城鎮汙水處理廠的能量是推動各生物反應池及汙水處理廠正常運轉的必要條件，其能量消耗大體可以分為兩類，即直接能耗和間接能耗。下面是小編為大家分享城市汙水廠節能降耗措施解析，歡迎大家閱讀瀏覽。
1、城市汙水處理廠能耗組成
城鎮汙水處理廠的能量是推動各生物反應池及汙水處理廠正常運轉的必要條件，其能量消耗大體可以分為兩類，即直接能耗和間接能耗。直接能耗包括汙水提升泵、曝氣系統、機械攪拌、汙泥迴流泵，汙泥脫水等的電耗以及汙泥消化投加的熱能等;間接能耗包括絮凝劑、外加碳源、氯氣、活性炭等外加耗材生產過程所需的能量。
目前我國典型的二級城鎮汙水處理廠產生的能耗中，汙水提升能耗佔總能耗的10%～20%，汙水生物處理能耗(主要用於曝氣供氧)佔總能耗的50%～70%，汙泥處理佔總能耗的10%～25%，三者能耗之和佔直接總能耗的70%以上。
2、汙水廠各處理單元節能降耗優化執行方法探討
針對汙水處理廠能耗組成情況，本文探討的處理單元主要為汙水提升泵房、生化處理單元及汙泥脫水處置
2.1提升泵房單元節能優化技術探討
汙水提升泵的節能應首先從設計過程著手，考慮進行節能設計，根據管道系統的特性曲線正確科學地選擇水泵，讓水泵保證在其高效段工作，合理利用地形，減少汙水的提升高度來降低水泵軸功率。其次水泵配套電機的選擇也非常重要，選擇與水泵
負荷相匹配的電機可使電機保持高效運轉，雖然高效率電機價格比標準電機價格高15%～25%，但其執行維護費用低，投入執行後該部分投資可以很快回收因此，在汙水處理廠設計或升級改造工程中，可優先選用高效電機。
2.2生化處理單元節能優化技術探討
目前我國生化處理單元採用的技術仍然是以A/A/O脫氮除磷工藝、氧化溝及SBR(序批式活性汙泥法)三大工藝為主。處理單元節能降耗主要涉及3個方面：曝氣系統(主要)、迴流系統及藥劑投加系統。
脫氮除磷工藝，SBR工藝基本上都是採用微孔曝氣，氧化溝工藝多采用轉刷曝氣器、倒傘式曝氣器等進行機械曝氣。
微孔曝氣系統所需空氣量由風機提供，羅茨鼓風機和TURPO風機是當前汙水處理廠中常用的鼓風羅茨風機通過變頻器來實現節能，一般為中小型汙水處理廠所採用，並且執行時必須採取相應的隔音措施。而TURPO風機則利用其配套的mCP控制開關櫃，通過線上監測實時資料，結合進水流量情況進行風機導葉開度及開啟臺數的控制，對曝氣量進行控制，避免風量浪費導致能耗過高。另外微孔曝氣的曝氣裝置也是其重要組成部分，該裝置材料的選擇可提高氧氣利用率，例如近年來被我國汙水處理廠廣泛採用的橡膠膜片式微孔曝氣器擴散出的微小氣泡直徑為1.5～3.0mm，具有較高的氧利用率和動力效率，逐步淘汰了陶粒、剛玉和粗瓷等材料製成的曝氣裝置。
機械曝氣可分為轉刷(碟)對於倒傘式曝氣器來說，由於安裝的裝置數量較少，因此一般給其中1～2臺裝置安裝變頻器來實現變負荷的節能執行。對於深溝式氧化溝採用轉刷(碟)曝氣時，會相應配套推進器作為混合推流主要裝置，推流裝置一般耗能較低，因此水下推流裝置不進行控制，保持常開;而轉刷(碟)則採用時序控制方式進行控制，通過控制開啟臺數及調整空間佈置位置，以適應汙水進水負荷的變化，從而實現節能優化執行。
對於A/A/O、氧化溝及SBR工藝，曝氣量的控制決定著整個系統的汙水處理效果和汙水處理廠的能耗水平。曝氣量小會直接影響出水水質，曝氣量大則會造成大量能耗，同時大量氣體會打碎汙泥絮體影響出水水質。目前大部分汙水處理廠執行時只有當出水水質超標時才會改變曝氣量，只要出水水質達到排放標準就維持曝氣量恆定。當汙水廠進水負荷變化時，出水指標就會產生較大波動。因為當進水負荷偏低時，會造成氣量浪費，所以按需曝氣將逐漸成為主要發展方向。
2.3汙泥脫水單元節能優化執行技術探討
汙泥脫水單元節能優化主要涉及脫水機型別選汙泥脫水機型別大致分為板框式汙泥脫水機、帶式汙泥脫水機、離心式汙泥脫水機和疊氏汙泥脫水機。帶式汙泥脫水機受汙泥負荷波動的影響小，具有出泥含水率較低且工作穩定啟動能耗少等優點，但由於其存在執行環境條件較差、維護工作量大等方面的問題增加了基建費用，因而較少採用。板框式汙泥脫水機與其他型別脫水機相比，汙泥餅含固率最高，可高達35%，但其佔地面積較大，間斷式執行，效率低下，執行環境較差，存在二次汙染。因此不少大型汙水處理廠在汙泥處理裝置選型上還是更偏向於選擇離心脫水機。
一些採用氧化溝工藝的汙水處理廠會考慮適當延長汙泥齡，減少排泥量並提高汙泥中的灰分含量，這在一定程度上提高了進入汙泥井的含固率，並通過合理調配二沉池、高效沉澱池排泥時間和排泥量，合理控制汙泥濃縮池濃縮時間和進泥濃度等方式，提高離心機執行效率、減少脫水機組運行臺數和執行時間，有效地降低能耗。目前，一些新建的`汙水處理廠都配置了變頻自動投藥系統，可以根據進泥量的變化實時控制投藥量以達到減少藥耗的目的從而減少間接能耗。
3、城市汙水處理廠節能執行例項
深圳某汙水處理廠進行了節能降耗技術改造，達到了一定效果。該汙水處理廠隸屬於深圳市水務有限公司，是深圳市進行環境治理的重要工程之一，總佔地面積為14.53hm2，水廠總設計規模為35×104m3/d。設計分兩期：一期採用AB工藝(其中B為MUCT工藝)，設計規模為10×104m3/d，於1998年投入執行;二期採用厭氧池/三溝式氧化溝工藝，設計處理規模為25×104m3/d，於2001年投入執行。
該汙水處理廠最初考慮了精確曝氣控制，但是最終產生的效果較差，因而於2009年進行了節能改造，改造主要針對能耗較大的生化處理單元。改造內容包括將一期的MUCT池線上溶解氧訊號直接接入主控制櫃，通過計算轉換為所需風壓值，讓主控制櫃根據實際風壓與所需風壓差值調整各風機導葉開度，從而實現改良型的壓力與溶解氧的雙重反饋控制系統，使其供氧電耗由0.066降至0.048kW·h/m3。二期厭氧池/三溝式氧化溝通過提升水泵的開啟臺數變化及線上溶解氧儀數值變化間接判斷從而調整轉刷曝氣器開啟臺數和時間，實現轉刷的時序控制。三溝式氧化溝單耗由0.1739降至0.1587kW·h/m3,達到了較為理想的節能效果。該汙水廠實行相應的節能改造措施後電耗有一定下降。
4、結語
城市汙水處理的能耗直接關係到汙水處理業與環境、經濟的可持續發展，因而汙水處理能耗與效率的研究具有工程實用性和前瞻性，是一個綜合性、可挖掘性的研究課題，然而當前關於這方面的研究還較少。
通過研究城鎮汙水處理廠的能耗組成、分佈比例、耗能特點等可知，城鎮汙水處理廠節能降耗措施主要從汙水提升系統、曝氣系統、汙泥處理系統等三方面入手，具體涉及泵、曝氣裝置、推動混合裝置和汙泥處理裝置等主要耗能裝置的節能選型和節能改造，優化執行管理措施。
結合我國城市汙水處理現狀，開展針對全國各種工藝的城市汙水處理廠全流程執行能耗評估，並有針對性地開展節能降耗優化改造，將成為今後一個重要的研究方向。
