污水处理厂能耗分析与解决方案

有研究数据评估了2014 ~ 2018年中国污水处理厂实际污染物去除效果及其变化率相关的能源利用效率。结果表明，14家污水处理厂实施了最佳实践，帮助低效率工厂设定了节能目标作为基准。同时，需要考虑不同的当地条件、技术工艺和排放标准，确定与节约能源有关的潜在操作影响因素。对比发现，我国东部地区普遍采用SBR、A2 / O除磷、传统活性污泥和氧化沟等高耗能技术。广东、辽宁、浙江、北京、上海等东部地区污水处理厂处理规模较大，处理效率较低，呈现出效率下降的趋势，节能潜力较大。

根据实际污水处理量和累计年用电量数据计算省级层面的平均用电量，如上图所示。据相关研究2018年我国污水处理厂平均运行电耗达到0.380 kW·h / m3，高于2006年、2009年和2012年( 0.290kW·h / m3、0.254 kW·h / m3、0.240 kW·h / m3)，，推测是由于生活污水管网建设的快速增长和地方排放标准趋严的影响。江西、湖南、云南、湖北、广东、广西和上海的用电水平均在0.3 kW·h / m3以下，节能水平较高。另一方面，北京、内蒙古、宁夏、青海、河北、山西和甘肃仍超过0.4 kW·h / m3，增加了全国整体能源投入。因此，流量和污水处理设施分布密度对北方地区的能源利用效率产生了压力。

分析2018年中国城镇污水处理厂的主要工艺类型。如上图所示，采用最多的工艺有厌氧-缺氧-好氧( A2 / O )除磷( 27.26 % )、生物法除磷( 27.14 % )、氧化沟除磷( 19.45 % )和序批式活性污泥法除磷( SBR ) ( 10.17 % )。宁夏、山东和西藏地区采用A2 / O除磷方法的平均占比为52.90 %，而河南省主要采用氧化沟法( 50.45 % )。北京市、广西壮族自治区、江西省和重庆市采用的工艺中，生物处理占55.72 %。而在前期分析中技术效率和规模效率均较高的新疆地区，A2 / O除磷、氧化沟、氧化塘、生物工艺和物理工艺的占比均超过10 %。云南、浙江、甘肃、黑龙江等地采用的工艺中SBR法占20 %。传统活性污泥法在海南和甘肃地区应用较多，占20 %。证据表明，各地区选择不同工艺处理本地污水后，能源效率水平的响应存在差异。

以上是城镇污水处理厂的数据汇总。工业污水的能耗一般远远大于城镇污水处理厂，工业污水处理厂采用的生物法工艺和城镇污水处理厂基本一致，均有能耗优化的空间。

案例分享：

项目名称：某污水站风机节能改造项目

项目类别：节能改造

方案深度：初步设计

项目概况：某污水站设计水量2500t/d，但由于生产等原因，污水处理站实际处理水量在1500t/左右，因此好氧池曝气风机整体风量偏大。尽管现有空浮鼓风机通过变频等手段降低风量，使运行功率从最高120kw已降低至67kw，但风量仍然略微偏大，且降频也已低至极限，再继续降频会导致风机喘振跳停。

改造思路：新增一台符合现在污水站实际需求的风机，按照新旧风机电耗实时对比，取实际节省电量与企业达成合作意向，共同承担新增设备的成本和节省下来的能耗利润。

格林环保建议污水处理厂应根据区域、工艺、设备、设计等实际情况，创新节约能源的思路，共同推进污水处理设施的高效运行。

文章数据转载自： 水质分析与水质安全保障技术  原作者：陈斌  北京师范大学环境学院