突发!四川启动能源供保一级响应 污水厂有哪些节能降耗措施?

四川省于2022年8月21日0时启动突发事件能源供应保障一级应急响应。

自今年7月以来，四川省一直面临着同期极端温度、同期降雨量和同期电力负荷叠加的严峻形势。高温灾害与干旱并行，电力供需矛盾极为突出。为确保安全、民生、重点，尽量减少对省经济发展和人民生产生活的影响，坚决赢得电力供应战，根据四川省应急能源供应保障应急预案（试行），经批准，决定于8月21日00：00启动四川省应急能源供应保障一级应急响应。

这是自2022年1月四川省政府办公厅发布《四川省应急能源供应保障应急预案(试行)》以来，四川省首次启动应急响应(从高到低分别为一、二、三、四级响应)。

污水处理是一个能耗密集型行业，其能耗主要包括电、燃料和药剂，占总能耗的60%~90%。平均功耗约为0.292 KWh/m3.属于高能耗企业。污水处理厂的节能方式如下:

一、预处理单元节能方法及措施

进水泵是预处理单元的能耗设备，是该单元节能的关键设备。整个提升系统应综合考虑污水提升泵的节能， 主要包括污水提升泵的节能；正确科学地选择水泵， 使其工作，合理利用地形，降低水泵轴功率，定期维护水泵，减少摩擦，降低功耗。

合理选择进水泵

污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，必须结合泵系统和管道系统，根据系统特点选择合适的泵。

由于污水量往往随着季节、天气和用水时间的变化而变化，所选水泵必须满足系统输送流量的需要。但从经济角度看，流量选择的水泵实际全速运行时间不超过10%，大部分时间水泵运行效率低下。

因此，为使水泵处于工作状态，应根据管道系统的特性曲线选择合适的水泵。

合理选择电机

水泵电机不能将所有输入能量转化为机械能。电机输出的机械能与使用电能的比例称为电机效率。电机效率一般为70%~96%，电机负荷低 工作效率一般较低。

选择与水泵负相匹配的电机对于保持电机的运行非常重要。通常选择大功率电机来满足额外负荷的需要，而大功率电机在低负荷下的工作效率相对较低。由于无功电流的增加和功率因数的下降，电机在负荷下≥75%的工作效率较高，50%的工作效率较低。

近年来，电机有了新的发展，但价格相对昂贵，成本比标准电机高15%~25%。一般来说，由于其运行成本较低，电机投入运行后，这部分投资的回收期很短，增加的成本可以在几个月或几年内回收。

因此，电机应优先考虑污水处理厂的新设计或升级。

3.合理降低水泵扬程

为达到节能效果，可采取以下措施降低水泵扬程：

1)设计高程时，尽量一次改进，避免污水多次改进。尽量利用重力流和自流处理结构，避免反复改进造成的能耗。

2）在设计结构的进出口形式和管道之间的连接方式时，应合理选择设备类型，减少处理过程中的水头损失。各结构和管道布置应紧凑简单，避免不必要的转弯和长途运输，不仅可以减少水头损失，还可以减少污水一级提升泵的扬程，大大降低功耗。

3)将固定堰改为可调堰，非淹没堰为淹没堰，落差可为35-40cm减少到10cm。充分考虑结构特征与结构之间的关系，合理集中部分结构，如污泥浓缩池、调节池或初沉池。

4)当实际情况允许时，一些处理单元可以共同建设，如中和反应池和沉淀池、反应池和气浮池或滤池、调节池和浓缩池、格栅和沉砂池，以减少土建工程量。日本等一些国家的总水位差相对较小。关键在于，初始沉淀池、曝气池和二次沉淀池均采用方形平流式，三个池共同建设，首尾连接，水流畅通，限度地减少水头损失。

5)在平面设计中，充分考虑结构特征与结构之间的关系，合理安排污泥浓缩池、调节池或初沉池等部分结构，节约土地资源，减少水力输送环节，降低能耗。

4.定期维护

定期维护系统，消除阀门、管道、水泵内的结垢，确保管道不泄漏；定期维护皮带、齿轮、轴承和过滤器。防震隔热也是水泵节能的有效措施。

与其他机械设备一样，随着运行时间的延长，水泵的磨损不断增加，流量和泵扬程也会下降。虽然及时维护增加了额外的维护成本，但通过消除水泵结构的表面粗糙度，可以提高水泵的效率，保持水泵的运行。

二、二级处理单元节能方法及措施

二次处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌机和内外回流泵上。其中，鼓风机是全厂的能耗处理单元，二次处理单元和全厂的节能重点应放在鼓风机的节能降耗上。

1、鼓风机的合理选型

在选择鼓风机时，先要有足够的压力。鼓风机向曝气池充氧时，必须克服管道阻力、曝气池液位高度、曝气头堵塞、水位变化等带来的额外阻力。

风机流量是风机选择的关键参数。在小流量范围内，罗茨鼓风机成本，性价比好；在中流量范围内，多级离心风机成本略高于罗茨鼓风机，但能耗低，效率高，性价比好；在大流量范围内，单级离心风机成本，能耗。

在选择风机时 鼓风机应综合考虑风量、压力、经济性等参数。

2.准确控制曝气量

目前，大多数污水厂的曝气调节方法是手动调节曝气立管的阀门开度，控制精度低，劳动力大 动强度大。精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统，为曝气系统提供自动化、精确的曝气解决方案。

精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前曝气需求，并根据气体量进行精确控制。曝气控制系统将连续检测曝气量，及时检测系统中压力的小变化，及时调整控制系统。

三、节能方法和措施

污泥处理单元的节能重点应放在污泥进泥泵和污泥浓缩机的节能降耗上。对于进泥泵的节能，可参考进水泵的节能措施。

根据污泥处理系统现阶段的情况，为了降低污泥脱水系统的能耗，可以从以下三个方面入手：选择絮凝剂，确定添加量；精心操作，科学调整各环节关系，使压滤机运行，降低泥饼含水量，降低功耗、用水量和运输成本；员工应严格操作和维护程序，以降低维护成本。

事实上，为了从根本上达到节能的目的，在污泥处理过程中，也可以通过以下主要方面进行节能。

1.选择低能耗设备

从能耗的角度来看，带式压滤机的能耗相对较小，但带式压滤机比板框压滤机更容易堵塞。带式浓缩脱水一体机集中脱水，无污泥浓缩池和搅拌设备，减少占地面积，自来水消耗小，能耗低。

卧螺沉降离心脱水机占地面积小，采用封闭式系统，运行条件好，设备磨损率低，运行成本低。

二、厌氧沼气的利用

污水厌氧处理和污泥厌氧消化可产生约60%的甲烷沼气。将产生的沼气送到锅炉房燃烧，可用于消化池加热、污水处理厂加热等。同时，沼气也可用于发电和回收大量电能。一般来说，大中型城市污水二级处理厂的沼气发电可以补偿全厂用电量的30%，降低污水处理厂的能耗和运行成本。

四、分布式光伏助力污水处理厂节能降耗

2020年4月，国家五部委发布文件，鼓励污水处理企业综合利用场地空间，建设光伏发电项目。2021年11月，浙江省能源局正式发布了全国推进全县分布式光伏发展试点的省级实施指南。文件明确要求现有污水厂和自来水厂光伏安装比例达到90%以上。

2022年6月13日，生态环境部等七个部门发布了《减少污水和碳的协同效率实施计划》，指出在污水处理厂推进太阳能发电设施建设，开展城市污水处理和回收碳排放计算，优化污水处理设施能耗和碳排放管理。

在污水处理厂的成本结构中，其能耗主要包括电、燃料和药剂，占总能耗的60%~90%。，平均功耗约为0.292 KWh/m三、属于高能耗企业。据住房和城乡建设部统计，目前我国污水处理厂5000多家(不含乡镇污水处理厂和工业)，污水处理能力达到2.1亿立方米/日。据此计算，污水处理厂单日耗电量高达6132万KWh。因此，在“碳中和”目标以及“能耗双控”政策下，污水处理厂的“节能降耗”就成为重中之重，而分布式光伏发电则成为解决方案。

光伏发电成本成本的不断降低，再加上污水处理厂空间巨大的自然优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池等，表面空间较大，光伏电池组件也可安装在工厂的绿化区域和办公楼的屋顶上，具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。目前看来，污水处理厂 光伏模式前景广阔。事实上，中国许多污水处理厂已经建成或正在建设光伏发电站。

来源：环保工程师

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