浅议杏林污水处理厂的节能降耗措施 2页

百科论坛浅议杏林污水处理厂的节能降耗措施陈常益厦门水务中环污水处理有限公司【摘要】为达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）一级Ｂ的要求，厦门杏林污水处理厂采用Ａ２／Ｏ生化处理工艺，实施精细化管理，通过鼓风机智能曝气、进水泵变频调节、污泥脱水智能加药等措施，既适应了水质变化又降低了能耗和药耗。详述了该厂工艺的能耗分析及节能降耗措施的应用情况。【关键词】Ａ２／Ｏ工艺一级Ｂ排放标准节能降耗随着《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）的修订，图２。执行一级Ｂ排放标准的污水处理厂范围也逐渐扩大。出水标准的提高不可避免地带来污水处理工艺的更新以及处理费用的增加，如何在保证出水水质达标的前提下优化运行、实现节能降耗成为各污水处理厂管理和技术人员关注的热点。笔者结合厦门杏林污水处理厂三年来的运行情况，对采用Ａ２／Ｏ工艺并执行一级Ｂ排放标准污水处理厂可采用的节能降耗措施进行探讨。一、污水处理厂工艺概况图２杏林污水处理厂耗电量比例图杏林污水处理厂是福建省首家以处理工业污水为主的城镇污水处从图２可以看出，二级处理是整个污水处理厂最大的电耗单元，占理厂，处理污水规模为６万ｍ３／ｄ，在工艺上采用Ａ２／Ｏ活性污泥法对污到整个污水处理厂电耗的６２％，其次为一级处理，占总耗电量的２１％；水进行二级生化处理（具体工艺流程见图１），出水水质执行《城镇污水第三为预处理单元，占总耗电量的１１％；最后，污泥脱水单元，占总耗电处理厂污染物排放标准一级Ｂ》（ＧＢ１８９１８－２００２）（设计进、出水水质见量的６％。据设备清单得知，耗电量较大的单体设备是功率为２００ＫＷ表１）。尾水排入厦门西海域。污泥也经过浓缩、板框压滤机深度脱水的鼓风机和功率为４５ＫＷ的进水泵，它们将作为节能降耗的重点对象。后含水率达６０％以下外运至厦门东部固废中心填埋。污水处理厂的鼓风机、水泵类负载较多，设计及选型时，通常情况下都是按最大需量来考虑选择设备的能力，在生产实践中，实际的负荷往往比设计值要小得多，在大多数时间里风机和水泵都不会满载运行，这就造成了整个污水处理过程的能源利用效率低、浪费严重。同时，由于电机长期处于高速运转状态，机械磨损大，维护费用高，使用寿命相应缩短。由流体学相似定律可知，流量与转速成比例，而功率与转速的３次方成比例，如果水泵采用调速控制，当流量减小时，所需功率近似按流量的３次方大幅下降，采用新型的智能化节电设备，运用计算机模糊控制理论和变频技术，通过对设备负荷的状态跟踪，适时调节风机的风量或水泵的流量，使其随负荷的变化而同步变化，理论上可以最大限度地节约电耗，节能效果非常明显。２．药耗分析。由于杏林污水厂进水总磷偏高且常有超标情况，单靠曝气池自身除磷功能经常无法达到排放标准，需采用化学法进行加强除磷。除磷药剂采用液态三氯化铁，投加点位于曝气池出水槽上，通图１杏林污水处理厂工艺流程图过向曝气池中投加三氯化铁，使三氯化铁与污水中的磷酸盐混合后形表１杏林污水处理厂设计进、出水水质成磷酸铁沉淀，通过剩余污泥的排放达到除磷的目的。除磷装置由三项目ＰＨＢＯＤ５ＣＯＤＳＳ总磷氨氮总氮进水６～９２５０４５０２５０２～４／４０氯化铁加药桶、隔膜计量泵和加药管组成。出水６～９２０６０２０１．５８２０３．工艺运行分析。对一个正常运行的活性污泥法污水处理系统而二、污水处理系统能耗分析言，其工艺参数主要是污泥浓度、溶解氧，相关联参数有进水水量、水质１．电耗分析。污水处理厂用电单元包括预处理（粗格栅、进水泵、以及其他工艺参数（如污泥回流比、污泥沉降比、剩余污泥量、污泥负荷细格栅、沉砂池空气提砂机、砂水分离机）、一级处理（水解池轴流泵、刮率等）。其中，进水水量和进水水质无法控制，但ＭＬＳＳ和ＤＯ是可调泥机）、二级处理（曝气池水下搅拌机、回流泵、鼓风机、二沉池、吸刮泥控的。相对而言，污泥浓度高，需要的氧气供应量就大，能耗就高，而污机、排泥泵、轴流泵、出水泵）、污泥脱水处理系统等。现以杏林污水处泥浓度低，虽然有利于氧气在污泥絮体内的传递，使氧利用率提高，能理厂２０１１年各单元用电设备平均单日能耗情况为例进行介绍，具体见够减少氧气供应量，降低能耗，但出水污染指标较高。３９５\n百科论坛、节能措施６．优化工艺措施。Ａ２／Ｏ法处理污水的主要构筑物是曝气池。根三综上所述，该厂如果要有效控制能耗和药耗，降低生产运行成本，据生产运行经验总结，曝气池运行管理的主要内容之一就是使ＭＬＳＳ值经常处于最佳范围内。其最佳值随污水厂进水水质不同而异，一般主要应从鼓风机智能曝气、进水泵变频调节、除磷系统智能加药、污泥应以处理污水达标为准。ＭＬＳＳ的测定需时较长，可能延误对曝气池的脱水智能加药、建设污泥浓缩池、工艺优化控制等方面入手。下面具体运行管理工作，一般多以ＳＶ值作为评定ＭＬＳＳ值的指标，ＳＶ的测定方介绍该厂的做法。便易行，而且与ＭＬＳＳ值相对应。曝气池内的活性污泥在不断地增长，１．鼓风机节电措施。鼓风机是全厂最大的耗能设施，耗电量占全ＭＬＳＳ值在增高，ＳＶ值也在上升。ＳＶ值主要是通过增减剩余污泥的厂电耗的４３．３９％。在选型时应尽量采用节能设备，该厂在二期建设时排放量加以调节。因此，为了保证在曝气池内保持比较稳定的ＭＬＳＳ选用了３台韩国进口的空气悬浮鼓风机，单台风量为１３０ｍ３／ｍｉｎ，风压值，应当将增长的污泥量作为剩余污泥而排出，排放的剩余污泥量应大为０．７２ｂａｒ，电机额定功率为２００ｋＷ，转速３２０００ｒｐｍ。该风机由半永久致等于污泥增长量，过大或过小，都能使曝气池内的ＭＬＳＳ值变动，一性的空气轴承和效率高达９５％－９７％的高速ＢＬＤＣ电动机构成，是以般保证ＭＬＳＳ值稳定的剩余污泥排放量大致是进水量的１％左右。确３维空气力学原理为基础进行设计，使用空气轴承，无机械之间的摩擦切适宜的剩余污泥排放量应以进水水质、活性污泥性质，根据一段时间损失，无需润滑系统，比原有一期的离心鼓风机相比，可以节电３０％至所取得的数据确定。同时，应经常测定曝气池溶解氧，基本保持在厌氧５０％。在采用节能设备的同时，也要注重设备的日常运行控制。该厂≤０．５ｍｇ／ｌ，缺氧区为０．５～１．０ｍｇ／ｌ，好氧区≥２．０ｍｇ／ｌ的较好状态。技术人员在实际操作该鼓风机时，是以曝气池在线ＤＯ分析仪测定值作特别是掌握曝气池ＤＯ的昼夜变化规律，在耗氧低峰时减少鼓风机的开为前馈信号，以曝气池中的在线溶解氧检测仪、污泥浓度计氨氮、总氮启台数。据杏林污水处理厂长期运行经验总结，曝气池最佳工艺控制测定值作为反馈信号，通过鼓风机内置的变频器对频率进行调节，以控指标见表２所示。制ＢＬＤＣ电动机的速度及与电动机直接连接的叶轮的回转速度，决定表２曝气池最佳工艺控制指标一览表流入电动机的电压和电流，进而调整风量和出口压力，实现了曝气池溶指标单位控制值解氧的自动控制，提高了曝气运行系统的能效，使鼓风机节电率达１５％ＭＬＳＳｇ／ｌ１．０～４．０以上。ＳＶ％１５～３０ＳＶＩ值ｍｌ／ｇ５０～１２０２．进水泵房节电措施。该厂进水泵有４台，分别为功率４５ｋＷ和水力停留时间ｈｒ８．０～１０．９３７ｋＷ各２台。它们主要用于进厂污水的提升，耗电量占全厂电耗的污泥负荷ｋｇＢＯＤ５／ｋｇＭＬＳＳ﹒ｄ０．１０～０．１５１１％。在实际运行中，进水泵房设置了ＰＬＣ分站，通过超声波液位计监容积负荷ｋｇＢＯＤ５／ｍ３﹒ｄ０．４０～０．４５污泥泥龄ｄ１０～２５测进水水位的变化并结合出水管流量计反馈控制潜水泵变频运行，在污泥回流比％５０～１００确保上游管网不溢管的条件下，适当保持集水池在较高水位下运行，既混合液回流比％１００～２００提高了提升泵的运行效率，又有效地降低了１０％左右的耗电量。７．建立激励机制。再好的运行模式，再高的工艺控制水平，都离不３．除磷系统降耗措施。采用智能除磷控制系统控制除磷加药量，开一线员工的精细操作。发挥员工的聪明才智，提高员工工作积极性该系统以进水流量、出水端总磷在线分析仪测定值为前馈信号，以出水是搞好污水处理厂运行的必要条件。制定科学的能耗考核指标、药耗总磷在线分析仪测定值为反馈信号，发出流量控制指令给加药系统隔考核指标、水量水质关联考核指标、总费用控制指标，强化日常监督管膜计量泵变频控制柜。该系统可根据水质水量的变化实时调整除磷系理工作，做到全员参与，职责明细，节约分成奖励，超标适量处罚。有了统加药量，使运行过程的药耗与实际需求相匹配，确保在出水总磷达标好的激励制度，节约使员工能够多收益，充分发挥经济杠杆作用，员工的前提下实现加药量的最小化。同时也对原有的药剂进行稀释后再投节能降耗的习惯就会自觉培养起来，由“被动节能”变为“主动节能”，在加，有效地节省除磷药剂（液态三氯化铁）的用量。采用上述改进措施全厂形成了人人关心指标、人人重视节能的良好氛围，实现了企业与个后，节省了３０％左右的药剂量。人的双赢。４．增建污泥浓缩池。针对贮泥池容量太小，剩余污泥未进行充分四、运行体会的重力浓缩，污泥处理效率较低和药剂消耗增加等问题，增建了污泥浓杏林污水处理厂自２００９年实施精细化管理以来，注重工艺优化与缩池，延长了浓泥自然沉降时间，大大提高了污泥浓缩效率并降低药节能降耗工作，在确保出水水质稳定达标的情况下，通过采用鼓风机智耗。污泥进脱水机前浓度提高了，脱水效率也成倍提高，且药耗也随之能曝气、水泵变频调节等多种手段，综合电单耗从０．３００ｋｗｈ／ｍ３降到减少。据统计，每年可节约药费约１２万元。了０．２６９ｋｗｈ／ｍ３，近３年共节约了电费１００多万元。通过智能化学除５．脱水系统节药措施。在保证脱水后的泥饼的含水率在６０％以下磷加药、增设污泥浓缩池、脱水系统智能加药等方式大大减少了药剂的工况下，通过安装石灰罐导波雷达物料计，三氯化铁计量泵，对污泥（三氯化铁、生石灰）投加量，三氯化铁单耗从０．５０吨／万ｍ３水降为０．脱水各种物料进行了精确计量，同时增加滤布清洗次数，精确调整板框１６９吨／万ｍ３水，生石灰单耗从１．１０吨／万ｍ３水降为０．９３５吨／万脱水机的水压、气压值，充分发挥出设备运行的最佳状态，及时根据每ｍ３水，近３年共节约了药费１８０多万元。批次污泥含水率的检测数据来调整生石灰、三氯化铁的投加量，并科学参考文献：总结出最佳的泥药配比，大大减少了生石灰和三氯化铁的用量，使我厂［１］李亚峰，晋文学．城市污水处理厂运行管理［Ｍ］．化学工业出版脱水药耗控制水平处在较好水平。脱水三氯化铁单耗从０．５０吨／万社．２００５．ｍ３水降为０．１６９吨／万ｍ３水，脱水生石灰单耗从１．１０吨／万ｍ３水降［２］夏畅斌，罗彬，尹奇德．污水处理机械化与自动化［Ｍ］．化学工为０．９３５吨／万ｍ３水，每年节约了药费１００多万元。由于节药成效显业出版社．２００８．著，该厂板框脱水药耗控制方法被上级公司列为最佳操作方法在全公［３］许世伟等．大型城市污水处理厂活性污泥法污泥膨胀防控对策司内部进行推广。［Ｊ］．给水排水杂志社．２０１０，１１．３９６