的功能是利用厌氧区、缺氧区和好氧区的不同功能，实现生物脱氮（硝化与反硝化）和生物除磷的目的，同时去除有机污染物，并进行泥水分离。主要的耗能设备有推流器、回流泵、剩余污泥泵、滗水器等。该部分的节能关键点在回流泵及剩余污泥泵，由于回流污泥的目的在于使进水具备一定的污泥浓度，而排放剩余污泥的目的在于将多余的污泥排出系统[3]。因此通过对回流泵安装变频器，可以控制回流的量，通过选择合适的回流泵及剩余污泥泵的开启时间点，可以增加回流污泥的浓度，间接减少开启时长，从而达到节省电耗的目的。在改造中城东污水厂为回流泵安装了变频器，并将回流时间点设置为进水时间，将剩余污泥排放时间设置为沉淀开始后0.5小时～1小时。经改造后该部分的吨水电耗从0.04kW•h降至0.03kW•h。
3.4接触消毒池
该部分的功能是将生化处理后的污水进行消毒，使大肠杆菌≤1000个/L，使出水达到出水要求。由于采用次氯酸钠消毒法，因此该部分除了加药泵基本没有耗电设备。但该部分为污水厂药耗最多的环节，主要消耗的药剂为消毒剂−−−次氯酸钠。根据设计，该部分加药的氯当量为5mg/l,按照有效率含量10%计算，药剂的投加量为50mg/l。但由于CAST工艺为序批式排放，即该工艺从生物池进入消毒池的污水是分批次、有峰谷值之分的。在实际生产中为了保证出水的达标，投加量必须依据水量峰值来设置，因此在实际生产中的药剂使用量大大超出设计值。因此，对该部分的药剂投加系统进行改造是很有必要的。城东污水厂在改造中在消毒车间增设了一套PLC系统，将原有的加药泵更换为计量泵，将尾水流量计和计量泵信号接入PLC，使得次氯酸钠投加量可以依据尾水瞬时流量的变化而变化。改造后次氯酸钠投加量由62mg/l降至40mg/l，降低了32.3%。
3.5尾水泵房
该部分的功能是在高潮位的时段，污水通过重力流无法及时排放时，通过尾水泵将污水及时外排。该部分主要的耗能设备为3台45kw的尾水泵，节能关键点是依据潮位高低，尽量减少水泵的开启时间。城东污水厂的实际生产情况为在目前水量下，并不需要开启水泵，仅通过重力流就能实现污水外排。但随着将来水量的增加，不排除开启的可能性，届时可通过设置变频功能和方便的切换方式在重力流和压力流之间灵活切换。
3.6鼓风机房
该部分的功能是向CAST生物池输送空气，为污水处理提供所需的氧气。主要的耗能设备为两台160kw的罗茨鼓风机，为污水厂最主要的耗能设备。该部分节能的关键点是风机的种类、品牌、是否变频、是否及时清洗进气过滤器、开启的台数以及开启的时间。城东污水厂原来生产过程中开启两台罗茨鼓风机，频率均为40HZ。在改造过程中新增1台磁悬浮鼓风机，设置了风机频率与出水氨氮数值和进水水量的联动，改造后只开启1台磁悬浮风机，默认频率设置50HZ，系统将根据出水氨氮值和进水水量自动切换频率。经改造后该部分的的吨水电耗从0.18kW•h降至0.13kW•h，降幅为27.8%。
3.7污泥脱水车间
该部分的功能是将污水处理过程中产生的污泥进行脱水、降低含水率，便于外运和最终处置。主要的耗能设备有带式浓缩脱水一体机、配药系统、污泥螺杆泵、加药泵、反冲泵等。该部分节能的关键点在于压榨等量污泥的前提下尽量减少设备工作时间，即尽量降低进入污泥均化池的污泥含水率，将大大提高产泥效率，减少工作时间，降低能耗。该部分为污水厂药耗第二大的环节，消耗药品为聚丙烯酰胺，减少该部分的损耗除了选择合适的药品外，现场操作也非常重要，需要污泥处理工有较强责任心，依据规定的比例配置溶液，依据污泥的流量、浓度和形状，及时调节加药量，从而达到降低药耗的目的。聚丙烯酰胺投加量由3.2kg/吨干泥降至2.4kg/吨干泥。该部分为污水厂水耗第一大的环节，污泥压榨时滤布需要大量的反冲水清洗滤布，以每天工作16h计算，每天需耗水640吨，城东污水厂早期已将厂内处理后的尾水进行回用，使用后的冲洗水再进入生化系统进行处理。相比自来水，使用尾水进行回用，每年可节约用水23.4万吨。
4经济效益分析
经过一系列的节能降耗改造，污水厂的各个环节均不同程度地降低了能耗药耗。就城东污水处理厂而言，吨水电耗从改造前0.35kW•h降至0.26kW•h，降幅为25.7%；次氯酸钠投加量由原来62mg/l降至40mg/l，降幅为32.3%；聚丙烯酰胺投加量由3.2kg/吨干泥降至2.4kg/吨干泥，降幅为25%。节省费用：将以上数据换算成经济效益，各指标设置如下：电费为0.65元/kW•h，日处理水量为3.5万吨/日，次氯酸钠单价为750元/吨，聚丙烯酰胺为2.8万元/吨，每天产泥15吨（含水率80%），则在一年内，电费可节省74.7万元，次氯酸钠可节省21.1万元，聚丙烯酰胺可节省2.5万元，水费可节省65.5万元。共计163.8万元。增加费用：进水泵房变频改造花费12.7万元，消毒池加药系统改造花费15.5万元,鼓风机房购买磁悬浮鼓风机花费65万元，其他杂项花费2.2万元，共计95.4万元。城东污水厂不用1年的时间收回节能降耗措施的成本，每年最少可节省163.8万元。若以2014年全国投运污水处理厂的日处理量1.35亿吨计算，吨水电耗参照降低0.09kW•h计算，则全国范围内城镇污水处理厂每日可节省电量1215万kW•h。
5结论
（1）实践证明，采用节能降耗措施，效果显著，企业可以在短期内收回成本。
（2）节能降耗是项系统工程，应从设计期和运营期着手，全面系统地开展工作。
（3）在全国范围内的城镇污水处理厂推行节能降耗改造，能实现经济效益和社会效益的双赢。
参考文献
[1]沈耀良,王宝贞.循环活性污泥系统(CASS)处理城市废水[J].给水排水,1999,25(11):5-8.
水厂节能降耗篇6
一、工艺介绍及能耗点分析
A2/O工艺流程，其产生能耗的环节主要包括：格栅机、提升泵、沉砂池曝气、A2/O的O段曝气、A1段污泥回流、A2段混合液回流、污泥提升、污泥脱水等。氧化沟工艺流程，其产生能耗的环节主要包括：格栅机、提升泵、沉砂池、氧化沟曝气及污泥回流、污泥提升、污泥脱水等。
二、能耗结构分析
根据对实际运行状况的现场调查，将上述两种工艺的各环节设备运行功率进行统计，见表1，经计算得到两种工艺处理单位水量的耗电量分别为0.31kw.h/m3、0.37kw.h/m3。从各个环节电耗的比例来看，电耗主要发生在污水提升系统、生物处理单元的供氧系统、污泥处理系统，这三个环节电耗在A2/O工艺的总电耗中所占的比例为27.6%、54.1%、11.8%，在氧化沟工艺的总电耗中所占的比例为24.5%、55.4%、15.8%。
1.污水提升系统的能耗
污水提升系统主要将粗格栅后的原水提升至高位配水井以满足后续单元自流进水，所以提升系统的能耗受提升高度和提升泵运行效率的影响。由表1可知，所调查的A2/O工艺和氧化沟工艺的污水提升系统的电耗占污水处理系统总电耗的27.6%和24.5%。两种工艺的提升泵房都安装有5台同型号水泵（3用2备），是以最不利工况进行的水泵选型，即以最大流量和扬程作为主要考虑因素，再乘以保险系数进行选型的，从而使得富裕流量、功率、扬程大大增加。实际上，多数时间下污水厂的进水流量不是最大流量，导致水泵长时间处于低效区，这种情况必然造成投资和能耗都偏高。
2.曝气系统的能耗
曝气的主要目的是为了使生物处理单元内保持一定溶解氧浓度从而维持微生物的正常生理活动，一般情况下生化池内溶解氧浓度应保持在2.0～4.0mg/L[3]。
图3是2011年3月～2013年2月间对两种工艺的生物处理单元的溶解氧浓度实际检测值（每月检测3次共36组数据）。从中发现，氧化沟工艺溶解氧浓度保持在2.0～3.0mg/L，而A2/O工艺大部分时段内溶解氧浓度都偏高，其好氧池内溶解氧在多数时段内都远远超过4mg/L，甚至高达7mg/L，这不仅容易引起有机污物分解过快使微生物缺乏营养、污泥易于老化，而且将导致能耗较大，造成能源浪费。
3.污泥处理系统的能耗两种工艺的污泥处理系统的电耗占污水处理厂工艺总电耗的12%以上，也是主要的能耗点。所调查的A2/O工艺和氧化沟工艺的脱水车间分别有3台、4台带式压滤脱水机，采用轮流工作。通过对脱水机设计处理量与实际污泥处理量比较，发现两种工艺的压滤机大部分时间都不在高效段运转，明显存在能耗浪费。
另外，污泥脱水系统所投加的PAM也是引起污水厂运行费用高的主要原因，一般情况下，PAM投加比例约为污泥干重的0.2%～0.3%就能达到满意的絮凝效果，脱水后泥饼含水率能达到国家标准要求[4]。所调查两种工艺的PAM 投加量情况见图6，从图中可以看出，A2/O 工艺的PAM 投加比例约为0.37%～0.78%，氧化沟工艺PAM 投加比例约为0.35%～0.52%，两种工艺的PAM 投加量都偏大，是造成整体运行费用偏高的又一原因。
三、节能途径探讨
1.提升泵的节能途径
提升泵是污水处理厂动力消耗的重要部分，其节能首先应从设计入手，进行节能设计，途径包括：①精确计算水头损失，合理确定水泵扬程。②合理搭配定速泵和变速泵，以适应流量变化。污水厂进水量往往随时间、季节波动，如果按目前通行的以最大流量作为选泵依据，水泵全速运转时间约占10%，大部分时间都无法高效运转，造成能量浪费。
2.曝气系统的节能途径
由于曝气系统向曝气池供氧具有多变量、高相关、非稳态、大滞后等特点，国内大部分污水厂是通过操作人员对当前工艺运行情况和溶解氧测定值与设定值的偏差分析，根据经验调节曝气设备的开启度来控制池内的溶解氧浓度以适应微生物反应需求，这种方法对溶解氧的调整大大滞后于系统的需求变化，严重影响处理效果。为了保证处理效果，设计人员选择风机时往往要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，过量供氧以满足最大负荷时的需要，从而造成曝气量与实际需气量相差过大，使得曝气单元能耗较高。借鉴国外的经验[5]合理的方法是对溶解氧进行在线检测，及时反馈给供氧系统及设备以同步调整，将曝气系统设计为定速加变速相结合的组合方式：①定速设备按平均供氧量选择，定速运转以满足基本需氧量；②调速设备变速运转以适应需氧量的变化；③需氧量波动较大时通过增减运转台数作为补充。
3.污泥处理系统节能途径
污泥处理系统的能耗主要是由于脱水机选择过大而造成大部分时间不在高效段工作，同时，为了提高污泥的脱水性能而投加过量的絮凝剂。因此设计人员应该精确计算污泥产量及含水率等，合理选择脱水机的台数和能力，最好通过试验来确定絮凝剂的投加量。
四、结论
城市污水处理厂的能耗主要发生在污水提升系统、生物单元的供氧系统和污泥处理系统三部分，分别占工艺总电耗的24%、55%和12%以上，是污水处理厂节能降耗的主要环节。提升泵的扬程要通过精确计算水头损失来确定，不宜采取估算方法，并且采取定速泵和变速泵搭配组合的措施以适应流量变化和节能。供氧设备的运行应以生物处理单元对溶解氧的需求量为依据，采取在线检测并反馈控制曝气设备的开启数量及运行功率。脱水设备尽量控制在高效段运行，絮凝剂的投加量应结合污泥性质的变化通过实验及时调整。
参考文献
[1]徐晓宇，李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展.给水排水，2009，35（12）：47～50.
[2]中国城镇供水排水协会排水专业委员会编.中国城镇污水处理厂汇编.北京：中国城镇供水排水协会排水专业委员会出版，2006.
水厂节能降耗篇7
（1）用电设备降耗节能措施。在污水处理中是非常重要的设备，运行过程中水泵消耗着大量的电能，因此为了实现泵房的，达到污水处理节能的目标，必须要有有效的提高水泵的运行效能的措施。首先，为了在最有效的节约能耗，选择合理的水泵是非常必要的。加速变频调速方面的研发，使电机的转速得到优化，进而降低排水的单耗。现实中。在污水净化工作中，进入变频工作的状态的电动机，变频器的运转速度就可以得到调整或者是在一定范围内选择电动机最佳的运转速度来实现节约能耗，综合上述，通过对于变频器调整，使得电动机在满足正常工作情况下，实现电流最小、效率最大化，实现了降耗节能的目标。其次，减小污水在处理过程中提升的高度，进而降低污水提升泵的扬程，合理利用地形，对水泵扬程进行设计也是非常必要的。同时在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的进水口、出水口和管道连接形式，降低水头损失可以进一步达到降低能耗的效果。（2）鼓风曝气部分降耗节能措施。曝气系统和其他机械系统（如搅拌、回流污泥和二沉池设备等）是生化处理单元的主要组成，这也是污水处理厂的核心部分，全厂能耗的50%~70%是在这里产生的，对整个水厂的成本影响较大的就是曝气系统的节能降耗。与曝气效率的高低有着直接关系是曝气设备的调节能力，如果控制不到位或者调节能力，均会造成能源浪费，所以，为提升曝气效率降低能耗，我们应选择调节能力合适的曝气设备。（3）污泥处理系统降耗节能措施。随着人们对能源需求不断增加，新的能源类型被开发，其中，目前广泛应用的能源类型就有太阳能。目前，已经有研究人员在污泥厌氧消化加热工作中应用太阳能方面进行了一定的研究。经过研究发现，具有较高的吸热效率的污泥，是一种较好的吸热体，随太阳辐射强度增高浅槽式集热器水温升高，且随水深增加而降低，集热器设备可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有研究人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置，对机械脱水后的污泥进行了干燥处理，研究了该方式对污泥干燥处理的可行性。经过研究发现，太阳能对污泥进行干燥具有较高的可行性。（4）其他消耗降耗节能措施。一定量的药剂在污泥消毒、调理及除磷过程中被消耗，虽然消耗不多，但一定的节能空间也是存在的。可以将生物除磷技术应用在除磷环节，这样不仅不需要投加药剂，而且产生的污泥量也较少。选择，还可以使用高分子混凝剂的化学除磷方式来进行除磷，以降低消耗药剂。还可以进行污泥调理（包括化学调理和物理调理这样可以有效的提升污泥的脱水性能。为了实现节能降耗的目标还可以选使用辐射技术对污泥进行消毒，代替高温高压。在污水处理过程中，污水处理剂的使用量关系到污水处理厂的降耗节能的水平，因此，根据污水处理剂的单价以及特点进行综合选择是在实际的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同时要保证药剂不对于环境造成污染的基础。并且也要考虑处理剂的用量。节约处理剂的用量可以在以下几方面考虑，即传统上污水处理过程中使用的处理剂可以采用天然高分子改性处理剂来代替，这种天然高分子改性处理剂更容易被生物所降解，并且得到更高的脱水效率。此外，对污水处理中所使用到的药剂的用量进行更为精确的计算，并且提前进行方案设计，以降低在污水处理过程中对于药剂造成的额外的浪费，以期达到最佳效果。
3结语
降低城镇污水处理厂的能源能耗，可以更好的促进城镇的可持续发展。因此在实际工作中，提高对污水处理厂能耗有效认识，选择更为合理工艺系统，在确保处理后污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护的目标的同时降低能源消耗。
作者:郭骁玥 单位:西南交通大学土木工程学院
参考文献:
[1]相华旭.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].科技创新与应用,2017(01):195.
[2]徐一雷.污水处理厂的节能控制及优化方式[J].科技展望,2017(03):80.
[3]王广卿.城镇污水处理节能降耗措施研究应用进展[J].科技视界,2016(14):257
水厂节能降耗篇8
引言
当前国内城市污水治理厂的发展有目共瞩，污水处理厂从水资源治理与环境保护的双重角度提高了城市污水治理的稳定性与高效性，无论是生态效益还是社会效益都收效甚广。然而，当前污水治理厂在节能运行和技术管理中存在的问题也是不容忽视的，水资源的循环利用、绿地灌溉技术的推广、水资源治理科技平台的搭建等都是当前污水治理厂在建设与运行过程中需要体现的重要方面。在人类生存与发展的过程中，水资源的重要性不可替代，关于水资源的处理直接关系着社会稳定与经济发展问题，是社会文明与进步的有效象征。从这个角度分析，关于污水治理厂的建设和运行势必将影响到城乡社会经济的持续有效发展。
一、污水处理厂节能减排的必要性
随着经济发展的不断深入，人们对生态环境保护的认识不断提升，国家已经开始将城市污水处理作为环境整治的重要内容，污水处理是一种高能耗的产业，污水处理厂的节能降耗可以有效降低水资源处理过程中产生的功率浪费，降低污水处理成本。当前污水处理厂在处理城市污水的过程中，能源功率消耗非常大，污水运行费用较高，整体处理效果非常不理想。这种高消耗、高成本的污水处理过程直接加重了污水处理厂的经济负担，大大降低了污水处理的质量和成效。因此，污水处理厂必须加强节能降耗建设，污水处理厂要以可持续发展为原则，在保证节约、清洁、安全的基础上，进行优化管理、节约能耗、降低成本，从本质上实现节能降耗，推动资源节约型社会的进程，实现社会的可持续发展。
二、污水处理厂的能耗分析
1、电能消耗
随着我国污水处理事业的不断发展，污水处理厂运行过程中所消耗的电能也在逐年增长。目前，电能消耗按地理位置和工艺选择的不同而不同，平均大约在0.30kW・h/m3左右。污水的提升系统、污泥处理系统和二级生化处理供氧系统是污水处理过程中耗费电能最多的部分，占总工艺耗电量的90%以上。其中二级生化处理系统的电能消耗主要集中在搅拌器、鼓风机和内外回流泵上，鼓风机占二级生化处理系统总耗电量的75%，大约占污水处理厂运行总耗电量的50%，是全厂耗电量最大的系统。因此，二级生化处理系统节能降耗的重点在于降低鼓风机的能耗。
2、药剂消耗
污水处理厂在处理污水过程中所使用的药剂主要是絮凝剂，用于污泥脱水。目前，大多污水处理厂所使用的絮凝剂都是人工合成的。絮凝剂不够的话，污泥含水率降不下来，增加剩余污泥处理难度。而大量的絮凝剂的消耗则会增加污水的处理成本。此外，絮凝剂中含有难以降解的毒性，二次填埋后再一次进入环境，将造成二次污染。
3、自来水消耗
目前，大部分污水处理厂都未建立中水回用处理系统，处理后的污水直接排放到纳污水体。在污水处理厂运行过程中会用大量的自来水来冲洗厂内污泥脱水车间、配药、风机冷却以及绿化办公等。因此，我国大部分污水处理厂耗用的自来水量都很大，不但增加了污水处理成本，同时也浪费了很多的水资源。
三、污水处理厂节能降耗措施
1、工艺方面
不同地区的污水处理厂在设计时，需要考虑到其所在地区的客观条件，包括气候情况、地形、电费价格、征地费用、原水水质、水质达标要求、污泥处置状况等，并结合预设的建设规模，及工艺特点等，选择技术合理，经济性良好，管理较为方便，运行可靠，且能源消耗较低的处理工艺，使得水质处理效果得到提升，且有效的降低能源的消耗。
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：首先，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；其次，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；最后，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、关键设备节能选型
关键设备的选择会对污水处理厂的能耗产生重要影响。首先是做好泵的选择。泵的选择和运行会对污水处理厂的能耗产生直接影响，而泵的能耗影响因子则主要是参考泵的流速和流量，通常情况下要满足所选择的泵的规格能够实现峰值流量以及后期水量增长的需求，因此，一般使用大小泵或变频与定速泵组合的方式来实现节能降耗目标。其次是控制系统。选择合理的远程控制系统可以缩短反馈周期，为采取相关调整措施提供参数依据。再次是电机的选择。据测算，95%的污水处理厂输送和处理系统的电耗是用在了提升泵和曝气系统。因此，选择与荷载相匹配的电机，做好电机的日常维护可以有效提供电机的运行能效。
4、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。如果电机受到损坏，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）合理利用电力公司电价政策节能
（3）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。
5、节能降耗技术改造
对现有设备及时改造可以有效降低能耗。首先是对提升泵的变频改造。很多污水处理厂在对污水提升泵的选型设计时往往考虑的是最大扬程、最大流量等不利因素情形下的水泵参数，这样容易导致选择的水泵扬程偏高，运行时有多处于低扬程、大流量、低效区的情绪，造成了能耗的极大浪费。因此，要及时对提升泵的变频电机的改造，根据集水池中的水位变化特点，对其污水泵进行变频节能改造。其次改造倒伞曝气机。曝气机的动力效率主要体现在主机及叶轮这两大关键部件上，叶轮作为倒伞曝气机的主要做功部件，其结构是否合理将会对整个曝气机的动力效率产生较大影响，因此，可以将立式倒伞曝气机中的倒伞由原先的螺旋式改造成翘片式，原先的螺旋式锥齿轮改造成直齿轮的构造器件。当然，随着近年来国家对排水标准的要求越来越高，要做好污水处理过程中产生的剩余污泥中释放出的磷，可以选择增设快速浓缩池等措施，使得污泥浓度在进入脱水机前就得到提高，进而实现脱水效率的成倍提升。
6、建立激励机制
任何工艺流程和运行模式都离不开人这个主要生产要素，人是生产过程中的主要因素，所以在污水处理程序中，不论应用多好的运行模式，无论其工艺控制有多高的水平，但如果没有一线工人的细心操作，那么提高污水处理效率和质量则是空谈。所以需要充分的发挥一线工人的主观能动性，调动起员工的工作积极性和主动性，从而确保污水处理运行的优质、高效。这就需要制定科学合理的激励机制，如再制定科学的能耗考核指标、药剂考核指标、水量水质关联考核指标、总费用控制指标，全员参与，职责明细，节约分成奖励，超标适量处罚。在这些科学合理的激励制度下，可以有效的调动起员工的工作热情，使员工的收益提高，使其价值得以充分的体现出来，利用经济杠杆的作用，使员工时刻牢记节能降耗，从而在工作中慢慢养成习惯，为企业经济效益的实现奠定良好的基础，而且个人收益也得以增加，可谓实现了双赢的局面。
7、加大污水治理的资金投入
水厂节能降耗篇9
引言
随着时代的发展，能源消耗已成为全球关注的热点问题。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、我国城市污水处理情况
随着我国城市现代化的建设，使得我国越来越重视城市的环境问题。而城市水环境更是城市生态环境中的重要部分。因而，在“十二五”期间，为改善城市水环境状况，国务院对城市水污染处理厂的建设极为重视。要求各城市必须都建有污水处理厂，加强污水处理工作，提高污水处理的效率。
据最新调查，截止于2013年3月底，我国各城镇所建立的污水处理厂总数为3451座，污水处理能力大约为每日1.45亿立方米。目前已设有污水处理厂的城市高达649个，城市里的污水处理厂有1981座，其污水处理能力为每日1.19亿立方米；已设有污水处理厂的县城有1313个，县城里的污水处理厂共有1470座，其污水处理能力为每日2518万立方米。
根据2013年年末统计，我国城市污水处理厂的污水处理能力比起2012年增长了4.4%，每日污水处理能力为12246万立方米，城市污水处理率比起2012年提高了0.6个百分点，为87.9%。近年来，我国的污水处理厂几乎遍布全国，污水处理能力也逐年增高，但仍存在着许多问题。虽然大多城市污水处理厂都有健全的工艺设施，但是其在运行上过于简单化，只是简单的处理污泥甚至于不处理，便将其随意搁放，以此来节约污水处理厂的运行费用，提高污水处理效率。这种现象的普遍存在，导致我国部分城市出现污泥围城的状况。
污水处理厂的能源消耗率很高，受能源危机导致能源价格增长的影响，污水处理厂的运行费用过高，其利润无法填补成本。
二、制约城市污水处理厂能耗的因素
（一）、污水处理厂建设规模与处理量
据统计分析，城市污水处理厂的平均吨水的能耗与水厂的处理规模成反比，特别是日处理量超过5万t的污水处理厂，其吨水能耗下降较为显著。当设计规模与实际处理量都增大时，在运行中实际处理量往往是低于设计规模的，这样就导致了部分能耗的损失，要想减小这部分能耗的损失，就要尽可能的按照实际处理量进行污水处理厂的规模设计。
（二）、污水处理厂的工艺选择
作为城市高能耗行业之一的城市污水处理行业，其节约能耗已成为城市发展必须解决的问题。采用优化的、合理的、高新的污水处理工艺是污水处理厂必须重视的环节。污水处理厂采用什么样的工艺，除了考虑水质的要求、工艺的先进性与可行性这些因素外，还应考虑所选工艺的合理及简单化，特别要着重考虑运行时的稳定可靠、经济及管理维护方便。污水处理厂生物处理工艺的70%能耗主要在生物处理阶段。不同的生物处理工艺所消耗的能耗差异较大。
1、取消初沉池
沉砂池中含大量原污水微生物和颗粒有机物直接进入生化反应池，使得进水有机物总量增加了，既保证了脱氮除磷对碳源的需要，提高了生化系统对氮、磷的脱除效率。同时节省了基建投资，并使运行成本降低。由于大量已适应原污水环境的兼性菌的直接进入生化池，为微生物提供了良好的栖息场所。从而大大提高了活性污泥的质量，使得颗粒污泥比重和直径均大于常规活性污泥。微生物种类和数量的增加，提高了生化池的处理负荷和适应冲击负荷的能力，使污泥容积指数SVI较低，虽然活性污泥混合液浓度较高，仍保证了二沉池出水水质。在反应池容积一定情况下，提高活性污泥浓度的同时降低了污泥负荷，延长了活性污泥的泥龄，为硝化菌的生长提供了有利条件，促使水中氨氮向硝态氮转化，争取到好氧硝化所需的时间容积。高浓度活性污泥絮体内部存在的缺氧微环境，使反应池内存在着同步硝化反硝化作用，从而又提高了系统的脱氮效率。
2、采用间歇曝气方式
新工艺通过在生化反应池实行间歇曝气，如曝气4h，停曝4h，循序进行。对两组生化反应池系统是交替曝气，如1号池曝气4h，2号池停曝4h，交替进行，从而造成生化反应池内周期性的好氧、缺氧和厌氧环境，在曝气阶段，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，在停止曝气阶段的前期，池内溶解氧迅速下降并接近于零，此时反应池内处于缺氧状态，微生物利用有机物做为氢供体使硝态氮反硝化并最终还原为N2后排入大气，从而达到脱氮目的，在停止曝气阶段的后期，水中的溶解氧和硝酸盐、亚硝酸盐中的氧均消耗殆尽，生化反应池内处于厌氧状态，此时，聚磷菌利用细胞内的聚磷分解产生能量，从污水中吸收易降解有机物做为碳源贮于体内，同时向污水中释放磷，在后续的曝气条件下，聚磷菌通过氧化体内贮存的碳源，过量地吸收水中的碳酸盐，合成为聚磷贮存于体内，实践证明，在好氧和厌氧交替进行的条件下，聚磷菌的吸收磷量大于释放磷量，因而通过剩余活性污泥的排放可以达到除磷目的。
三、实现污水处理厂节能减排的有效途径
（一）、污水提升过程中的节能
污水提升过程中最为消耗能源的设备便是污水提升泵，其具有很大的节能空间。因而，为减少污水处理厂提升泵房的电能消耗需对其进行节能设计。目前，我国在设计污水厂高程时，数据都偏高，造成提升泵设计扬程也过高，造成电耗量大。根据水泵有效功率的公式Nu=γQH，我们可发现当γ和Q确定时，Nu和H是成正比例的，因而，当水泵扬程降低后，一定能达到节能的效果。在设计污水厂高程时，要防止多次进行污水提升，以免造成能源的浪费；在布置各构筑物和管线时，要注意其紧凑性，避免拐角，缩短输送距离，可将反应池和沉淀池进行合并，以此来避免水头的损失；进行设计时，要注意构筑物的特点以及构筑物间的关系，尽量节约土地资源，杜绝不切实际的设计。
图1净扬程图示
在污水提升过程中，可引进先进的设备，加强管理，以求实现节能的目的。可采用变频调速技术，优化配置泵站设备，保障水泵运行的质量；选择型号相同的水泵机组，以便于进行维修；可对水泵进行合理的更换，适时地启动水泵，将污水处理工作放在晚上进行。
提升泵的节能主要在两方面，一方面是提升泵的选型，另一方面为合理地降低提升泵的扬程。在污水处理厂建设时，往往是根据泵的流量与扬程做水泵工作曲线图的方式来进行提升泵的选择，见图2。
图2流量―扬程曲线
（二）、污泥处理过程中的节能
在污泥处理过程中，减少污泥脱水系统的能源消耗，需要投入适当的高效絮凝剂，严格按照操作章程进行科学的运行。在对设备的选择上，要优选效率高但能耗低的设备，减少设备的磨损率，降低运行费用，从而节约污泥处理系统过程中的能源消耗；充分利用厌氧沼气，通过沼气的燃烧来用于加温、取暖等方面，还可以利用沼气发电来降低电能的消耗。
（三）、污水处理过程中的节能
污水处理过程中的节能主要通过对曝气系统的节能来降低整个污水处理厂的整体能耗量。降低曝气系统的能源消耗需要合理设计曝气系统的规模，在操作过程中要进行合理的控制，从而提高曝气系统的总能效；选择曝气设备时，要充分考虑到曝气设备的供氧能力和调节能力，避免能源的浪费；在进行鼓风机的选择时，要选择变频调速风机，有利于操作的便捷，减少故障，要合理控制风机的风量，以达到节能的效果。
四、结束语
随着污水处理厂的快速发展，其高能耗，运行费用高的问题亟需解决。因而，污水处理厂的运营者必须改进污水处理技术，完善无数处理设备，加强节能减排工作，提高能源利用率，建设资源节约型社会，促进人与自然的和谐发展。
水厂节能降耗篇10
1、节约电能的途径
1）污水提升泵
污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，具体有如下措施：正确科学地选择水泵，使其在高效率下工作；合理利用地形，通过减小污水的提升高度来降低水泵的扬程；变频调速技术的应用：通过变频器调整电机转速，降低水泵提供的扬程使之与实际需要相符合，降低排水单耗，而且变频器还可以控制水泵运行台数，从而节约大量的能源。变频器可设置节能功能，也就是当变频调速使电动机在变频状态下运行时，变频器可以随时搜索电动机最佳工作点，使电动机在任何情况下，电流最小，功率因素和效率趋于最佳工况；削切叶轮：污水提升泵若采用离心式水泵，则其流量、扬程、轴功率和泵轮直径近似有以下规律：流量与泵轮直径比的1次方成正比，扬程与泵轮直径比的2次方成正比，轴功率与泵轮直径比的3次方成正比。因此，可以采用切削泵轮直径的方法，从而降低设计扬程，使水泵工作在最优效率区而达到降低能耗的目的；适当增减提升泵运行台数，对其进行变频调速控制，以适应不同时间、季节的污水量波动，有效降低提升泵能耗。定期对系统进行维护和检修，可减少因渗漏、结垢、机械磨损等原因造成的效率降低，保证提升泵的高效运行。此外，还可以通过采用新型的节能泵，合理调整设备参数，提高泵的运行效率，选择水泵的运行台数等途径实现节能。
2）曝气系统
（1）选择高效率的曝气设备和鼓风设备。鼓风曝气设备主要有微孔气泡、中气泡、大气泡和水力剪切等几种类型。其中，微孔曝气具有气泡微小、比表面积大和氧转移效率高等特点，通过提高氧的传质效率起到节能效果。
（2）通过变频等技术提高鼓风机的运行效率，使曝气设备一直能在较高的状态下稳定运行，起到节能效果，因此，一般多采用离心式鼓风机并辅助变频控制。
（3）曝气量的精确控制。精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量，并按照该气量进行精确控制，曝气控制系统会连续检测曝气量，及时检测系统中压力的微小变化，控制系统及时进行调整。因此，建立基于生物反应动力学的数学模型，预测不同进水负荷条件下生物处理系统包括需气量在内的状态参数，并通过对示范污水厂的历史运行数据或在线运行数据进行分析处理，确定该污水处理厂生物处理过程的特征参数和补偿参数，并采用仿真和试验的方法，检验这些特征参数的有效性。最后，在综合的环境因素（温度、pH值，MLSS）条件下，经试验确定示范污水厂的水平衡（包含污水负荷）、泥（底物）平衡、气（曝气）平衡过程的稳态值及其扰动特征。
（4）根据溶解氧（DO）浓度调节曝气量。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度，主要原因是缺乏自动调节系统、过度曝气直接导致了能耗的浪费，并会使污泥的沉降性变差，能耗随混合液DO浓度的增大而增大，曝气池中的DO从2mg/L升高到5mg/L，所需要消耗的能量增加了近一倍。最节能的方法是根据降解污水中有机物和硝化所需的最低需氧量进行供氧曝气，并维持稳定的DO浓度。由于进水有机负荷的不稳定，实际运行中，一般下午和傍晚的需氧量要比夜间和早晨的需氧量大，因此维持稳定DO浓度所需的鼓风量也要实时调整。
3）污泥脱水系统
污泥脱水系统主要是将含水率在98%以上的污泥进行减容、减量、稳定以及无害化的处理，污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水和干化等过程。目前国内常用的污泥脱水机有带式压滤机、半框压滤机、离心脱水机、螺旋压榨式脱水机，这几种脱水机处理每吨污泥干固体所需能耗有很大的差异，因此在设备选择时应尽量选择脱水效率高且能耗较低的污泥脱水机。其次，污泥脱水过程应尽量减少设备运作和缩短处理时间，根据储泥池内泥量、污泥沉降性能确定脱水机器使用数量和脱水时间。
2、节约药剂的途径
污水处理厂降低絮凝剂的消耗也是节能降耗的重点。我国现有水处理药剂生产厂家230家，品种100多个，总产量近20万t，在选择絮凝剂是不仅要考虑其单价，还应考虑药剂的高效性，以使其减量化，应用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脱水性能的絮凝剂，这样既可节省药剂用量又能提高混凝效果，从而使污水处理厂的运行费用大幅降低。
节约絮凝剂的途径主要有：使用脱水效率更高的、可以生物降解的、不会造成二次污染的天然高分子改性絮凝剂包括淀粉、纤维素、多糖类和蛋白质等类别的衍生物等代替传统的聚丙烯酰胺絮凝剂；精确投加药剂，避免不必要的浪费：通过试验确定高分子絮凝剂以及混凝剂配制药液浓度、投加量，使絮凝剂发挥最佳的絮凝及混凝效果，减少药剂的投加量；要求药液投加设备计量准确，减少误差。
3、节约自来水耗的途径
中水回用是节约自来水耗的主要途径。城市污水处理厂建立中水回用系统，使中水用于厂内污泥脱水的反冲洗用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水等，由此大幅度的减少自来水的消耗，实现污水的资源化，降低污水处理成本。
4、建立完善的管理机制
通过加强管理节能降耗的措施主要有：通过对污水处理各个工段的能耗进行分析，明确不同处理单元的能量需求，挖掘各控制环节的节能降耗潜力，提高能耗管理水平，精确控制城市污水处理厂的运行；加强对设备设施及药剂的管理：建立岗位责任制，设备设施责任制，定期分析设备设施的运行情况，使其达到经济运行的效果。加强对药剂的贮存管理，严防雨淋、暴晒，避免对药剂的浪费；建立激励机制：制定科学的考核、控制指标和激励制度，全体员工积极参与，职责明细，奖罚分明，使员工自觉培养节能降耗的习惯，实现企业与个人的双赢。
二、废弃物的资源化
1、能源的利用
污泥厌氧消化池所产生的沼气能完全燃烧，而且保存运输比较方便，是一种清洁燃料，国内的北京高碑店污水厂和天津市纪庄子污水厂的污泥厌氧消化处理系统产生的沼气就是用于沼气搅拌和发电，沼气发动机的热水作为消化污泥加热的热源。沼气发电在美国、德国、日本等国家也得到了极大的利用，它实现了污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的统一，是一种优良的节能技术。
2、污泥的综合利用
在城市污水处理过程中会产生大量的剩余污泥，为防止环境受到二次污染，必须科学考虑污泥的处理和处置问题。目前常用的污泥处置方法有填埋、农用、焚烧、制造建材等，但是污泥填埋没有真正解决污泥问题，污泥没有被利用，还可能造成二次污染，不能算是资源化利用的方式。为此，许多研究者尝试把污泥直接用于建材，或利用污泥焚烧后的残渣制造建材。
结语
城市污水处理厂的节能降耗是一项综合性工作，涉及到工艺、设备、过程控制、管理、人员的操作水平等，从设计、设备选型、运行管理控制、维修、升级改造等每个环节进行分析资源的消耗及节能潜力，以降低污水处理成本，减小用电量及其他原材料的消耗。
水厂节能降耗篇11
Key words: sewage treatment plant; energy saving; of UNITANK process; manufacturing operations
中图分类号: TU992.3献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02
引言：随着国家以及政府对城镇污水处理的问题高度重视，城市污水处理设施不断的更新变化，尤其是“十一五”期间，我国采取更多的措施进一步加强污水处理节能减排的设施，使我国城市污水处理事业得到发展和进步，城市污水处理能力以及技术手段等得到很大的提高。UNITANK工艺作为一项集科学性、实用性以及经济性的污水处理工艺在污水处理厂中应用前景非常广阔。
一、UNITANK工艺简介
UNITANK工艺主要部分是由被间隔成数个单元的矩形反应池组成，反应池一般有A、B、C三个池子组成，各个池子之间水力相同、并且都具有曝气装置，其中A、C两个池子中设置有污泥排放口和出水堰，从而能够实现交替作为沉淀池和曝气池，可以按照规定的时间周期进行交换运行，所以UNITANK又被称为交替式生物处理池。在污水处理厂应用UNITANK工艺的过程中通过进行调整UNITANK系统的运行状态，能够实现污水处理中空间以及时间的控制，并形成良好的缺氧、好氧、厌氧等条件，以达到污水处理的要求[1]。广东某城市污水处理厂一期工程采用UNITANK工艺，处理能力4万吨/天，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918－2002）中的一级B排放标准。其工艺流程如下图1所示：
图1：UNITANK工艺流程图
二、污水处理工程的改造设计
1、节省电耗工程设计
（1）在管网来水液位允许的情况下，尽量提高提升泵房液位，增加提升泵的效率。经过对粗格栅进水渠改造设计之后，提升泵房液位较之以前提高1.8m。
该厂使用76kw和37kw的提升泵各两台，粗格栅进水渠改造前后电耗情况如表1：
表1粗格栅进水渠改造前后电耗对比
（2）根据提升泵效率下降情况进行研究和分析，及时检修和更换配件。
在运行过程中，该厂发现期中一台77kw提升泵效率下降较快，电耗超过0.066 kw.h/m3。检查后发现叶轮被硬物所伤缺失一块，同时泵体震动较大。经研究后该厂更换全新叶轮（2.2万元）、更换轴承（0.6万元）以及动平衡校准（0.15万元）。提升泵大修之后电耗降低到0.054 kw.h/m3，电费单价按照0.80元计算，只需72天即可收回投入费用。
（3）根据进水有机物浓度偏低的实际情况，将半周期从设计的4h延长至6h。
由于该厂实际进水有机物浓度长期偏低，COD平均浓度101mg/L，仅为设计值的40.4%；在运行初期，由于半周期较短、进水COD太低导致好养时间段DO很容易出现过曝现象。DO过曝一方面浪费了能源，另一方面使本来处于老化状态的活性污泥加速老化而解体。经过研究讨论后，将半周期从4h延长至6h，见表2。
表2UNITANK半周期工艺矩阵
优化后连续运行1个月，出水水质稳定达标，生物池内活性污泥状态保持良好。因此，半周期时间的适当延长不仅优化利用了鼓风机供气量，节省电耗，而且减少生物池各阀门的开停次数，延长阀门寿命。
2、节省药耗工程设计
（1）除磷药剂：采用质量浓度不小于10%的聚合氯化铝铁（PAFC）液体药剂，PAFC加水稀释后在边池精曝时单点投加，通过投加除磷药剂，对TP的去除取得一定的效果，出水TP基本可以达标排放。但同时也存在一些问题：
a、投加点仅一个点，位于边池的池壁处。由于投加点单一，除磷药剂不能迅速扩散至整个池子，也不可能在池内均匀分布，因此会浪费部分药剂，PAFC达不到最佳的除磷效果；
b、随着出水时间的延长，出水中由中池和进水边池进入的水的混合比例增加，出水TP会逐步升高；这使得我厂除磷药剂需要增大投加量，并且在半周期出水的后期出水TP仍有超标的危险[2]。
在原有除磷投药点的基础上，我们将单个投药点改造成两个对称的投药点，同时在边池配水井处增设一个投药点，通过出水时段控制PAFC药剂的投加，在出水TP稳定达标排放的前提下，投药比从55mg/L下降至40mg/L，降低27%。
（2）絮凝剂（PAM）：
a、比选确定最佳的PAM
絮凝剂投加效果的优劣，不仅取决于其本身的化学特性，更与其处理对象、水质条件有关；此外，不同厂家生产絮凝剂的效果也存在很大的差异。因此，我们通过对多家絮凝剂厂商的药剂进行横向和纵向的烧杯小试，最后确定使其中一种阳离子絮凝剂作为污泥脱水药剂。
b、不断优化脱水机运行状况
根据剩余污泥浓度的变化和污泥性质的变化，同步改变PAM配比浓度，根据前期试验，PAM配比浓度在1.2‰～2.5‰之间为最理想状态[3]。
上机试验后，在保持泥饼含水率稳定达标且PAM投加量最少的情况下，PAM配比浓度随剩余污泥浓度变化的曲线如下图3（纵坐标为PAM配比浓度，单位：‰，横坐标为剩余污泥浓度，单位：g/L）：
图2：PAM配比浓度曲线图
水厂节能降耗篇12
我国人均淡水占有量远远低于世界平均水平，再加上浪费及污染，使得我国水资源短缺问题日益凸显，给城市的可持续发展制造了严重阻碍。在此背景下，如何做好污水治理成了全社会共同关注的焦点，值得人们深入探索。对于城市环境工程而言，其最大的任务和难题便是有效治理污水。只有解决这一问题，才能避免城市水环境的不断恶化，为城市的可持续发展奠定基础。这是功在当代、利在千秋的大事，由以上分析可知，污水治理具有十分重要的现实意义。
一、污水处理厂工艺选择：
（一）取消初沉池
沉砂池中含大量原污水微生物和颗粒有机物直接进入生化反应池，使得进水有机物总量增加了，既保证了脱氮除磷对碳源的需要，提高了生化系统对氮、磷的脱除效率。同时节省了基建投资，并使运行成木降低。
由于大量己适应原污水环境的兼性菌的直接进入生化池，为微生物提供了良好的栖息场所。从而大大提高了活性污泥的质量，使得颗粒污泥比重和直径均大于常规活性污泥。微生物种类和数量的增加，提高了生化池的处理负荷和适应冲击负荷的能力，使污泥容积指数SVI较低，虽然活性污泥混合液浓度较高，仍保证了二沉池出水水质。
在反应池容积一定情况下，提高活性污泥浓度的同时降低了污泥负荷，延长了活性污泥的泥龄，为硝化菌的生长提供了有利条件，促使水中氨氮向硝态氮转化，争取到好氧硝化所需的时间容积。
高浓度活性污泥絮体内部存在的缺氧微环境，使反应池内存在着同步硝化反硝化作用，从而又提高了系统的脱氮效率。
（二）采用间歇曝气方式
新工艺通过在生化反应池实行间歇曝气，如曝气4h，停曝4h，循序进行。对两组生化反应池系统是交替曝气，如1号池曝气4 h, 2号池停曝4h，交替进行，从而造成生化反应池内周期性的好氧、缺氧和厌氧环境，在曝气阶段，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，在停止曝气阶段的前期，池内溶解氧迅速下降并接近于零，此时反应池内处于缺氧状态，微生物利用有机物做为氢供体使硝态氮反硝化并最终还原为N2后排入大气，从而达到脱氮目的，在停止曝气阶段的后期，水中的溶解氧和硝酸盐、亚硝酸盐中的氧均消耗殆尽，生化反应池内处于厌氧状态，此时，聚磷菌利用细胞内的聚磷分解产生能量，从污水中吸收易降解有机物做为碳源贮于体内，同时向污水中释放磷，在后续的曝气条件下，聚磷菌通过氧化体内贮存的碳源，过量地吸收水中的碳酸盐，合成为聚磷贮存于体内，实践证明，在好氧和厌氧交替进行的条件下，聚磷菌的吸收磷量大于释放磷量，因而通过剩余活性污泥的排放可以达到除磷目的。
二、污水处理方式：
在现代化污水处理厂中，污泥处理是污水处理系统的重要组成部分。城市污水处理厂在处理污水过程中，会产生大量的污泥，主要是初沉污泥和剩余污泥或消化污泥，由于污泥的含水率在95%--98%之间，无法外运、农用、深埋，需要
用脱水机先对污泥进行脱水。通常，污水处理厂运行费用高达每立方米0.53元左右，其中电费约占40% ,污泥处理费约占15%。将污水处理的成木分为电费、絮凝剂费用以及水费3部分，通过正交试验，探讨最经济有效脱水运行条件和处理技术。
（一）化学处理技术:添加某此化学药剂(如臭氧等)，和污水中的有害物质发生相应的化学反应，从而实现净化污水的效果。
（二）物理处理技术:适用于那此在性质方而或者体积方而很难进行后续处理的污染物质，‘常见的有筛选法、截留法、重力分离法、离心分离法等。
（三）生物处理技术:可细分为两种，种是好氧生物处理技术(如活性污泥法)，另种是厌氧生物处理技术以活性污泥法为例，其原理是，将空气连续小断地输入到污水中，为好氧微生物提供个理想的生长繁殖环境，该类微生物以有机物为食物，清除污水中的有机有害物质，从而实现对水质的净化。
三、对CASS新工艺的利用和建议
通过对CASS工艺城市污水处理厂实施生命周期评价，对各处理工段的环境负荷进行识别。以此为依据提出了影响CASS工艺生产水平的清洁生产评价指标，初步建立了一套由定性指标和定量指标构成的清洁生产评价指标体系，并结合生命周期评价结果，对部分指标的确定予以说明。对我国污水处理行业清洁生产标准的制定提出建议：
（一）将生命周期评价贯穿到清洁生产评价指标体系的构建中，不仅可以有效地识别污水处理厂的重点排污环节及处理效果，还充分体现了其环境影响负荷，为清洁生产评价指标的选取及指标权重值的确定提供了参考依据，避免了主观选取的弊端，具有理论可行性。
（二）根据城市污水处理厂LCA分析，污水处理厂清洁生产评价指标有6个一级指标(生产技术特征指标、资源及能源消耗指标、产品指标、污染物产生指标、资源综合利用指标及环境管理指标)和25个二级指标。其中生产技术特征指标及环境管理指标为定性指标，其余均为定量评价指标。
（三）面对目前严格的节能减排目标和污水排放标准，城市污水处理行业本身存在的诸如能耗大、管理水平低下等情况，本文建议对污水处理行业开展基础调研，建立不同土艺的城市污水处理行业清洁生产评价指标体系，确定合理的清洁生产评价指标值，作为清洁生产绩效的比较标准，以推动城市污水处理厂清洁生产审核开展。
四、城市环境工程污水治理措施
（一）引进新的污水处理工艺
污水处理效率高低与否直接取决于污水处理工艺的先进程度，此类工艺越是先进，那么污水处理效率越是理想现阶段，城市污水处理作业人多采用活性污泥法，因为该方法小仅能够降低有机负荷，而且能够减少能量消耗，还能节省运行费用然而，该方法仍旧无法完全满足城市污水治理的现实需要，寻找资源消耗少、费用较低、环境亲和力良好的污水处理工艺刻不容缓，所以，引进新的污水处理工艺便显得尤为重要了，应引起足够的重视，并落实到行动中去。
（二）合理布局污水处理厂
城市污水治理过程中，应针对污水处理厂等进行统筹安排和优化布局，如为城市污水处理厂确定更加科学的厂址及建设方案，从而为城市污水治理工作奠定坚实而有力的基础现阶段，我国城市污水治理效果之所以不明显，其原ICI主要有两个，一个是技术不够先进，另个是资金相对不足为实现对城市污水的高效治理，一方面应积极借鉴西方发达国家在城市污水治理方面的相关作法，另一方面应结合我国城市的具体情况，重视并加人相关资源(资金、人才、技术等)的投入，建立高水准的、专业化的研究机构，为城市污水治理“出谋划策”，促进城市污水治理水平的不断提高。与此同时，应大力推广那些先进的、可行的城巾污水处理技术，并投身于具有自主知识产权的相关技术及设备的研制和开发，从而促进污水处理效率的提高，改善城市水环境。
（三）提高管理及设备保养水平
对污水处理工作岗位上的相关人员进行积极培训，提高他们的职业素质和综合素质，从而促进污水处理管理水平的不断提高，进而促进城市污水处理设备使用率不断提高。就目前情况而言，我国污水处理设备中相当部分是由国外直接引进，该类设备运行段时间之后便会出现定程度的磨损和老化，所以，作为设备维修和管理人员应特别重视设备的维修和养护问题，并积极学习，不断丰富自身的理论知识，强化自身的操作技术，为设备故障的及时发现和有效处理奠定坚实的基础除此之外，还应重视并做好设备的更新换代，借助新型设备以提高城市污水处理的效率和质量。
结语
污水处理工艺水平的不断提高，使其更加低耗高效，更加便于管理。如何达成这目标，是每个城市均应积极思考的问题本文从引进新的污水处理工艺，合理布局污水处理厂，提高管理及设备保养水平等几个方面展开系统而深入的论述，希望能够为城市环境工程污水治理工作略尽绵薄之力。
参考文献：
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[2]白天喜. 城市污水处理厂的能耗研究与节能分析[D].长安大学,2012.
作者简介
水厂节能降耗篇13
城镇污水处理厂的能量是推动各生物反应池及污水处理厂正常运转的必要条件，其能量消耗大体可以分为两类，即直接能耗和间接能耗。直接能耗包括污水提升泵、曝气系统、机械搅拌、污泥回流泵，污泥脱水等的电耗以及污泥消化投加的热能等； 间接能耗包括絮凝剂、外加碳源、氯气、活性炭等外加耗材生产过程所需的能量。
2、污水厂各处理单元节能降耗优化运行方法探讨
2.1 提升泵房单元节能优化技术探讨
污水提升泵的节能应首先从设计过程着手，考虑进行节能设计，根据管道系统的特性曲线正确科学地选择水泵，让水泵保证在其高效段工作，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率。
其次水泵配套电机的选择也非常重要，选择与水泵负荷相匹配的电机可使电机保持高效运转，虽然高效率电机价格比标准电机价格高15%～25%，但其运行维护费用低，投入运行后该部分投资可以很快回收。因此，在污水处理厂设计或升级改造工程中，可优先选用高效电机。
2.2 生化处理单元节能优化技术探讨
目前我国生化处理单元采用的技术仍然是以A/A/O 脱氮除磷工艺、氧化沟及SBR（ 序批式活性污泥法） 三大工艺为主。处理单元节能降耗主要涉及3个方面： 曝气系统（主要） 、回流系统及药剂投加系统。
A/A/O 脱氮除磷工艺，SBR 工艺基本上都是采用微孔曝气，氧化沟工艺多采用转刷曝气器、倒伞式曝气器等进行机械曝气。
微孔曝气系统所需空气量由风机提供，罗茨鼓风机和TURPO 风机是当前污水处理厂中常用的鼓风机。罗茨风机通过变频器来实现节能，一般为中小型污水处理厂所采用，并且运行时必须采取相应的隔音措施。而TURPO 风机则利用其配套的MCP 控制开关柜，通过在线监测实时数据，结合进水流量情况进行风机导叶开度及开启台数的控制，对曝气量进行控制，避免风量浪费导致能耗过高。另外微孔曝气的曝气装置也是其重要组成部分，该装置材料的选择可提高氧气利用率，例如近年来被我国污水处理厂广泛采用的橡胶膜片式微孔曝气器扩散出的微小气泡直径为1.5～3.0 mm，具有较高的氧利用率和动力效率，逐步淘汰了陶粒、刚玉和粗瓷等材料制成的曝气装置。
机械曝气可分为转刷（碟） 和倒伞式曝气器两种。对于倒伞式曝气器来说，由于安装的设备数量较少，因此一般给其中1～2 台设备安装变频器来实现变负荷的节能运行。对于深沟式氧化沟采用转刷（碟） 曝气时，会相应配套推进器作为混合推流主要设备，推流设备一般耗能较低，因此水下推流设备不进行控制，保持常开； 而转刷（ 碟） 则采用时序控制方式进行控制，通过控制开启台数及调整空间布置位置，以适应污水进水负荷的变化，从而实现节能优化运行。
对于A/A/O、氧化沟及SBR 工艺，曝气量的控制决定着整个系统的污水处理效果和污水处理厂的能耗水平。曝气量小会直接影响出水水质，曝气量大则会造成大量能耗，同时大量气体会打碎污泥絮体影响出水水质。目前大部分污水处理厂运行时只有当出水水质超标时才会改变曝气量，只要出水水质达到排放标准就维持曝气量恒定。当污水厂进水负荷变化时，出水指标就会产生较大波动。因为当进水负荷偏低时，会造成气量浪费，所以按需曝气将逐渐成为主要发展方向。
2.3 污泥脱水单元节能优化运行技术探讨
污泥脱水单元节能优化主要涉及脱水机类型选择、药剂的投加量等。污泥脱水机类型大致分为板框式污泥脱水机、带式污泥脱水机、离心式污泥脱水机和叠氏污泥脱水机。带式污泥脱水机受污泥负荷波动的影响小，具有出泥含水率较低且工作稳定启动能耗少等优点，但由于其存在运行环境条件较差、维护工作量大等方面的问题增加了基建费用，因而较少采用。板框式污泥脱水机与其他类型脱水机相比，污泥饼含固率最高，可高达35%，但其占地面积较大，间断式运行，效率低下，运行环境较差，存在二次污染。因此不少大型污水处理厂在污泥处理设备选型上还是更偏向于选择离心脱水机。
一些采用氧化沟工艺的污水处理厂会考虑适当延长污泥龄，减少排泥量并提高污泥中的灰分含量，这在一定程度上提高了进入污泥井的含固率，并通过合理调配二沉池、高效沉淀池排泥时间和排泥量，合理控制污泥浓缩池浓缩时间和进泥浓度等方式，提高离心机运行效率、减少脱水机组运行台数和运行时间，有效地降低能耗。
3、城市污水处理厂节能运行实例
某污水处理厂进行了节能降耗技术改造，达到了一定效果。该污水处理厂总占地面积为14.53 hm2，水厂总设计规模为35×104 m3 /d。设计分两期： 一期采用AB 工艺（其中B 段为MUCT 工艺） ，设计规模为10×104 m3 /d，于1998年投入运行； 二期采用厌氧池/三沟式氧化沟工艺，设计处理规模为25×104 m3 /d，于2001 年投入运行。
该污水处理厂最初考虑了精确曝气控制，但是最终产生的效果较差，因而于2009 年进行了节能改造，改造主要针对能耗较大的生化处理单元。改造内容包括将一期的MUCT 池在线溶解氧信号直接接入主控制柜，通过计算转换为所需风压值，让主控制柜根据实际风压与所需风压差值调整各风机导叶开度，从而实现改良型的压力与溶解氧的双重反馈控制系统，使其供氧电耗由0.066 7 降至0.048 kW・h /m3。二期厌氧池/三沟式氧化沟通过提升水泵的开启台数变化及在线溶解氧仪数值变化间接判断从而调整转刷曝气器开启台数和时间，实现转刷的时序控制。三沟式氧化沟单耗由0.173 9 降至0.158 7 kW・h /m3，达到了较为理想的节能效果。该污水厂实行相应的节能改造措施后电耗有一定下降。
结语
城市污水处理的能耗直接关系到污水处理业与环境、经济的可持续发展，因而污水处理能耗与效率的研究具有工程实用性和前瞻性，是一个综合性、可挖掘性的研究课题，然而当前关于这方面的研究还较少。
通过研究城镇污水处理厂的能耗组成、分布比例、耗能特点等可知，城镇污水处理厂节能降耗措施主要从污水提升系统、曝气系统、污泥处理系统等三方面入手，具体涉及泵、曝气设备、推动混合设备和污泥处理设备等主要耗能设备的节能选型和节能改造，优化运行管理措施。
结合我国城市污水处理现状，开展针对全国各种工艺的城市污水处理厂全流程运行能耗评估，并有针对性地开展节能降耗优化改造，将成为今后一个重要的研究方向。
参考文献
