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水泵曝气污泥轮番而上 污水处理高能耗如何破解?

时间:2019-11-22 11:48:35 来源:环保在线 作者:

承担着改善水环境质量、牢筑城市污水管理闸门的污水处理厂,却一度跻身至高耗能行业前列。在众多业界人士看来,如何在进一步提标改造的同时,降低能耗甚至是带来能源效益,将成为未来污水处理厂面对的必要课题。

相对于水处理成效而言,污水处理厂的能耗问题却鲜少被关注。

关于污水治理,从拔地而起的污水处理厂数量和与日俱增的污水处理能力就可见一斑。源于中国环境报日前消息称,由格兰富与国际水务智库(GWI)共同撰写的《水美中国:共谱水与能源同美共生的可持续新未来白皮书》明确,据《2015年城镇排水统计年鉴数据》显示,全国城镇污水处理厂的能耗范围约在0.01~2.014千瓦时/立方米。在城市,污水处理电耗往往超过全市电耗的10%。

作为能源密集的高能耗企业,污水处理厂主要能耗环节在提升机泵、沉砂池、污泥提升、曝气、污泥脱水、格栅机、污泥回流等。我国污水处理厂的能耗主要是电耗,处理每吨污水耗电约0.2~0.3度,电费约占污水处理成本的50%~70%。特别是污水生物处理和污泥处理过程中能耗比重更大,在曝气、污水提升及污泥处理等生化处理阶段也存在着较大的能耗。

一般而言,在二级处理工艺电耗中,污水提升占10%~20%,生物处理占50%~70%,污泥处理处置占10%~25%,此三部分所占比例在70%以上。水泵消耗的能源占所有与水相关的设施能耗的10%左右。污水处理厂进水均处于管网系统末端,其高程相对较低,所以需要用提升泵将污水提升至处理系统中,此过程耗能较多,是节能降耗的重要节点之一。此外,像进水提升、污泥回流和污泥脱水等部分也占据着相应较大比例的能耗。

当前我国城镇污水处理厂在对污水中有机物进行降解时主要采用好氧处理工艺,通过利用曝气方法向污水混合液中供氧,使污水中有机物得以降解。而曝气系统的意义就在于在污水中溶解足够的氧气,以便在下一步的处理过程中微生物能够有足够的氧气来维持活动。中规院(北京)规划设计公司生态市政院院长王家卓认为,污水处理厂中曝气的精确控制尤为关键,很多能耗消耗在污水处理厂曝气系统中。

如何破题?业内认为,采用高效设备和可持续新工艺对现有设施设备进行改造,从本质上实现节能降耗。首先就是要精确计算提升泵合理工作状态,不能够估算,也要根据水流量的变化确定合理的工作功率。在对水泵改造过程中,可以利用变频调速度技术,将其在污水提升系统中进行应用,实现泵站设备的合理搭配,提高水泵运行效率,并进一步减少水泵运行过程中对电网带来的冲击。

通过运行优化,使每一处理单元都处于高效运行状态,避免低效提升、过度搅拌以及过度曝气等状况。具体来看,节能环节包括提升泵站优化节能、预处理优化节能、鼓风曝气优化节能、优化污泥回流节能和污泥消化沼气风机节电等多个领域。除工艺优化运行之外,可以考虑电力使用高峰低谷时间段,结合污水处理厂厂网综合调控与协同优化污水处理工艺的运行,降低耗电费用。

专家们表示,传统污水处理厂目前能耗偏高,但污水也蕴含着很大潜能。水和能源在生产处理过程中相互依存而又相互制约,“节水即节能”。按我国污水处理厂每年处理450亿吨污水来计算,如果能够节省30%的能耗,这就能够为国家节约约40亿度电的社会资源。如若污水处理厂通过技术手段降低30%的电耗,也就是降低了18%的污水处理成本。无疑,这将极大提升水处理厂的市场竞争力。

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