摘要：在经济快速增长的同时，由于污水处理能力的不足和技术的滞后，使得我国成为污水排放得不到良好的处理。尤其是中小型污水处理厂常因能耗太高，运行费用不足，而不能正常运行。基于此，文章对当前的中小型污水处理厂节能途径进行分析，以期能够提供一个借鉴。
关键词：核心期刊职称论文,污水处理厂,节能途径,措施
1.污水处理厂能耗分析
污水处理厂节能的首要任务是分析不同污水处理工艺的能耗水平及污水处理厂高能耗的设备工序，是否可通过工艺流程设计和管理等措施来降低能耗。总体来看，污水处理厂的能耗主要分布在以下几个环节：
1.1污水提升系统：一般情况下，污水处理厂的设计根据地形特点，需要将污水通过一级或几级泵站提升到一定的高度形成水位差，后续处理以污水的自然流态进行。污水提升系统的能耗一般占全厂能耗的10%～20%;
1.2污水预处理系统：污水预处理系统主要包括格栅、沉砂池和初沉池。格栅主要拦截污水中粗大的漂浮物，其能耗主要表现在污水经过格栅时引起的水头损失;同时，清理栅渣的机械也将耗能。沉砂池和初沉池用以除去污水中粗大的砂粒及比重较大的悬浮物，刮砂刮泥设施会有一定的能耗，约占全厂电耗的 2%～3%;
1.3污水处理系统：曝气池(生物池)是污水处理的核心。曝气池是好氧处理工艺的能耗大户，常规的曝气池供氧方式有鼓风曝气和机械曝气两种，需要用鼓风机或表曝机向污水中鼓入空气，使空气与污水充分混合，提高污水溶解氧，满足好氧细菌的生长条件，提高其净化污水的能力。此过程需要用到鼓风机、机械搅拌器等，因鼓风机或搅拌机的功率大，且要昼夜运行，其能耗约占污水处理厂总能耗的50%～70%;
1.4污泥回流系统：为了提高污水处理效果，保持曝气池的混合液悬浮固体(MLSS)浓度，需要一定量的污泥回流，回流泵会消耗一部分能量。其能耗约占污水处理厂总能耗的6%左右;
1.5污泥处理系统：污泥处理阶段的浓缩、消化、脱水及传输等，耗能也比较大，其能耗约占污水处理厂总能耗的10%～25%;
1.6污水处理厂照明及附属设施能耗：污水处理厂内各个单元的照明用电，办公室用电，化验室分析仪器设备用电等，其能耗约占污水处理厂总能耗的 2%～3%。对污水处理厂进行处理工艺和单元过程的能耗进行分析是有效运转和管理的需要，能提高能源利用率，降低处理成本，对缓解中国当前的能源危机及保障污水处理厂正常运行具有重要意义，还能在污水处理厂的规划、设计阶段体现节能的指导思想。
2.污水处理厂节能降耗对策
2.1关键设备节能选型
关键设备的选择会对污水处理厂的能耗产生重要影响。首先是做好泵的选择。泵的选择和运行会对污水处理厂的能耗产生直接影响，而泵的能耗影响因子则主要是参考泵的流速和流量，通常情况下要满足所选择的泵的规格能够实现峰值流量以及后期水量增长的需求，因此，一般使用大小泵或变频与定速泵组合的方式来实现节能降耗目标。其次是控制系统。选择合理的远程控制系统可以缩短反馈周期，为采取相关调整措施提供参数依据。再次是电机的选择。据测算，95%的污水处理厂输送和处理系统的电耗是用在了提升泵和曝气系统。因此，选择与荷载相匹配的电机，做好电机的日常维护可以有效提供电机的运行能效。
(1)推广使用变频设备
通过使用变频调节，节能效果显著。如潜水提升泵，采用变频调速，实践证明能耗比直接启动降低约30%。鼓风机使用磁悬浮变频鼓风机，该风机由磁浮轴承控制器、变频器和高速电机三部分组成。由于取消了增速器及联轴器，因此没有额外的磨擦损失，再加上磁悬浮离心鼓风机采用磁悬浮轴承，轴承磨擦损失也没有了，使得其能源消耗及操作成本大大减少。特别是污水处理厂的风机、大动力设备一直在工频状态下运行，这样就需要利用闸阀控制风量、流量，结果就是损失了大量的电能。而改为变频调节后，通过改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)来调节风量、流量，我们知道，功率和转速的平方成正比，因此大大减少了损耗，从而实现节能的目的。
(2)节能照明
污水处理厂是24小时全天候作业的工厂，所以会消耗大量的电能，在厂区室内外等地方都有高耗能的照明设备，所以在照明方面也要做到节能。在最初选用照明设备时，要选择控光性能合理的节能灯，这样可以保证供电的稳定和节能的目标。同时照明灯具还要具有环保、节能、绿色等特点，可以采用智能控制系统，通过智能操作实现节能的目标。污水处理厂还要引进先进技术，创造出适合污水处理厂的照明灯具，做到既能实现处理污水的目的，又能很好地实现照明节能的效果。
(3)优化电机控制和配置
污水处理厂的电能主要是电机产生的，所以要对电机进行节能规划，电机主要有搅拌器、风机、各类水泵等设备。首先要做好电机的选用工作，应该选用大厂生产的有保障的产品，其效率要尽可能高、寿命要尽可能长。目前我国污水处理厂的电机主要来自进口，要选用那些负债率比较高的电机，从而可以改善电机的自然功率因数。其次污水处理厂的水泵选择，主要考虑自然因素，比如当地的降水量等方面，保证水泵在日常状态中处于低效运转，而在降水季节处于高效运转，这样可以起到节约能源的作用，因为水泵这样的电机会消耗大量的能源，所以要根据季节变化调整水泵的使用情况。
(3)降低线路损耗
降低线路消耗的方法主要包括：第一，选用电阻较低的材料作为电缆电阻，比如铜芯就是电阻率比较低的一种，其高效率的作用抵消了高价格的劣势，从长远角度应该选用铜芯电阻;第二，对于电缆的长度应该尽可能小，这样可以方便配置电缆的具体走向，同时要尽可能实现电能的二次分配，因为这样可以降低电缆长度，最终达到降低线路损耗的目的;第三，对于电缆横截面的面积应该尽可能加大，因为这样会减少能源的利用，横截面的面积要与电压损失、热稳定等因素保持一致，综合考虑各个方面的因素，达到最低投资的目的。
2.2使用节能型供配电系统
供配电系统节能的重点应该在设计、优化阶段，而这块往往容易被大家忽视。一方面很多时候配电系统以及部分设备并不是完全由工厂自己决定，另外是考虑到初投资的问题，因此对于使用节能型供配电系统并没有得到完全认可，其结果是虽然减少了原始投资却导致后续成本增加。因此建议新上项目一定要慎重考虑供配电节能环节。
(1)推广使用节能型变压器。变压器是输变电行业中的耗能大户，据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如损耗每降低1%，每年可节约上百亿度电，推广节能变压器事在必行。推荐使用干式变压器，如果已经使用油浸变压器，在条件允许的情况下可以进行改造，油浸变压器维护的工作量和费用相对也比较大，这也是油浸变压器的明显的不足之一。
(2)安装无功补偿装置。功率因数的高低对工厂企业来说其重要性不言而喻，因此，必须设法提高工厂供电各相关部分的功率因数，以充分利用变、配、用电设备的容量，增加其输电能力，减少功率损耗和电能损耗，以达到节约电能、提高供电质量和提高设备利用率的目的。在客户端设置无功补偿装置是有必要的，尤其对大客户，特别是有大型电机居多，感性设备居多的情况下有必要考虑无功补偿装置，提高供电品质。
2.3节能减排管理措施
加强日常管理，可以为污水处理厂节能降耗提供科学化的运行方式。首先是做到对相关设备的定期维修，经常清洗管道，对于泵吸压力突然增大以及水头或吸程逐渐升高或降低时都需要引起重视，及时查明原因。其次是做好负荷管理与水量调度，错开用电高峰，降低峰值负荷;再次是优化运行体系。污水处理厂的主要节能降耗措施之一是要做到运行的合理优化，做到对系统部件进行及时更换，并对更换后所产生的能耗影响进行分析，选择一种合理的优化运行方案。最后是建立完善的激励机制。加大节约意识的宣传力度，鼓励全员参与，制定科学完善的能耗考核指标，做到奖惩分明，充分发挥激励机制的积极效益，实现企业和个人双赢。
结束语
对于中小型污水处理厂来说，加强电气的节能降耗具有非常重要的意义，因此，针对电气节能设计应当从设备的选型、改造、优化设计等方面进行考虑，从而降低能耗，提高经济效益。
参考文献：
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