城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究

摘 要：城市污水处理厂在污水处理方面发挥着不可代替的作用，是现代城市重要的基础设施之一，是解决水污染问题的有效措施。近些年我国建设了许多城市污水处理厂，然而由于建设中过于考虑处理技术和工程投资等问题，忽视了对运行成本的考虑，导致一些污水处理厂在建设后运行成本过高，无法正常运行，不仅使污水处理厂职能无法发挥，更造成了严重的资源浪费。导致城市污水处理厂运行成本高的主要原因是高能耗。污水处理厂节能势在必行。本文将针对城市污水处理厂能耗评价及节能途径展开研究。

关键词：能耗评价；城市污水；污水处理厂；节能途径

引言：随着城市经济的高速发展，人们生活质量越来越高，生活污水也越来越多，为了避免城市污水对环境造成污染，我国兴建了许多城市污水处理厂。然而随着 城市污水处理厂建设规模的不断扩大，污水处理厂高能耗问题日益突出，高能耗直接导致了城市污水处理厂运行成本增加。相关统计数据显示，城市污水处理厂能耗费用占总体运行成本的百分之六十，这十分不利于城市污水处理厂的持续发展，高能耗使许多污水处理厂发展受到了限制。城市污水处理厂应加强节能，采取节能措施，降低降耗，减少成本。

一、我国城市污水处理厂的发展历程

城市污水的主要污染物是易降解有机物，所以我国城市污水处理厂多采用好氧生物处理法，如难降解有机物处理则采用厌氧或物化法处理。城市污水处理目的是改变污水性质，使其不会对环境及自然水体产生危害，去除污水中污染物、寄生虫、磷、无机盐等有害物质[1]。城市污水主要来自城市生活用水，城市污水量是城市给水量的百分之九十。二十世纪五十年代，由于工业的发展及人口的快速增加，使得全球水资源污染问题日益严重，中国本身就属于水资源贫乏国，水资源污染更扩大了需求缺口，为了改善水资源现状，我国兴建了大批城市污水处理厂。二零零七年，我国投资三千三百八十七亿元建设一千二百八十四座污水处理厂，二零零八年增加到一千四百五十九座，全国日处理污水达到八千五百五十万吨。然而，由于我国污水处理厂起步较晚，建设滞后，能耗问题十分突出，这使得许多污水处理厂发展面临困境。

二、城市污水处理厂能耗

目前我国城市污水处理厂主要处理工艺有：A/O工艺、AB工艺、好氧工艺、氧化沟工艺、普通活性污泥工艺、土壤处理技术、SBR工艺、地表漫流工艺。目前我国城市污水处理厂采用的主流工艺是：A2/O工艺和SBR工艺，全国百分之八十的污水处理厂几乎都应用这两种工艺。不同处理工艺能耗情况也有所不同，以普通活性污泥工艺为例，这种工艺污水处理过程中燃料、药剂消耗占百分之十到百分之四十左右，污水处理阶段能耗占百分之六十，污泥处理阶段能耗占百分之二十左右。不难看出，在污水处理过程中任何环节都会产生不同程度上的能耗，因此节能也必须要多方面考虑，从每一个环节抓起。污水处理过程是污水处理厂主要能源消耗环节，将会产生：电能消耗、燃料消耗、药剂消耗。其中电能消耗占污水处理厂总能耗百分之九十，其他消耗占百分之十左右。当前我国百分之八十二的污水处理厂能消耗高于0.440kWh・m-3，远远高出西方发达国家，是美国污水处理厂能耗的两到三倍[2]。早在一九九九年美国污水处理厂能耗就已降到了020kWh・m-3。高能耗不仅增加了运行成本，更制约了污水处理厂进一步发展，城市污水处理厂节能势在必行。

三、城市污水处理厂节能途径

高能耗是制约城市污水处理厂持续发展的主要因素，当前我国城市污水处理厂能耗高问题十分突出，其能耗主要分布在：污水提升、污水处理、污泥处理几大主要环节。每个环节中使用的设备如：污水提升泵、污泥加热设备、鼓风机、回流泵都会产生大量电能消耗。另外，在除磷、污泥消毒、污泥调理等阶段会产生药剂消耗。想要实现污水处理厂节能就要从这几大环节入手。下面通过几点来分析城市污水厂的节能途径：

（一）设备节能

污水处理厂电能消耗主要来自污水处理设备，其中污水提升泵是主要电能消耗设备，占污水处理厂总电能消耗百分之十七左右。想要降低污水提升泵能耗，在设计阶段管道应控制好跌水高度，避免水头损失过大，降低污水提升高度，减小水头损失，以达到节能目的。另一方面，可将变频调速技术融入污水提升泵控制中，通过变频技术实现对提升泵的实时控制，降低提升泵能耗，实践证明这种控制方式与其他控制方式相比污水提升泵能耗能够降低百分之四十。

（二）工艺节能

除设备节能外，想要真正节能，还要加强工艺能耗控制，实现工艺节能。工艺能耗控制要从：污水处理阶段和污泥处理阶段做起。污水处理阶段曝气系统是主要能耗因素。因此应降低曝气系统能耗，选用微气泡空气扩散装置，以提高氧利用率以及氧转移率[3]。另外，还应在曝气系统中融入自动化控制技术，实现氧浓度自动调节，精确控制氧浓度，达到节能目的。另外，在污泥处理阶段，应用生物气浮代替重力气浮，来降低污泥浓缩能耗，实践证明通过生物气浮能够降低污泥处理能耗百分之三十左右。

结束语：城市污水处理厂在城市发展建设中发挥着不可代替的作用，对城市污水处理做出了巨大贡献。然而，高能耗大大提高了污水处理厂运行成本，许多污水处理厂因能耗问题面临瓶颈，节能是促进城市污水处理厂持续发展的主要途径。