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城市污水处理能耗能效研究进展
更新时间:2016-09-07 来源:《现代工业经济和信息化》 作者:卢军辉

众所周知,城市污水处理作为保障城市稳定运转,保护城市生存环境的关键技术,其对于城市发展有着重要的作用。而随着人们的能源意识逐渐加强,城市污水处理的高耗能问题逐渐成为人们关注的焦点,现今,我们的城市污水处理技术在能源消耗上还存在着巨大的问题,如何通过节能的手段、技术和途径来降低污水处理能耗就成为了研究的重点。下文针对当前我国城市污水处理存在的问题进行研究,就一些节能技术和手段展开分析。

1.当前中国城市污水处理存在的问题

1.1中国城市污水处理现状分析

所谓城市污水物理就是对城市生产生活废水进行处理,改变污水的性质,使其不会对环境水域产生危害而采取的措施。目前,我国的污水处理面临着水污染严重、污水治理起步较晚、基础差、要求高等形式。在传统的污水处理基础上进行了一系列的升级和创新,根据不同特性研制出了多种新型处理技术。尽管我国在全国661个城市中设有多个污水处理厂,但与国际上的行情相比较,我国城市污水处理效率低下,再加上污水处理厂建设滞后,污水处理设施和方案耗能较高,最终影响着城市污水处理的效果。而能源问题一直以来都是我国污水处理的焦点,因技术不成熟、工艺处理占不到优势,导致城市污水处理能源消耗高,以及致使污水处理成为高能耗的工程。根据相关调查显示,我国城市污水处理厂能耗主要对于污水、污泥的处理耗能就能占到整个污水厂直接消耗能源的60%以上。

1.2当前城市污水处理存在的问题

另外,因我国对于耗能没有一个明确且清晰的界限和标准,在实际的污水处理过程中,缺乏对于污水处理厂能量需求的制定,这就使得污水处理厂的能量消耗测定更加有挑战性。再加上缺乏对污水处理设施和污水处理厂能耗的相应调查,在实际使用中的耗能与间接消耗则无法反映出来。除此之外,因缺乏一个科学合理的标准对城市污水处理能耗进行评价,各地对于能耗的标准不一,采用的指标也不同,有的是根据污水处理量来制定,以一定数量的污水处理量电耗值作为指标,而有的却是以污染物的数量,以其所表示的能耗作为指标。因此,很多城市对于污水处理能耗的最终评价不一,再加上处理工艺与步骤复杂,最后使得能耗评价不能准确反映出实际处理消耗。

2.城市污水处理节能途径

2.1完善能源使用审计与管理

需要特别注意的是,城市污水处理能耗分析研究与技能技术、手段的发展往往是不同步的,因污水处理能量平衡分析不成熟,尽管政府和相关部门制定了一系列的技能措施和实施措施,但技术和研究跟不上,使得污水处理节能战略止步前。因此,为推动城市污水节能处理战略的进一步落实,首先要做的就是完善能源使用审计与管理,促进相关战略和措施落实。早在20世纪70年代,WPCF所编制的污水处理厂运行手册中就曾提出过针对当时污水处理厂节能的基本方案,包括各单元过程的能量用量分析、节能措施制定等。后来,更有研究者针对特定的单元过程,将污水处理厂作为一个整体来考虑能源消耗要素,提出了减少能量费用的两种策略:节约和符合管理,这对于跟踪节能方案的实际效果和实现手段都有促进作用。

2.2提高能效技术手段

1)事实上,城市污水处理工艺能量密集过程和操作主要集中的就是生物处理单元,尤其是曝气系统”1和污泥处理系统。通过对曝气设备进行改进来提高曝气系统的能效技术,随着设备的不断革新与改进,总体上可以分为两种。一方面,利用淹没式的多孔散头使其产生空气泡,通过空气泡的运动将氧气运送至溶液中。另一方面通过机械的胶东,是大气中的氧进入到溶液中。前者因输氧效率较高,因此可以节约很大一部分风量,从而减少能源损耗,目前被使用在很多国家的污水处理技术中。而后者通过改变曝气系统的运行方式以达到节能的效果,同时这种方式还能增加生物处理系统功能,在污泥处理中用淹没式搅拌器混合还能有效去除磷,保证系统运行稳定性。

2)污泥处理系统对于污泥处理系统来说,要实现其高能效,最关键的就是进行能量回收。正如前面所说,在实际的城市污水处理中,污泥处理大约占到了总污水处理厂耗能的6成左右,而通过技术处理进行改革,至少可以消化四成左右。而最后还要对消化的气体进行存储,以转化为机械能活着电能,实现高效的循环再利用。另外,将固体的废弃物与污泥进行集中焚烧,也就是城市垃圾焚烧发电技术,将燃烧佘热转化为电能,还能为污水处理厂提供一定的电量,最终降低能耗。

2.3推广节能新工艺

当前城市污水处理技术的能耗较高,而随着人们意识的提升,选择合理的节能高效措施成为关注的解决城市污水高耗能问题的重要途径。综合国内外的相关研究得出,未来节能研究发展还将进一步深入,将会涉及到生物热力学、化工热力学以及能源工程学等多个领域。而更多节能新工艺的使用需要更多的资金投入和政策支持,相信在未来,绿色、低能耗的城市污水处理技术将广泛发展,为我们打造一个安全、舒适的生存环境。

3.结语

城市污水处理是一个长期性、涉及面广的工作,因其高耗能使其成为城市发展的一大阻碍因素。而通过完善能源使用审计与管理,提高能效技术手段,同时进一步推广节能新工艺,全面促进城市污水处理新工艺的运用,最终从根本上解决污水处理高能耗问题。

 版权、出处:《现代工业经济和信息化》

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