浅议污水处理厂的节能研究
摘要：本文系统地介绍并分析了污水处理厂流程中各个处理构筑的能耗情况，并针对各个构筑物提出有效的节能途径。

指出了常用的污水好氧处理能耗过高的突出问题，建议改用能耗低，但是造价稍高的好氧过滤等处理方法。

污水再生利用也是解决污水处理能耗高的途径之一。

关键词：污水能耗与功效；好氧过滤；生态处理
中图分类号：u664.9+2文献标识码：a文章编号：
引言：
目前我国城市污水处理率低、环境污染压力大，但现行的处理技术多数面临高额资金投入的难题，当前迫切需要低能耗、生态型的污水处理技术。

并且，随着人民生活水平的提高和城市化的日益加快，我国城市污水排放量持续增长。

我国水污染的治理重点已经开始从工业点源为主的控制治理，逐步转变为以城市生活污水污染为主的控制治理。

如何经济有效地解决生活污水的污染问题已成为一个亟待解决的难题，引起了人民群众和政府部门的极大关注。

然而污水处理的费用也是一个很大的问题，要想将污水和废水处理好，对环境的污染降到最低，我们就必须以最经济的方式处理污水，这就涉及到一个污水能耗与功效的问题。

下面就污水处理厂的整个污水处理的流程进行分析，找到当前常用的污水处理流程中工艺的不足之处，并提出更好的解决方法，使以后的污水处理更加容易，更加全面，将污水对环境的污染降到最低的限度。

1.污水处理厂的工艺流程
目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。

其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要的流程不外乎如此：
污水收集设施［包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等］污水提升泵站格栅拦截沉砂池初沉池曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程二次沉淀池排水管道或渠排入水体
其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。

深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。

目前，好氧处理方法有sbr工艺、uasb工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有机物杂质；厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另外常用的还有像a20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。

深度处理构筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是处理原理都是大同小异的。

2.我国污水处理厂运行下的节能降耗技术
2.1简述我国污水处理厂运行下的节能降耗技术的发展。

伴随着经济全球一体化的逐步透彻，全世界各个国家都在为节能降耗、促
进经济发展做努力，相关技术工作人员积极创新能源应用理念，发展节能降耗技术，以实现缓解全球能源紧张局势的目的。

在我国污水处理厂运行难题上，钱易院士、聂梅生先生等创新地提出清洁生产、可以进行持续发展的污水处理技术，希望可以将节能降耗型污水处理技术的发展作为我国污水处理厂长期的努力方向。

我国相关单位也颁发“新型、高效城市污水处理技术”文件，提出可以进行持续发展的节能降耗技术在污水处理厂中的应用难题，并形成相关政策、法规，规范我国城市污水处理厂运行整个过程中节能降耗的效率。

此中最主要的便是方面的管理污水处理厂运行下，各单元的能源物质消耗量，并依照这样一些数据，透彻分析节能降耗技术，提升污水处理厂的运行效率，实现节能降耗的目的。

2.2我国过去污水处理技术与节能降耗技术的比力。

现阶段，污水处理厂作为处理城市污水最十分主要的场合，其污水处理本领受到社会各界的重视。

所以，污水处理厂在节能降耗理念的指导下，以“少用大概不用不行再生资源、回收资源和产生的能源、无跨区污染”为原则，对城市污水进行可行地处理。

曾经的污水处理技术常常采纳应用强氧化剂进行污水处理，这种技术具有十分多弊病，假设，在处理污水时所必要的化学需氧量耗能巨大，部分硝化与氨化反应所必要的能量同样不行忽略；应用生物除磷法处理污水没有办法回收磷资源大概磷资源回收量少；别的，污水处理整个过程中，会产生大量的二氧化碳与污泥，这样一些物质涉及大气环境与土壤、河流环境。

与过去污水处理技术相比，节能降耗技术在处理污
水整个过程中，应用厌氧技术处理污水以减少能量的消耗，并尽大概产生能源；将生物除磷法与化学除磷法相互联合，在可行去除磷的理论基础上，大量回收磷资源；并且，减少二氧化碳与污泥的产生量，并将产生的物质经过可行转化，变成可应用的能源物质。

应用这种节能降耗技术处理污水，实际耗能大大的减少了，并且所必要的能源物质也在逐渐减少。

3.污水处理各个环节的节能途径
3.1污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率n也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。

3.2沉砂池
采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。

采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。

3.3各个处理构筑物的节能途径
格栅的节能途径。

尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率。

污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。

曝气设施的节能途径。

不管是好氧处理还是厌氧处理设施，其能耗都是非常大的。

因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中，但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。

好
氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的，实现的过滤效果也大相径庭。

好氧过滤具体的方法是：污水经过格栅拦截之后，即可以直接进入第一层好氧过滤层，第一层好氧过滤层的孔隙是很大的，一般用粗大的砂石铺垫，主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。

然后污水进入第二层好氧过滤层，这一层的砂石粒径相对较小，污水在这一层的停留时间相对较长，主要是好氧微生物对有机物的氧化过程，在这一好氧滤层里，很容易生成生物膜，类似于生物膜的处理。

如果污水的有机物的含量不是很高的话，处理水已经基本达到了排放的标准了，也可以将处理后的水收集起来作中水使用。

如果污水的有机物含量很高的话，可以让污水继续进行下一层的好氧过滤，滤层的孔隙也将更小，处理时间更长，效果也更好。

在这一层中，由于污水的停留时间较长，对污水中的n和p也有较好的去除效果。

进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求，没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。

这种处理流程适用于建设在河湖的旁边，有利用处理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠即可。

3.4污泥处理
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。

从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。

目前有两种回收途径:一是污
泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。

消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。

因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。

林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。

对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。

沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。

4.结论
污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。

一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。

在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。

能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。

能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。

参考文献：
［1］《排水工程》第四版，张自杰主编，顾夏声主审，中国建筑工业出版社出版.
［2］《污水处理能耗与能效》[美]w.f.owen，章北平、车武译，
金儒霖校，能源出版社出版.。