镇江市新区第二污水处理厂采取的节能措施 4页

中国资源综合利用Vo1．31，No．2。节能减排ChinaResourcesComprehensiveUtilization2013年2月镇江市新区第二污水处理厂采取的节能措施王申，赵冀平，喻一萍，黄访平(1．镇江市水业总公司；2．镇江市给排水管理处，江苏镇江2120o1)摘要：城市污水处理是高能耗产业之一，在保障污水处理量和尾水达标排放的前提下．提高能源利用率，对缓解我国当前的能源危机具有重要意义。以江苏省镇江市新区第二污水处理厂A20工艺为例．提出了鼓风机和进水泵的优化运行方案，同时对药剂和中水回用代替部分自来水等方面进行优化研究．以降低污水处理厂的能耗．实现整个污水处理系统的节能。关键词：A0工艺：节能；中水回用中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1008—9500(2013)02—0052—04TheEnergy—SaVingMeasuresTakingbytheSecondSewageTheatmentPlantofZhenjiangNewAreaWangShen，Zhao却，，Yuriei,~，HuangFangpinf(1．ZhenjiangWaterIndust~Company，Zhenjiang212001China；2．BureauofWaterSupplyandDrainageManagement，Zhenjiang212001，China)Abstract：Urbansewagetreatmentisoneofthehighenergyconsumptionindustries，Itissignificanttorelievetheenergycrisisbyimprovingtheenergyutilizationeficiencyonthepremiseofmeetingthesewagetreatmentcapacityandthesewagedischargestandard．ThefeasibilityofsavingenergyforA20processeswasstudiedinZhenjiangdistrictsecondwastewatertreatmentplantbymeansoffieldinvestigationandlaboratoryexperiment．Theresultsindicatethatthereareoperablewaystosaveenergyintheprocesses．Keywords：A0process；energysaving；reclaimedwaterreuse随着城市化进程的不断加快和环境保护要求江苏省镇江市新区第二污水厂位于镇江市新的逐渐提高，城市污水处理厂数量越来越多，污水区化工园区内，该化工园区是以精细化工、造纸、油处理率也越来越高。截止2010年9月，我国已建成2630脂精炼加工及生物制药产业为主。化工废水通常具座污水处理厂，污水处理能力达到1．22x10。m，此外有水质水量波动大、难降解有机物浓度高、色度高还有1849座污水处理厂在建，在建污水处理能力等特点，比较难于处理。新区第二污水处理厂将化达到0．49xl0mS／d。城市污水处理是高能耗行业之工园区内的化工企业的化工废水和部分生活污水一，高能耗一方面造成了污水处理设施运营成本统一处理后排放至北山河，并最终流人长江该厂高，在一定程度上加剧了我国当前的能源危机，另采用水解酸化+A0工艺．设计总规模5xlOmS／d．一方面高能耗造成的高处理成本．致使一些中小型一期处理规模2xl04m3／d，出水按照国家《城镇污水污水处理厂难以正常运行，污水处理厂的减排效益处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一得不到正常发挥。在当前我国电力供应紧张、能源级A排放标准设计，于2010年4月建成并投入生供应不足的情况下。如何有效地对污水处理厂的运产调试，7月份开始正式运行。污水厂主要处理系行进行优化管理，寻求能量优化策略、减少能耗是统工艺流程如图1所示。保障污水处理厂正常运行的必要手段。2污水处理厂能耗分布情况1污水处理厂基本情况污水处理过程中需要的能量是推动各种生物收稿日期：2012—10—25作者简介：王中(1982一)，男，江苏镇江人，硕士，工程师，从事污水厂运行管理和研究方面的工作。-52-\n第2期王申等镇江市新区第二污水处理厂采取的节能措施。节能减排通过对污水处理厂主要处理单元和设备电耗水解酸化池匝固情况进行调查，可以明确处理工艺和各处理单元的能量需求，确定与污水处理厂能耗关系密切的控制二沉池节点．从而分析各控制环节的节能潜力。由图3可以看出，鼓风机和进水泵占到总电耗的80％，其中鼓风机是整个污水处理厂的最大耗能设备，占到整泥饼脱水机房H储泥池II污泥泵房外运个总电耗的57．3％。提升泵是第二大耗能设备，占图l污水处理厂工艺流程到整个污水处理厂电耗的22．7％。预处理设施、回反应与污水处理厂正常运转的必要条件，其主要包流泵和搅拌器、污泥处理、深度处理设施以及办公括鼓风机、提升泵和污泥处理设施等设备的直接电设备等耗电量相对较小．占污水厂总耗电量的20％费能耗和药剂费、自来水费、维修和办公用品费用左右。因此，污水厂内鼓风机和提升泵是整个污水等间接能耗[1]。污水处理厂的能耗调查研究是节能处理厂节能降耗的关键控制节点，对曝气系统和污途径的基础，通过对新区第二污水处理厂各类能耗水提升的降耗研究对整个污水厂的节能运行意义进行分析．得到的结果如图2所示。重大．全厂的节能重点应该在降低供氧和降低污水其它提升电耗上。6．5％3污水处理厂节能途径分析通过对鼓风机、进水泵这两个耗电量最大的单元分析，对其运行状态及运行方法进行改进，同时电费对药剂和中水回用代替部分自来水等方面进行优61．3％化研究，来降低全厂的能耗，实现整个污水处理系统的节能。3．1鼓风机及曝气系统图2污水处理厂的能耗分布曝气系统对于整个污水生物处理系统非常重从图2可以看出，电耗占污水处理厂总能耗的要，曝气量过大，一方而导致高能耗，另一方面导致61．3％．自来水费和药剂费分别占污水厂总能耗的缺氧区或厌氧区工作失常，系统脱氮除磷效率下19．4％和12．8％。因此，节省电耗是污水处理过程节降；曝气量过小，反应不完全，直接影响污水的处理能降耗的一个重点，另外要在水费和药剂费方面寻效果。因此，为保证处理效果的稳定，要求生化池的求节能。对该厂提升泵、预处理设施、鼓风机、污泥DO控制在相对稳定的范围。DO控制是A0工艺处理、深度处理设施等各主要处理单元及设备的能得失成败的关键环节，A2o工艺通常根据好氧池末耗核算结果如图3所示。端的DO来调整鼓风机的开启．由于化工废水水办公设施量、水质波动较大，好氧池末端的DO有时候会变19％化很大，厌氧段和缺氧段的DO很难达到设备要求。硝化菌是专性好氧菌，在好氧段，DO升高，硝化速度增大，但当DO大于2．0mg／L以后，其硝化速度增长趋势变缓，高浓度的DO会抑制硝化菌的硝化反应，同时，好氧池过高的DO会随污泥回流和鼓风机混合液分别被带到厌氧段和缺氧段．影响厌氧段聚57_3％泵等磷菌的释放和缺氧段硝酸盐的反硝化，对除磷脱氮均不利。相反，好氧段的DO浓度太低也限制了硝2．3％化菌的生成率，硝化反应趋于停止。其对DO的忍图3各主要处理单元和设备电耗情况受极限是0．5～0．7mg／L否则将导致硝化菌从污泥一53—\n。节能减排中国资源综合利用第2期系统中淘汰．严重影响脱氮效果。COD都是最低时段的二倍多。经分析认为，这是由在实际运行当中。采取以下措施来使鼓风机的于污水厂收集到的污水90％以上是化工企业废水，电耗尽可能降低。而化工企业数量较多、企业类型复杂，排水水量、水夏季高温季节。硝化反应较活跃，可以适当下质波动较大，没有规律性。调好氧池DO值：冬季低温影响反应速度，宜适当实际运行当中进水泵可按照以下方式运行来提高D0浓度。好氧池需足够的氧用来确保有机物降低能耗。和氨氮的充分氧化及磷的吸收。通常设定的好氧池3．2．1定期对水泵进行维护出水的DO为2．0mg／L．是避免二沉池出现缺氧，通过对系统进行检修，消除阀门、管线、水泵内产生反硝化现象而设定的．在保证好氧池和二沉池的结垢，保证管线不渗漏。定期维护皮带、齿轮、轴运行正常的前提下，适当减小出水口的剩余氧量是承和过滤器。随运行时间的延长磨损不断加大，水可行的。好氧池氧气供给量随着水流方向应有所区泵流量和泵扬程也会有所下降，及时维护与检修尽别和侧重，进水侧供气量大些，出水侧适当小些。管增加了额外的检修费用．但维护后可提高水泵的将好氧池前段变成交替区，在冬季水温较低效率．使水泵保持高效工作。时．将交替区设置为好氧模式，使好氧段的HRT变3．2．2当集水池水位最高时启动水泵长，充分提供硝化反应所需的停留时间；而在夏季由于污水处理厂的进水量波动较大，导致污水水温较高时更改为缺氧区．以增强反硝化脱氮能泵房集水池水位不稳定。当集水池的水位升到最高力，同时减少曝气量。这样一方面可通过减少曝气时，水泵的瞬时流量较大。进水泵在低水位运行，导段长度，即把好氧前段1个曝气廊道停止曝气变为致提升泵效率较低，能源浪费。因此，为了节省电缺氧段，来降低能耗，另一方面，可以严格控制曝气能，应在集水池水位最高时启动水泵。这样可以有段的DO，防止过度曝气]。效利用污水收集管网的调蓄能力，提高泵前池的液要根据进水浓度不同，实行不同的进水水量，位。对污水泵进行合理调控实现提升过程的最优控从而降低电费。由于某些市政管道难以实行雨污分制，降低水泵静水头，从而降低水泵的运行能耗_3]。流．下雨时，管道中污水浓度较低。要按照雨水的多3．2．3安装变频调速装置少，分成大雨、中雨和无雨3种情况，根据进水浓度_运行初期通过压低进水泵出口阀门开度，可基不同．适当加以调整，大雨时进水浓度很低，进水量本做到连续进水。由于水泵出口阀门被压小，输入调整为平时的2倍，中雨时，进水浓度一般，进水量功率变大，大量的能源消耗在阀门的截留过程中，调整为平时的1．5倍，在保证使出水达标排放的前且进水杂物经常堵塞进水阀门。通过在进水泵上安提下有效地节省电能。装变频调速装置，根据流量的大小、压力的高低等3-2进水水泵参数进行合理调节，避免了水泵的频繁起停，保证污水厂运行初期。进水水量和水质波动较大。了进水的连续运行，延长了水泵寿命，节约了能耗。该污水厂连续24h的进水流量和进水COD变化3-3药剂趋势如图4所示。污水处理厂的药剂主要用于脱水机房污泥脱水和深度处理化学除磷两个方面。3-3．1污泥脱水药剂6oo00污水处理厂使用絮凝剂对污泥进行调质，是污U400泥处理处置中的重要环节污泥调质应根据污泥的删200种类和性质选择有机高分子絮凝剂。新区第二污水*处理厂污泥脱水使用带式压滤机，要求使用中等分O810l21416l8202224246子量．中高阳离子度的絮凝剂。在进行絮凝剂的选时间(h)择时．必须根据污水厂的污泥的特点，进行实际的图424h进水水量和进水COD变化趋势絮凝试验，首先分析污水处理厂污泥的性质和脱水从图4可以看出，污水厂最高时段的进水量和机械的形式。初步选定絮凝剂的种类，同时应保证-54-\n第2期王申等镇江市新区第二污水处理厂采取的节能措施。节能减排该种絮凝剂在市场上的货源可以得到保证，选用时3．4中水回用至少选择3个厂家提供样品进行试验。污泥中VSS／中水主要是指城市生活污水经处理后达到一SS较高时．应尽量选用阳离子度高的絮凝剂，并增定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用加絮凝剂投加量：污泥中SS浓度较高时，应选用高杂用水，其水质介于自来水(上水)与排入管道内污分子量的絮凝剂，SS浓度低时，可选用分子量较低水(下水)之间，是水资源有效利用的一种形式。中的絮凝剂；污泥pH值较高时应选用官能团为季铵水处理技术的目的是通过必要的水处理方法去除盐结构的絮凝剂，pH值较低时，叔胺盐和季铵盐结水中的杂质，使之符合中水回用水质标准。构的絮凝剂均可使用。新区第二污水处理厂中水回用是二级出水经选用絮凝剂时，应先进行实验室的沉降试验，过絮凝、沉淀、消毒等工艺进行处理后满足《城镇污根据沉降试验的结果．初步选定较好的絮凝剂，调水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的质后使污泥沉降速度快、上清液清澈、絮体结构大一级A排放标准基础上水资源的再利用。中水回和固液分离效果好的絮凝剂较好。用的原则为：根据实验室沉降试验选定出絮凝剂后，应进行(1)中水水质达到脱水机房冲洗用水、冲厕、绿实际上机试验。实际试验中，应根据絮凝剂的不同化、消防用水等各类标准；运行条件进行调整，以稳定运行为标准。在运行一(2)中水对环境质量没有影响；段时间后。取处理湿污泥和脱水后泥饼进行化验室(3)中水不影响人体健康，对使用者无不良影分析湿污泥固体浓度、泥饼含水率，根据湿污泥处响。理量和加药量。确定出实际处理单位绝干污泥的用中水回用具有明显的经济效益、社会效益和环药量。最后应结合絮凝剂的市场价格，进行成本分境效益。为厂区提供了新水源，中水回用在对健康析，得出每种絮凝剂的处理单位绝干污泥的价格，结无影响的情况下，为厂区提供了一个非常经济的水合实际上机运行结果．确定生产中使用的絮凝剂。源；减少了排污量。通过回用，减少了污水排放，减通过实验室小试和实际上机试验，得出某厂家轻了环境污染，减少了自来水的用量，减少了污水的絮凝剂FO4240SH产品的实验室试验效果和实处理量，相应的减少了污水处理设施的投资。际上机试验效果均为最佳，且生产运行中消耗的药4结论剂成本为最低。3．3．2絮凝沉淀药剂通过对镇江市新区第二污水处理厂各类能耗除磷药剂投加系统节能优化运行原则是尽可进行分析可知，电耗占污水处理厂总能耗的61．3％，能利用生化单元的除磷能力。降低药剂投加量等物自来水费和药剂费分别占污水厂运行成本的耗。要提高生化单元除磷效果，除了在设计的泥龄19．4％和12．8％。提出了鼓风机和进水泵的优化运选择和碳源分配上对聚磷菌进行照顾外，在实际生行方案。同时对药剂和中水回用代替部分自来水等产运行中发现．沉淀池固液分离的稳定性往往对其方面进行了优化研究，降低了污水处理厂的能耗，起到决定性作用。一般运行过程中出现出水TP超实现了整个污水处理系统的节能。标时，其溶解性磷酸盐含量仍处于较低水平。但悬参考文献浮性磷酸盐含量却会伴随着SS的增加而剧增。单纯采用生化处理单元要稳定达到排放一级A标准1路晓波，王佳伟，甘一萍，等．A／A／O工艺全流程节能途径实有难度，采用化学辅助除磷或其他深度处理的也与对策[J]．净水技术，2008，28(6)：39—43．2谷成国，宋剑锋．城市污水处理厂鼓风曝气阶段的节能降是有必要的。但在投药点的选择及深度处理工艺的耗研究[J]．环境保护科学，2o08，34(5)：26—28．选择上还是具有一定的节省能耗和物耗的空间。如3常江，杨岸明，甘一萍，等．城市污水处理厂能耗分析及在二沉出水投药而不是在生化单元内投药以及采节能途径[J]．中国给水排水，201l，27(4)：33—36．用微絮凝过滤而不是采用混凝沉淀过滤工艺等都(责任编辑／陈军)可有效降低投药量达到节能的目的。一55—