污水處理屬于能耗密集型行業(yè)，其消耗的能源主要包括電、燃料及藥劑等，電耗占總能耗的60%～90%。

近日，江蘇、山東、山西、江西、云南、海南、甘肅等省份，相繼宣布2022年1月1日調(diào)整電價，最高漲幅70%！電價沖擊對于污水廠而言，無疑是個壞消息。

一方面，電價上漲將導(dǎo)致藥劑原材料價格上漲，目前已有超30家化工企業(yè)官宣發(fā)布2022年漲價函！

另一方面，高能耗、高電價造成的高污水處理成本，致使一些中小型污水處理廠難以正常運行，污水處理廠的減排效益得不到正常發(fā)揮。

因此，對污水廠的運行進(jìn)行優(yōu)化管理，節(jié)約能源費用，降低處理成本是未來保障污水廠正常運行的必要手段。

01 從限電停產(chǎn)到保供漲價，是愁是喜？?

2021，拉閘限電、開三停四，驚魂未定！2022，電價沖擊，成本難控，路在何方？
近期多個省市地區(qū)發(fā)布文件，對于峰谷電價進(jìn)行不同比例的上調(diào)，且有不少政策早已從2022年1月1日開始執(zhí)行。

江蘇：工業(yè)用電上調(diào)70%！山東：高峰上調(diào)50%，尖峰上調(diào)70%！山西：高峰上浮60%，尖峰在60%基礎(chǔ)上上浮20%！江西：高峰上浮50%，尖峰在高峰基礎(chǔ)上上浮20%！云南：高峰時段上浮50%！海南：強(qiáng)化錯峰電價！甘肅：高峰時段用電上調(diào)50%！

02 污水廠各處理單元能耗分析及計算方式

污水處理工藝通常分為預(yù)處理、生化處理、污泥處理這三個單元，每個處理單元的耗能情況不盡相同，需要針對每個單元的工藝運行特點選擇相應(yīng)的能耗計算方法對其能耗進(jìn)行評估和預(yù)算。

03 污水處理廠節(jié)能途徑分析及對策

對于運行時間較長的中小型污水廠來說，它們大多都存在工藝落后、設(shè)備老化、能耗較高等問題，同時在節(jié)能方面也存在較大的節(jié)能潛力。如果能采取相應(yīng)的節(jié)能措施，污水廠會取得有效的節(jié)能效果。

1、預(yù)處理單元節(jié)能途徑與措施進(jìn)水泵是預(yù)處理單元最大的耗能設(shè)備，是該單元節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備。污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個提升系統(tǒng)，主要包括：

• 污水提升泵的節(jié)能；
• 正確科學(xué)地選擇水泵，使其在高效率下工作；
• 合理利用地形，通過減小污水的提升高度來降低水泵的軸功率；
• 定期對水泵進(jìn)行維護(hù)，減少摩擦也可以降低電耗等。

1）合理選擇進(jìn)水泵污水提升泵的節(jié)能應(yīng)綜合考慮整個提升系統(tǒng)，必須將水泵系統(tǒng)和管道系統(tǒng)結(jié)合起來，根據(jù)系統(tǒng)的特性來選擇合適的水泵。由于污水量往往隨著季節(jié)、天氣、用水時間等不斷變化，因此選擇的水泵必須滿足系統(tǒng)輸送最大流量的需求。但從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，采用最大流量選取的水泵實際上全速運轉(zhuǎn)的時間不超過10%，大部分時間內(nèi)水泵處于低效運轉(zhuǎn)。因此，為了使水泵處于高效工作狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)管道系統(tǒng)的特性曲線選擇合適的水泵。2）合理選擇電機(jī)水泵電機(jī)不能將所有輸入的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，電機(jī)輸出的機(jī)械能與使用電能的比值稱為電機(jī)效率。電機(jī)效率一般為70%～96%，電機(jī)在低負(fù)荷 下工作一般效率較低。選擇與水泵負(fù)荷相匹配動力的電機(jī)對于保持電機(jī)的高效運轉(zhuǎn)非常重要。通常選擇大功率的電機(jī)來滿足額外負(fù)荷的需求，而大功率的電機(jī)在低負(fù)荷下的工作效率都比較低。由于無功電流的增加，功率因數(shù)下降，電機(jī)在負(fù)荷≥75%的條件下工作其效率比較高，而在50%的負(fù)荷下工作其效率較低。最近幾年高效率的電機(jī)有了新的發(fā)展，但價格比較昂貴，費用比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高15%～25%。通常，由于其運行費用較低，在電機(jī)投入運行后，該部分投資的回收期很短，一般幾個月或者數(shù)年就可回收增加的成本。因此，在污水處理廠新建設(shè)計或升級改造工程中，應(yīng)優(yōu)先選用高效電機(jī)。3）合理降低水泵揚程為了達(dá)到節(jié)能效果，降低水泵揚程可采取如下措施：

• 設(shè)計高程時，盡量做到一次提升，避免多次提升污水。盡量利用重力流、自流經(jīng)過處理構(gòu)筑物，避免由于多次反復(fù)提升帶來的能量消耗。
• 設(shè)計構(gòu)筑物的進(jìn)、出水口形式和管道之間的連接方式時，要合理選用設(shè)備的型式，減少處理流程的水頭損失。各構(gòu)筑物和管線的布置應(yīng)緊湊、簡潔，避免不必要的拐彎和長距離輸送，這既可以減少水頭損失，又可以降低污水一級提升泵的揚程，這將大大降低電能消耗。
• 改固定堰為可調(diào)堰，非淹沒堰為淹沒堰，落差可由35-40cm減少到10cm。
• 充分考慮構(gòu)筑物的特征和構(gòu)筑物之間的相互關(guān)系，合理集中布置某些構(gòu)筑物，如污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中。
• 當(dāng)實際條件允許時，可把某些處理單元合建，如中和反應(yīng)池與沉淀池，反應(yīng)池與氣浮池或濾池，調(diào)節(jié)池與濃縮池，格柵與沉砂池等，以此降低土建工程量。一些國家總水位差比較小，如日本，關(guān)鍵在于初沉池、曝氣池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相連，水流通暢，最大限度減小了水頭損失。
• 在平面設(shè)計時，充分考慮構(gòu)筑物的特征與構(gòu)筑物之間的相互關(guān)系，合理集中布置某些構(gòu)筑物，如把污泥濃縮池與調(diào)節(jié)池或初沉池集中，節(jié)省土地資源，減少水力輸送環(huán)節(jié)，降低能耗。

4）定期維護(hù)及檢修定期對系統(tǒng)進(jìn)行檢修，消除閥門、管線、水泵內(nèi)的結(jié)垢，保證管線不滲漏；定期維護(hù)皮帶、齒輪、軸承和過濾器，防震和隔熱也是水泵節(jié)能的有效措施。水泵像其他機(jī)械設(shè)備一樣，隨運行時間的延長磨損不斷加大，流量和泵揚程也會有所下降，及時維護(hù)與檢修盡管增加了額外的檢修費用，但檢修后通過消除水泵結(jié)構(gòu)的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。

2、二級處理單元節(jié)能途徑與措施二級處理單元的能耗主要集中在鼓風(fēng)機(jī)、攪拌器和內(nèi)外回流泵上。其中，鼓風(fēng)機(jī)是全廠最大的耗能處理單元，因而對于二級處理單元及全廠的節(jié)能重點應(yīng)該在鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能降耗上。

1）鼓風(fēng)機(jī)的合理選型鼓風(fēng)機(jī)選型時，首先應(yīng)具有充足的壓力，鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池充氧，必須克服管路阻力、曝氣池液位高程及曝氣頭堵塞、水位變化等帶來的額外阻力。風(fēng)機(jī)流量是風(fēng)機(jī)選型的關(guān)鍵參數(shù)，在小流量范圍內(nèi)，一般羅茨鼓風(fēng)機(jī)的成本最低，性價比較好；在中流量范圍內(nèi)，多級離心風(fēng)機(jī)成本比羅茨鼓風(fēng)機(jī)稍高，但是其能耗低、效率高，性價比較好；在大流量范圍內(nèi)，單級離心風(fēng)機(jī)成本最低，能耗也最低。在風(fēng)機(jī)選型時應(yīng) 綜合考慮風(fēng)量、壓力、經(jīng)濟(jì)性等參數(shù)，盡量采用高效鼓風(fēng)機(jī)。

2）曝氣量的精確控制目前絕大部分污水廠的曝氣調(diào)節(jié)方式由人工調(diào)節(jié)曝氣立管的閥門開度，控制精度不高而且勞 動強(qiáng)度較大。精確曝氣流量控制系統(tǒng)是一套集成的智能控制系統(tǒng)，為曝氣系統(tǒng)提供自動化、精確化的曝氣解決方案。精確曝氣控制系統(tǒng)采用生物處理模型計算當(dāng)前的曝氣需要量，并按照該氣量進(jìn)行精確控制，曝氣控制系統(tǒng)會連續(xù)檢測曝氣量，及時檢測系統(tǒng)中壓力的微小變化，控制系統(tǒng)及時進(jìn)行調(diào)整。3、污泥處理單元節(jié)能途徑與措施污泥處理單元的節(jié)能重點應(yīng)該在污泥進(jìn)泥泵及污泥濃縮機(jī)的節(jié)能降耗上。對于進(jìn)泥泵的節(jié)能，可參考進(jìn)水泵的節(jié)能措施。以現(xiàn)階段污泥處理系統(tǒng)情況看，要想減少污泥脫水系統(tǒng)的能耗，可從以下3方面入手：

• 選擇高效絮凝劑，確定最佳投加量；
• 精心操作，科學(xué)調(diào)整各環(huán)節(jié)之間關(guān)系，使壓濾機(jī)高效運轉(zhuǎn)，降低泥餅含水率，達(dá)到減少電耗、用水量，降低運輸費用；
• 工作人員嚴(yán)格操作維護(hù)規(guī)程，以降低檢修費用。

其實，要想從根本上達(dá)到節(jié)能目的，在污泥處理過程中，還可通過如下幾個主要方面來進(jìn)行節(jié)能。

1）選擇高效低能耗設(shè)備從能耗角度來看，帶式壓濾機(jī)能耗相對較少，但帶式壓濾機(jī)比板框壓濾機(jī)易發(fā)生堵塞。帶式濃縮脫水一體機(jī)濃縮和脫水一體化，無需設(shè)污泥濃縮池及攪拌設(shè)備，減少來占地面積，自來水耗量小，能耗較低。臥螺沉降離心脫水機(jī)占地少，采用封閉式系統(tǒng)，運行條件好，設(shè)備磨損率低，運行費用較低。2）厭氧沼氣的利用污水的厭氧處理和污泥的厭氧消化可產(chǎn)生甲烷沼氣，體積約占60%。把產(chǎn)生的沼氣送至鍋爐房燃燒，可用于消化池加溫、污水廠取暖等，同時沼氣還可用于發(fā)電可回收大量電能，一般大中型城市污水二級處理廠的沼氣發(fā)電量可補(bǔ)償全廠用電量的30&，降低了污水廠電能消耗及運行費用。