谈城市污水处理厂的节能降耗

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摘要：随着全国中小型城市污水处理厂的不断建设，我国污水治理情况有所改善。然而，我国城市污水处理是高能耗产业之一，且在处理过程中会带来二次污染，如处理过程产生的臭气、噪声、污泥等污染物，同时部分污水处理厂仍存在出水水质不能稳定达标，管理水平低下等问题。本文针对性的对污水处理厂的节能减排问题做了初步探讨，希望能够帮助到有关人士。

关键词：污水处理；治理措施；节能减排

中图分类号：U664文献标识码： A

我国人均淡水占有量远远低于世界平均水平，再加上浪费及污染，使得我国水资源短缺问题日益凸显，给城市的可持续发展制造了严重阻碍。在此背景下，如何做好污水治理成了全社会共同关注的焦点，值得人们深入探索。对于城市环境工程而言，其最大的任务和难题便是有效治理污水。只有解决这一问题，才能避免城市水环境的不断恶化，为城市的可持续发展奠定基础。这是功在当代、利在千秋的大事，由以上分析可知，污水治理具有十分重要的现实意义。

一、污水处理厂工艺选择：

（一）取消初沉池

沉砂池中含大量原污水微生物和颗粒有机物直接进入生化反应池，使得进水有机物总量增加了，既保证了脱氮除磷对碳源的需要，提高了生化系统对氮、磷的脱除效率。同时节省了基建投资，并使运行成木降低。

由于大量己适应原污水环境的兼性菌的直接进入生化池，为微生物提供了良好的栖息场所。从而大大提高了活性污泥的质量，使得颗粒污泥比重和直径均大于常规活性污泥。微生物种类和数量的增加，提高了生化池的处理负荷和适应冲击负荷的能力，使污泥容积指数SVI较低，虽然活性污泥混合液浓度较高，仍保证了二沉池出水水质。

在反应池容积一定情况下，提高活性污泥浓度的同时降低了污泥负荷，延长了活性污泥的泥龄，为硝化菌的生长提供了有利条件，促使水中氨氮向硝态氮转化，争取到好氧硝化所需的时间容积。

高浓度活性污泥絮体内部存在的缺氧微环境，使反应池内存在着同步硝化反硝化作用，从而又提高了系统的脱氮效率。

（二）采用间歇曝气方式

新工艺通过在生化反应池实行间歇曝气，如曝气4h，停曝4h，循序进行。对两组生化反应池系统是交替曝气，如1号池曝气4 h, 2号池停曝4h，交替进行，从而造成生化反应池内周期性的好氧、缺氧和厌氧环境，在曝气阶段，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，在停止曝气阶段的前期，池内溶解氧迅速下降并接近于零，此时反应池内处于缺氧状态，微生物利用有机物做为氢供体使硝态氮反硝化并最终还原为N2后排入大气，从而达到脱氮目的，在停止曝气阶段的后期，水中的溶解氧和硝酸盐、亚硝酸盐中的氧均消耗殆尽，生化反应池内处于厌氧状态，此时，聚磷菌利用细胞内的聚磷分解产生能量，从污水中吸收易降解有机物做为碳源贮于体内，同时向污水中释放磷，在后续的曝气条件下，聚磷菌通过氧化体内贮存的碳源，过量地吸收水中的碳酸盐，合成为聚磷贮存于体内，实践证明，在好氧和厌氧交替进行的条件下，聚磷菌的吸收磷量大于释放磷量，因而通过剩余活性污泥的排放可以达到除磷目的。

二、污水处理方式：

在现代化污水处理厂中，污泥处理是污水处理系统的重要组成部分。城市污水处理厂在处理污水过程中，会产生大量的污泥，主要是初沉污泥和剩余污泥或消化污泥，由于污泥的含水率在95%--98%之间，无法外运、农用、深埋，需要

用脱水机先对污泥进行脱水。通常，污水处理厂运行费用高达每立方米0.53元左右，其中电费约占40% ,污泥处理费约占15%。将污水处理的成木分为电费、絮凝剂费用以及水费3部分，通过正交试验，探讨最经济有效脱水运行条件和处理技术。

（一）化学处理技术:添加某此化学药剂(如臭氧等)，和污水中的有害物质发生相应的化学反应，从而实现净化污水的效果。

（二）物理处理技术:适用于那此在性质方而或者体积方而很难进行后续处理的污染物质，‘常见的有筛选法、截留法、重力分离法、离心分离法等。

（三）生物处理技术:可细分为两种，种是好氧生物处理技术(如活性污泥法)，另种是厌氧生物处理技术以活性污泥法为例，其原理是，将空气连续小断地输入到污水中，为好氧微生物提供个理想的生长繁殖环境，该类微生物以有机物为食物，清除污水中的有机有害物质，从而实现对水质的净化。

三、对CASS新工艺的利用和建议

通过对CASS工艺城市污水处理厂实施生命周期评价，对各处理工段的环境负荷进行识别。以此为依据提出了影响CASS工艺生产水平的清洁生产评价指标，初步建立了一套由定性指标和定量指标构成的清洁生产评价指标体系，并结合生命周期评价结果，对部分指标的确定予以说明。对我国污水处理行业清洁生产标准的制定提出建议：

（一）将生命周期评价贯穿到清洁生产评价指标体系的构建中，不仅可以有效地识别污水处理厂的重点排污环节及处理效果，还充分体现了其环境影响负荷，为清洁生产评价指标的选取及指标权重值的确定提供了参考依据，避免了主观选取的弊端，具有理论可行性。

（二）根据城市污水处理厂LCA分析，污水处理厂清洁生产评价指标有6个一级指标(生产技术特征指标、资源及能源消耗指标、产品指标、污染物产生指标、资源综合利用指标及环境管理指标)和25个二级指标。其中生产技术特征指标及环境管理指标为定性指标，其余均为定量评价指标。

（三）面对目前严格的节能减排目标和污水排放标准，城市污水处理行业本身存在的诸如能耗大、管理水平低下等情况，本文建议对污水处理行业开展基础调研，建立不同土艺的城市污水处理行业清洁生产评价指标体系，确定合理的清洁生产评价指标值，作为清洁生产绩效的比较标准，以推动城市污水处理厂清洁生产审核开展。

四、城市环境工程污水治理措施

（一）引进新的污水处理工艺

污水处理效率高低与否直接取决于污水处理工艺的先进程度，此类工艺越是先进，那么污水处理效率越是理想现阶段，城市污水处理作业人多采用活性污泥法，因为该方法小仅能够降低有机负荷，而且能够减少能量消耗，还能节省运行费用然而，该方法仍旧无法完全满足城市污水治理的现实需要，寻找资源消耗少、费用较低、环境亲和力良好的污水处理工艺刻不容缓，所以，引进新的污水处理工艺便显得尤为重要了，应引起足够的重视，并落实到行动中去。

（二）合理布局污水处理厂

城市污水治理过程中，应针对污水处理厂等进行统筹安排和优化布局，如为城市污水处理厂确定更加科学的厂址及建设方案，从而为城市污水治理工作奠定坚实而有力的基础现阶段，我国城市污水治理效果之所以不明显，其原ICI主要有两个，一个是技术不够先进，另个是资金相对不足为实现对城市污水的高效治理，一方面应积极借鉴西方发达国家在城市污水治理方面的相关作法，另一方面应结合我国城市的具体情况，重视并加人相关资源(资金、人才、技术等)的投入，建立高水准的、专业化的研究机构，为城市污水治理“出谋划策”，促进城市污水治理水平的不断提高。与此同时，应大力推广那些先进的、可行的城巾污水处理技术，并投身于具有自主知识产权的相关技术及设备的研制和开发，从而促进污水处理效率的提高，改善城市水环境。

（三）提高管理及设备保养水平

对污水处理工作岗位上的相关人员进行积极培训，提高他们的职业素质和综合素质，从而促进污水处理管理水平的不断提高，进而促进城市污水处理设备使用率不断提高。就目前情况而言，我国污水处理设备中相当部分是由国外直接引进，该类设备运行段时间之后便会出现定程度的磨损和老化，所以，作为设备维修和管理人员应特别重视设备的维修和养护问题，并积极学习，不断丰富自身的理论知识，强化自身的操作技术，为设备故障的及时发现和有效处理奠定坚实的基础除此之外，还应重视并做好设备的更新换代，借助新型设备以提高城市污水处理的效率和质量。

结语

污水处理工艺水平的不断提高，使其更加低耗高效，更加便于管理。如何达成这目标，是每个城市均应积极思考的问题本文从引进新的污水处理工艺，合理布局污水处理厂，提高管理及设备保养水平等几个方面展开系统而深入的论述，希望能够为城市环境工程污水治理工作略尽绵薄之力。

参考文献：

[1]陈功,周玲玲,戴晓虎,董滨. 城市污水处理厂节能降耗途径[J]. 水处理技术,2012,04:12-15.

[2]白天喜. 城市污水处理厂的能耗研究与节能分析[D].长安大学,2012.

作者简介

程伟科(1986―),男，山东省济南市人，助理工程师，大学本科学历，主要从事污水处理工艺的研究。山东美泉环保科技有限公司 。

刘天宇（1984-），男，山东省济南市人，助理工程师，大学本科学历，主要从事市政与工业废水的处理工程设计工作。山东美泉环保科技有限公司。

刘钦成(1987―),男，山东省菏泽市人，助理工程师，大学本科学历，主要从事环保工程的设计与开发应用研究。菏泽聚兴化工股份有限公司。