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【实例分析】 降成本?污水厂节能降耗如何进行?

时间:2017-03-27 来源:水世界订阅号 作者:

水世界导语  

经济的快速发展,给资源环境带来了不小的压力。“十三五”规划提出,今后五年,单位GDP能耗、二氧化碳排放量、用水量分别下降15%、18%、23%,在未来一段时期内,继续深化节能减排是发展环境友好型经济的必要性工作。往大说,节能减排、降低能耗能够助力经济社会的绿色健康发展;往小说,就环保行业如污水处理领域,做好节能降耗可大大降低污水厂运行成本。

下面从电耗、药耗、生化池控制参数和电费计价方式上与大家一同探讨关于污水厂节能降耗的那些事儿。当然,从实例探讨起来才畅快~~

污水厂电耗分析

污水厂处理单元分为五大类,分别是预处理单元、生化处理单元、深度处理单元、脱泥单元、办公楼等非生产用电。各设备电流采用钳表进行计量。(对于提升泵因为进水水位的变化而电流会有所波动,取平均值)。根据电耗计算公式:

计算各设备每天电耗。理论计算出来的电量与实际电量会有区别,但比较接近,可近似认为一致。

(注:表中一期预处理单元不含二级提升泵,二三期含有二级提升泵)

拿预处理单元来说,各设备单元单体电耗见表所示。分析一、二、三期的吨水电度,了解差值在什么地方。

分析三期电耗差别大的原因是:三期一级提升泵是KSB的,但是二级提升泵是国产的。根据计算公式,扬程越低,效率越底;扬程越高,效率越高。

拿提升泵来说(该项目进水泵提升高度几乎一致,且进水泵房液位基本恒定,变化不大),一期提升泵经过计算,1度电可以提升水量为22.2方,二期提升泵1度电可以提升水量15.3方,三期提升泵1度电可以提升18.9方。如果把一级提升和二级提升都计算在内,计算出一期为13.1吨水/kwh,二期为8.1吨水/kwh,三期为10.6吨水/kwh,明显可以看出二期水泵效率不高。根据提升泵电耗理论计算公式:W=Pt;P=ρgH*Q/η(H=10m,含沿程阻力)倒推水泵效率,以此来看水泵效率的高低。

下面再来说说风机,据风机风量计算公式:功率(KW)=风量(m3/h)*风压(Pa)/(3600*风机效率*机械传动效率*1000),倒推风机效率。

注:械传动效率对于三角带传动取0.95,对于联轴器传动取0.98。

据此得出一期西门子普通离心风机效率值只有0.356,二期空气悬浮为0.827,三期磁悬浮为0.789和0.873.(正常情况下磁悬浮风机不低于0.85,由此可见,三期的一台磁悬浮风机有问题,准备清洗滤网和校准水平度)。

 

其实磁悬浮风机的效率最高,测量的时候可能3#风机有问题,效率低了点,另外一台不存在问题;其中温度、进风口滤网、转子等都会对磁悬浮风机效率产生影响。

拓展:磁悬浮和空气悬浮风机比较

磁选的效率更高点,噪音更低,调频幅度更大,对于水质波动较大的厂比较有利。不过空气悬浮也不错,比一般的风机要好点。空气悬浮和磁悬浮调频容易,可以根据水质变化进行调控。从性价比来说,空气悬浮貌似更好点。这两类风机如果发生故障要进行返厂或是厂家派技术员来,价格不便宜。

 

磁悬浮鼓风机

 

空气悬浮鼓风机

污水厂药耗分析

吨绝干污泥药耗控制在3—5kg。再说聚铁,其主要为了除磷;投加位置在生化池出口。聚铁有效成分为10%,理论上去除1mol磷需要Fe1mol,计算得出去除1g磷需要聚铁18.1g;化学除磷实际经验摩尔比在2:1。

项目一、二、三期聚铁投加浓度分别为25、37、50ppm,一期吨水药耗较低,不到1分,三期较高,吨水药耗约0.0175;二期聚铁投加量偏大,摩尔比超出2,需要进行控制。

接下来说废酸。废酸的COD当量约为0.6~0.8g/g,去除1gTN理论需要BOD为2.86g,废酸的生化性好,B/C按0.8计算。去除1gTN按消耗BOD3g计算,相当于消耗废酸4.7g。

项目一期投加浓度为17,三期为50,一期吨水成本0.0102,三期为0.03;碳源的投加需要根据生化进水BOD来确定投加量;三期由于前段有厌氧池,导致COD去除率比较高,进入生化段COD较低,BOD也低,需要额外补充大量碳源。

 

最后是消毒环节的次钠消耗。次钠吨水成本一、二期为0.0195,三期为0.0215,三期偏高,理论上来说,次钠的吨水成本在0.02~0.03左右,次钠成本属于合理。经过比较,投加次钠的成本比用紫外线灯要更合适,所以不建议紫外消毒。

 

生化池分析

该项目生化系统一、二、三期汽水比均比较低,一、二期为5:1,三期汽水比为3:1。一期采用管式曝气器,氧利用率为17.6,二期、三期采用链条式曝气,氧利用率分别为6.1%和14%。数据出现如此大偏差,原因尚在分析中。

电价计算方式

电价需要看电费明细单,包含尖/峰/平/谷段的单价、有功电量、无功电量,容量费单价、容量费,力调电费等。需要核算电费按哪种方式结算电费最优惠,是按一般工业用电还是一般工商业用电,是按容量收费还是按最大需量收费。还需要对供电局的电费计价方式进行分析比较。通过对几个污水厂进行分析发现,有按最大需量进行收费,也有按容量进行收费。

小结:污水厂节能减耗分析,主要是分析其中不合理的地方,对其进行原因的分析,并进行改进,最大限度降低运行成本。以上实例通过分析,针对部分水泵、风机的效率低下需要进行改进,如无法改进,需要对原有旧设备进行更换。

再者水泵的效率:高液位省电;生化池DO的控制,污泥浓度的控制;格栅可以间歇运行的。其实污水厂有很多细节可以挖掘潜力的。节能减耗的目的是挖掘设备潜力,以及检查设备运行过程有无问题。

问题探讨答疑

问题1:

三期污水系统进水COD300mg/L多,但因为园区水,调节池后接水解酸化,导致进生化系统COD只有60、70mg/L,总氮30mg/L多,如何办?现在碳源投加量有点大。

答:

支招1:是否可以超越一点进水直接到好氧,来补充碳源,我们做工业污水高氨氮低COD时候经常这样运行,要是方便改造你可以试下应该会有效果。

支招2:这个虽可以减少外加碳源,但要控制好直接投污水的量,防止COD不达标。

支招3:可超越部分污水,10%-20%估计就好。如果水量不大,用临时泵就可以的,大型改造要麻烦。

问题2:

比较一下磁悬浮和普通风机价格和运行成本,大概多长时间能回收成本?

答:

粗略算了下, 5年左右差不多可以收回成本。

问题3:

空气悬浮和磁悬浮的价格怎样?

答:

价格差的还较多,磁悬浮差不多80万一台。

问:

价格差距大,5年收回成本,大型市政可能会考虑,5万吨以下的用会不会有点奢侈?

答:

现在是3万吨的厂在用磁悬浮。同样情况下比较,3万吨厂风机每天电耗1500度,2万吨厂空气悬浮电耗2900度。进水水质比较接近。

问:

电费总体每月省多少钱?磁悬浮相对于空气悬浮来说节省多少?

答:

计算了下,空气悬浮和磁悬浮的效率值接近,都是0.8多。节省有限。上述分析中的数据因曝气头效率值不一样,所以空气悬浮电耗较高。

问题4:

曝气头效率如何核算的?

答:

根据进水浓度计算理论需氧量,根据风机的供风量计算供氧量,比值即为氧利用率。风机效率的计算:电耗=风量*风压/(3600*机械效率*风机效率*1000),罗兹风机机械效率为0.95,离心风机为0.98。

问题5:

供风量是如何计算的?

答:

根据风机的出口流量计进行计算。

问:

出口流量计与鼓风机标定的流量有差距吗?

答:

近似一致,风机频率不一样,供风量也不一样。可根据温度、当地气压进行风量核算。

问:

风机额定流量60m3/min,工频下流量计显示多少?

答:

磁悬浮风机,额定风量80 m3/min。阀门开度最大时,小时风量4802m3,合计80.03 m3/min,与额定流量相同。空气悬浮风机,额定风量110 m3/min,频率45时,实际风量103 m3/min,接近。

其他水友分享

我们厂出水一级A标准,8月份吨水电耗0.33,其中用于除臭的电耗0.04,工艺是CAST池,风机是单级离心风机,曝气至溶氧3.5mg/L,脱水机是带式一体机。提标段采用的是斜板沉淀+转盘滤池+紫外消毒池。

药耗方面,絮凝剂3.5左右,混凝剂不需要投加,生物池出水TP长期低于0.2mg/L。

其实除去上面这些成本,污泥处置才是大头,就去年污泥处置费用占总成本(含人员成本)的15%,和维修费占比差不多,达到电耗占比的一半了。减少污泥处置费,关键就是要提高脱水机的工作效率,带式机含水率80%很难达到,一般都要83%以上,对班组人员的操作水平也有要求,这一块做好了,可以减少大笔支出。污泥处置以焚烧为主,部分送往砖厂制砖,每吨泥处置费用差不多280元。

(根据水世界社区版主孤独不哭发布主题帖相关内容整理)

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