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水泵曝氣污泥輪番而上 污水處理高能耗如何破解?

時間:2019-11-22 11:48:35 來源:環保在線 作者:

承擔著改善水環境質量、牢筑城市污水管理閘門的污水處理廠,卻一度躋身至高耗能行業前列。在眾多業界人士看來,如何在進一步提標改造的同時,降低能耗甚至是帶來能源效益,將成為未來污水處理廠面對的必要課題。

相對于水處理成效而言,污水處理廠的能耗問題卻鮮少被關注。

關于污水治理,從拔地而起的污水處理廠數量和與日俱增的污水處理能力就可見一斑。源于中國環境報日前消息稱,由格蘭富與國際水務智庫(GWI)共同撰寫的《水美中國:共譜水與能源同美共生的可持續新未來白皮書》明確,據《2015年城鎮排水統計年鑒數據》顯示,全國城鎮污水處理廠的能耗范圍約在0.01~2.014千瓦時/立方米。在城市,污水處理電耗往往超過全市電耗的10%。

作為能源密集的高能耗企業,污水處理廠主要能耗環節在提升機泵、沉砂池、污泥提升、曝氣、污泥脫水、格柵機、污泥回流等。我國污水處理廠的能耗主要是電耗,處理每噸污水耗電約0.2~0.3度,電費約占污水處理成本的50%~70%。特別是污水生物處理和污泥處理過程中能耗比重更大,在曝氣、污水提升及污泥處理等生化處理階段也存在著較大的能耗。

一般而言,在二級處理工藝電耗中,污水提升占10%~20%,生物處理占50%~70%,污泥處理處置占10%~25%,此三部分所占比例在70%以上。水泵消耗的能源占所有與水相關的設施能耗的10%左右。污水處理廠進水均處于管網系統末端,其高程相對較低,所以需要用提升泵將污水提升至處理系統中,此過程耗能較多,是節能降耗的重要節點之一。此外,像進水提升、污泥回流和污泥脫水等部分也占據著相應較大比例的能耗。

當前我國城鎮污水處理廠在對污水中有機物進行降解時主要采用好氧處理工藝,通過利用曝氣方法向污水混合液中供氧,使污水中有機物得以降解。而曝氣系統的意義就在于在污水中溶解足夠的氧氣,以便在下一步的處理過程中微生物能夠有足夠的氧氣來維持活動。中規院(北京)規劃設計公司生態市政院院長王家卓認為,污水處理廠中曝氣的精確控制尤為關鍵,很多能耗消耗在污水處理廠曝氣系統中。

如何破題?業內認為,采用高效設備和可持續新工藝對現有設施設備進行改造,從本質上實現節能降耗。首先就是要精確計算提升泵合理工作狀態,不能夠估算,也要根據水流量的變化確定合理的工作功率。在對水泵改造過程中,可以利用變頻調速度技術,將其在污水提升系統中進行應用,實現泵站設備的合理搭配,提高水泵運行效率,并進一步減少水泵運行過程中對電網帶來的沖擊。

通過運行優化,使每一處理單元都處于高效運行狀態,避免低效提升、過度攪拌以及過度曝氣等狀況。具體來看,節能環節包括提升泵站優化節能、預處理優化節能、鼓風曝氣優化節能、優化污泥回流節能和污泥消化沼氣風機節電等多個領域。除工藝優化運行之外,可以考慮電力使用高峰低谷時間段,結合污水處理廠廠網綜合調控與協同優化污水處理工藝的運行,降低耗電費用。

專家們表示,傳統污水處理廠目前能耗偏高,但污水也蘊含著很大潛能。水和能源在生產處理過程中相互依存而又相互制約,“節水即節能”。按我國污水處理廠每年處理450億噸污水來計算,如果能夠節省30%的能耗,這就能夠為國家節約約40億度電的社會資源。如若污水處理廠通過技術手段降低30%的電耗,也就是降低了18%的污水處理成本。無疑,這將極大提升水處理廠的市場競爭力。

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