双碳战略目标下，污水处理厂如何走上节能降耗之路？

双碳战略目标下，污水处理厂如何走上节能降耗之路？

环保联盟

    污水达标这四个字像是刻在环保人心中的四字箴言，每天起床第一句就是，今天出水达标了吗？出水达标不仅意味着保住自己的“发际线”，还是环保督查时免于处罚的必做功课。但是可惜的是，有些污水厂为了达标过量投入电耗、药耗，最后不仅入不敷出还和污水厂低碳化运行背道而驰。
提到低碳好像感觉和污水厂关系没有很大，然而多电耗、多药耗的背后都是多排碳。因此低碳是污水厂最重要的一部分，绿水青山从来不是停留在嘴上的口号而已。
01双碳战略目标之下，污水处理厂节能降耗之路
碳中和作为时下的热门话题，污水厂如何实现碳中和成为大家关注的问题。污水处理行业能耗虽然没有发电、钢铁、化工等行业那么高，但总能耗占比并不小，也属于能耗大户。
据统计，我国2014年污水处理厂电耗占全国总电耗的0.26%，算上工业废水处理和污泥处理，所占比例将超过2%。因此，为了减少碳排放，降低污水处理能耗是环保行业的必然目标。
污水处理厂想要节能降耗，这些环节必须重视。
污水处理环节
在污水处理厂中，污水的生化处理以及污水预处理环节使用的能源较多。其中，污水的预处理中主要分为格栅以及沉砂池。因此可以从这两方面采取节能降耗措施：
①在沉砂池中很容易由于曝气设备导致能源消耗较大。在设计沉砂池时，需要使用平流式以及旋流式的方法，从而实现节能降耗。
②在进行污水预处理过程中需要科学合理地设置格栅，在污水处理过程中使用格栅本身无法起到较大的节能作用，但是可以降低后期中其他设备的能源消耗。因此，必须严格落实格栅的设置。一般需要将格栅设置在污水处理厂的前段位置、污水渠道的进口位置、泵房的集水井位置等，可以将较大的漂浮物进行截留，避免造成堵塞的情况，有利于促进污水处理设备的稳定运行。
污泥处理环节
在污泥处理的过程中，可以对污泥中的资源进行回收利用，从而达到污泥处理环节节能降耗的目的。
例如在污泥脱水时，机械脱水中消耗电能较多，使用离心脱水消耗的电能较少但是没有办法达到较好的预处理污泥的效果。因此可以通过找到更好的脱水技术，在保证污泥处理效果的情况下降低能源消耗。同时，在污泥的回收利用时，可以通过厌氧消化的方法产生沼气，将可焚烧的污泥作为燃料产生热能回收，对燃烧后的污泥或者部分污泥进行堆肥。
曝气环节

在污水处理厂中曝气环节消耗的电能最多，同时曝气量分布不均衡和不稳定也会影响到处理效果和耗能。因此可以通过改善改善曝气系统，能够更加精准地控制曝气设备，从而更好地降低能源消耗。
因此，污水处理厂要想尽可能的节能降耗，那就得在曝气、提升泵、污泥处理、污水处理等环节下功夫了。

02曝气设备的节能降耗措施
在污水处理厂中曝气机消耗的电能最多，想要在污水处理厂中实现节能降耗，自然就需要改进曝气机，可以从三个层面考虑这个问题：
①可以使用变频器有效优化交流电动机转速原理，更好地把控风机的流量，从而促进风机实现节能降耗。
②可以从内部进行处理，选择以及应用溶解氧自动控制系统，有效控制好溶解氧的浓度。在进行污水处理的过程中如果溶解氧的浓度出现异常的情况会直接影响污水处理的效果。因此，需要选择溶解氧自动控制系统，科学、合理地控制溶解氧的浓度，最后可以使用人工操作手段，从而降低存在的误差，进而降低污水处理过程中消耗的能源。
③改善曝气系统，能够更加精准地控制曝气设备，从而更好地降低能源消耗。例如，可以在有关部门的协助下，根据污水处理厂的经济情况进行曝气设计的改善，采取在第一环节占比35％、第二环节占比30％、第三环节占比25％的方法设置曝气，从而提高曝气设备的工作效果，逐渐降低能源消耗。
03污水提升泵站的节能降耗措施
污水处理厂中还有一个消耗能源较多的设备即污水提升泵，该设备本身消耗能源比较大，对污水提升泵进行改进设计，有利于在保证水质的情况下减少污水提升泵消耗的能源。
污水处理厂的污水提升泵消耗的能源较多主要是由于电机的效率不够高，并且存在运行控制不良的情况，设计的动作能力需要消耗较多能源等。在减少污水提升泵的能源消耗时可以从几个方面进行：
①将污水处理厂所有的提升泵改成变频泵，从而提高总体的性能。例如，某市的污水处理厂中使用变频提升泵，可以节省12%的能源。
②将工频的泵全部转换为变频的泵，并最终改造成调速的泵，并根据实际的情况进行运行。
③使用多级动态液位控制技术，在运行过程中使用控制，转速加台数的方法让定速泵可以使用平均的流量进行运行。当出现水流波动较大时，可以适当地增减运转台数，然后改变泵的运行速度。
④加强对水泵的日常养护，从而减少水泵的摩擦以及电能消耗。如果想要水泵实现节能降耗的目标，需要全面提高，提升泵的运行效率，需要对提升泵设备的操作进行规范，不仅需要加大日常管理力度，还需要加强对泵进行科学的参数设置，根据污水处理厂的具体运行情况进行改进，不断归纳，以及总结运作条件，选择最好的运作条件，从而提高提升泵的运行效率。
04污泥处理环节的节能降耗措施
污水处理厂中进行污泥处理的环节也非常重要。进行污泥处理的步骤比较多，由于污泥中的污染物比较多，目前没有足够理想的方法进行处理。在进行污泥处理的过程中，需要寻求一种方法，可以对污泥中的资源进行回收利用，从而达到污泥处理环节节能降耗的目的。

在进行污泥处理的过程中可以分为三个部分，分别为污泥的脱水、稳定和浓缩。在污泥脱水中主要使用机械脱水以及自然脱水两种方法。其中，使用最多的为机械脱水，机械脱水中消耗的能源为电能，使用离心脱水的方法消耗的电能较少，但是没有办法达到较好的预处理污泥的效果，还很容易发生机械磨损的情况。因此，需要找到更好的脱水技术，在保证污泥处理效果的情况下降低能源消耗。
污泥的稳定可以分为三个环节，分别为厌氧、好氧、堆肥。有些污水处理厂不对污泥实行稳定处理，直接对污泥进行脱水。一般来说，在厌氧环节中产生的沼气可以为在稳定过程中使用的能量提供补充。污泥的浓缩过程中一般使用重力气浮技术，可以考虑生物气浮技术进行替代，有利于提高浓缩的效率，还可以达到减少能源消耗的目的。
另外，可以将处理后的污泥进行回收利用。在污泥中挥发性有机物占比较大，日本一般使用厌氧的方法消化消减污泥，其中，每吨污泥可以产生680m³的沼气，通过磷酸型的电池壳能够得到50％的污水处理厂的能源。对于污泥的回收利用主要通过厌氧消化的方法产生沼气，将可焚烧的污泥作为燃料产生热能回收，对燃烧后的污泥或者部分污泥进行堆肥。
05污水处理环节的节能降耗措施
在污水处理厂中，污水的生化处理以及污水预处理环节使用的能源较多。其中，污水的预处理中主要分为格栅以及沉砂池。污水的生化处理环节中导致能量消耗较大的原因是需要使用曝气系统。前文已经介绍了曝气系统的节能降耗措施，此处主要讲解污水预处理中节能降耗的措施。
①在沉砂池中很容易由于曝气设备导致能源消耗较大。在设计沉砂池时，需要使用平流式以及旋流式的方法，从而实现节能降耗。
②在进行污水预处理过程中需要科学合理地设置格栅，在污水处理过程中使用格栅本身无法起到较大的节能作用，但是可以降低后期中其他设备的能源消耗。因此，必须严格落实格栅的设置。一般需要将格栅设置在污水处理厂的前段位置、污水渠道的进口位置、泵房的集水井位置等，可以将较大的漂浮物进行截留，避免造成堵塞的情况，有利于促进污水处理设备的稳定运行。
06加药环节的节能降耗措施
污水处理厂运行中，往往包含了多种处理技术，在一些工艺的应用中，会使用一些药剂来完成。虽然药剂消耗占总能耗的比重相对较小，但在污泥消毒、调理与除磷等环节可以实现相应的节能效果。
在除磷方式的选择上，需尽量应用生物除磷工艺，在此工艺下，不需要进行药剂的添加，且污泥的产量相对较小，在实际的应用中，工艺流程极为复杂，污水处理厂要针对这一特征来不断进行工艺改进。如果选用化学除磷方式，就需要添加高分子混凝剂，药耗大大减少。
污泥调理的进行是为了使得污泥具有更好的脱水性能，可以选用物理与化学调理方式。
污泥消毒可以通过辐射技术，此技术属于一种新型的技术，在处理过程中，不需要在高温高压的状态下就可实现，同样可以达到节能降耗的理想效果。生物消毒处理中，不需要进行药剂的添加与使用，是国内很多污水处理中应用较多的方式。

07污水处理厂节能降耗管理策略
一、提升节能降耗意识
针对污水处理厂节能降耗中存在的一部分不必要的能耗，可以通过严格的管理加以控制，这就要求污水处理厂的全员都需要具备节能降耗的意识。污水处理厂内的各个部门都需要在日常的工作中具备基本的能耗意识，结合其污水处理任务安排，做好各个环节的能耗控制。
首先，一些部门要定期进行设备的维修与检查。对于一些管道，要勤洗勤换，如果出现了异常现象，要及时进行原因分析，并采取相应的解决策略。
其次，污水处理厂要加强用电负荷调度与用水的管理，避开用电高峰期，对负荷峰值加以必要调整，实现污水处理系统的优化与改进，完善水循环系统。
二、完善污水处理厂管理机制
在污水处理厂的节能降耗方面，还需要通过创新管理机制来实现能耗控制。
污水处理厂管理人员需对各个工段的能源消耗情况加以详细分析，明确掌握各个工段内能源的需求与消耗情况，加强能源管理，不断挖掘各个工段的节能降耗潜力，对整个的污水处理过程实施精细化的管理与控制。
此外，污水处理厂的节能降耗管理方面，还需要通过岗位责任的落实来提高全员参与到节能降耗方面的积极性与主动性。