養殖汙水處理新技術-城市汙水廠（chǎng）節能降耗措（cuò）施初探

近（jìn）年來，城（chéng）市汙水產量大幅度增（zēng）加，養（yǎng）殖汙水處理量也在（zài）不斷增加，養殖汙水處理屬於能源密（mì）集型產業，其能耗不可低估。屠宰汙水處理設備最大限度的實現了係（xì）統的（de）集成，減少占地麵積；無汙染，無噪聲，無異味，減少二（èr）次汙染；不受屠宰汙（wū）水量的限製（zhì），機動靈活，可單個使用，也可多個聯合使用（yòng）；針對性（xìng）強，可有效去除屠宰汙水中的有機物以及氨氮；整個屠宰汙水處理設備處理係統配有（yǒu）PLC全自動（dòng）電氣控製係統和設備故障報警（jǐng）係統（tǒng），運行安全可靠，平（píng）時一般（bān）不需要（yào）專（zhuān）人管理，隻需適時地（dì）對設備進行（háng）維護（hù）和保養（yǎng），管理費用小。針對目前養殖汙水處理能耗高的問題，探討了養殖汙水處理廠各處理單元節能降耗的（de）優化運行方法。
隨（suí）著國民經濟建設的不（bú）斷發展（zhǎn），許多國家都出現了嚴重的環境汙染（rǎn）等問題（tí）。大（dà）多數國家（jiā）的水質嚴重下降，水中生物數量減少，大多數物種消失，人類健康受到威脅。因此，各國都意識到養殖汙水處理和養（yǎng）殖汙水處理設施建設（shè）的必要性。據統計，截至2012年3月底，全國共有3340個城市，縣養殖汙水處理廠投入運行，總設計處理（lǐ）能力達到1.43億m3/d[1]。
但是，隨著城市汙水（shuǐ）量的不斷（duàn）增加，養殖汙水處理廠的數量不斷增加，養（yǎng）殖（zhí）汙水處理率（lǜ）也越來越（yuè）高。然而，養殖汙水處理是一個能源密集型產業。過度的能源消耗嚴重阻礙了中國城市養（yǎng）殖汙水處理廠的建設和管理，加劇了中國麵臨的能源危機，使許多中小型養殖汙水處理廠（chǎng）難以正常運行。因此，在能源供應不足的情況下，積（jī）極尋求能源優化策略和降低（dī）能耗是（shì）養殖汙水處（chù）理廠未來發展的必（bì）由之（zhī）路（lù）。
1、城市（shì）養殖汙水處理廠（chǎng）能耗（hào）構成
城市養殖汙水處理廠的能（néng）量是促（cù）進各生物反應器和養殖汙水（shuǐ）處（chù）理（lǐ）廠正（zhèng）常運行的必（bì）要條件。養殖汙水處理設備采用玻璃鋼、碳鋼、不鏽鋼防（fáng）腐結構，具（jù）有（yǒu）耐（nài）腐蝕、抗老化等優良特性，使（shǐ）用壽（shòu）命長達30年以上；放置（zhì）於地表以下，設備上麵的地（dì）表可作為（wéi）綠化或其（qí）他用地，不（bú）需要（yào）建房及（jí）采暖（nuǎn）、保溫。其能耗可分為直接能耗和間接能耗兩類。直接能耗包（bāo）括汙水提升泵的（de）能耗、曝氣（qì）係統、機械攪拌、汙泥回流泵、汙（wū）泥脫水（shuǐ）和汙泥消化熱（rè）能。間接能耗包括（kuò）絮凝劑、外碳源、氯氣、活性炭以及生產過程中所需的一係列能源。
目前，中（zhōng）國典（diǎn）型的二級城市養殖汙水處理廠能耗占總（zǒng）能耗的10%和20%，汙水生物處（chù）理（lǐ）能耗（主要用於曝氣、供氧（yǎng））占總能耗的（de）50%。汙泥處理占總能耗的（de）10%和25%，3個能（néng）耗的總和占直接總能耗的70%以上。
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針對養殖汙水處理廠的能耗構成，本文討（tǎo）論的處理（lǐ）單元（yuán）主要有汙水提升泵房、生化處理單元和汙泥脫水（shuǐ）處理單元。養殖（zhí）汙水處理設備采（cǎi）用玻璃鋼、碳鋼、不鏽鋼防腐結構，具有耐腐蝕、抗老化等優良特性，使（shǐ）用壽命長達30年（nián）以上；放置於地表以（yǐ）下，設備上麵的地表可作為綠化（huà）或（huò）其他用地，不需要建房及采暖、保溫。
提升（shēng）泵房機組節能（néng）優化（huà）技術探討
汙水提升裝置節能優化運行的主要目的是如何節約汙（wū）水提升泵的能（néng）耗。汙水提升泵的節能應從設（shè）計過（guò）程入手，考慮（lǜ）節能設計，根據管道係統的特點曲線，正確、科學地選擇（zé）泵，使泵在其高效段工作，合理利用地形。降低（dī）汙水揚程，降低泵軸功率。
其次，支撐泵的電動機的選擇（zé）也非常重要。選擇與泵負載相匹配的電機可以使電機高效運行。高效電機比標準電機價格（gé）高出15％~25％，但運行維護成本低。手術後，這部（bù）分投資可以快速恢複[2]。因此，在（zài）新養殖汙水處理（lǐ）廠的設計（jì）或升級中，優選高效電動機。
2.2生化處理裝置節能優化技術
目前，我國生化處理（lǐ）裝置采用的主要（yào）技（jì）術有A2/O脫氮除磷工藝（yì）、氧化溝工藝和序（xù）批式活性汙泥法(SBR)[3]。從處理（lǐ）裝置節能降耗的角度出發，主要涉及曝氣係統(主)、回流係統和藥劑（jì）加料係統三個方麵。
在A2/O反硝化除磷工藝中，SBR工藝以微孔曝氣為基（jī）礎，氧化溝工藝主要采用刷式曝氣、倒傘式（shì）曝氣等機械曝氣。
微（wēi）孔曝（pù）氣係統所需的（de）空氣量由風扇提供，羅茨鼓風機和TURPO鼓風機是（shì）當前養殖汙（wū）水處理廠中常用的鼓風機。羅茨鼓風機通常通過變頻器節能，通常由中小型養殖汙水處理廠使用，並且（qiě）在運行期間必須（xū）是隔音的（de）。 TURPO風扇使用（yòng）其匹配的MCP控製開關設備在線監控實時數據，結合入口流量（liàng）控製（zhì）風扇導葉的開（kāi）啟和開啟數量，並控製曝氣量以避免風量浪費。高。
另外，微孔曝氣裝置也是該裝置的（de）重要組（zǔ）成部分。該裝置的選材可以（yǐ）提高氧（yǎng）氣利用率。例如，近年來，我（wǒ）國養殖汙水處理廠廣泛使用的橡膠膜微孔曝氣器擴散的（de）微氣泡直徑為1.5-3.0 mm，具有較高（gāo）的氧利用率和動態效率。由陶瓷、剛玉和粗陶（táo）瓷製（zhì）成的（de）曝（pù）氣已逐步停止。氣體裝置。
機械通氣可分為旋轉刷(圓盤)和倒傘式曝氣器[4]。對於倒傘式曝氣器，由於安裝的設備較少，一般是通過在其中一（yī）兩（liǎng）台上安裝變（biàn）頻器（qì）來實現變負荷的節能運行。對於深（shēn）溝氧（yǎng）化溝，采用（yòng）旋轉刷(盤)曝氣時，采（cǎi）用相應的（de）螺旋槳作為混合推進流動的主要設備（bèi），推進裝置的能耗普遍較低，水下推進設備不受控製和（hé）保持開放。另一方（fāng）麵，旋轉電刷(盤)是由時間序列控製模式（shì）控（kòng）製的。通（tōng）過控製開敞站的數量和空間布置位置的調（diào）整，可以適應汙水進水負荷的變（biàn）化，實現節能的優化運行。
對於A_2/O氧化溝和SBR工藝，曝氣速率的控製將決（jué）定整個係統的處理（lǐ）效果和廢水處理（lǐ）廠的能耗水平。少量曝氣（qì）直接影響出水水（shuǐ）質，大量曝氣會造成大量的（de）能耗，大量（liàng）的氣體會破壞汙泥絮體，影響出水水質。目前，大（dà）多數廢（fèi）水處理（lǐ）廠隻有在出（chū）水水質超標時才會改變曝氣速率。隻要出水水（shuǐ）質達到（dào）排放標準，曝氣速率（lǜ）將保持恒定。
當養殖汙（wū）水處理廠的進水量變化時，出水指數會大幅波動。而且，當水負荷（hé）低時，浪（làng）費（fèi）了（le）大量的氣體，因（yīn）此按需通氣將（jiāng）逐漸成為主要的發展方向。
2.3汙泥脫水裝置（zhì）節能及優化（huà）運行技術
汙泥（ní）脫水裝置的節能優化主要與脫水劑的選型和藥劑用量有關。汙泥脫水（shuǐ）機可分為板框（kuàng）式汙泥脫水機、帶式汙泥脫水機、離心汙泥脫水（shuǐ）機、堆垛式汙泥脫水機。帶式壓（yā）濾機受汙泥負（fù）荷波動的影響較小（xiǎo），具有含水率低、能耗低、啟動穩定等優點。然而，由於運營環境惡劣，維修工作量大，基本建設成本（běn）增（zēng）加。因此，它的使用較少。
與其他（tā）類型的脫水機（jī）相比，板框（kuàng）壓（yā）濾機的汙泥餅固含量最高，可達35%以上，但占地麵積大，運行間歇，效率低，運行環境差，存（cún）在二次汙染。因此，許多大型養殖汙水處理廠在汙泥處理設備（bèi）的選擇上更傾向（xiàng）於離心脫水機。
目前，一些采用氧化溝工（gōng）藝的養殖汙水處理廠將考慮適當延長（zhǎng）汙泥齡，減少汙泥排放量，增加汙泥中的灰分（fèn）含量，並在一定程（chéng）度上提（tí）高汙泥中固體含量。通過合理分配。合理控製（zhì）了高效（xiào）沉（chén）澱池的（de）下沉時間，汙泥排放時間和汙泥排放量，汙泥濃縮池濃度和汙（wū）泥濃度，提高了離心機的運行效率，降低了脫水（shuǐ）裝置的運行（háng）單元和運行時間，有效降低了能耗。目前，一些（xiē）新（xīn）的養殖汙水處理廠配備了變頻自動給藥係統（tǒng），可以根據泥（ní）漿（jiāng）量的變化控製劑量，以減少藥物消耗，減少（shǎo）間接能耗。
3結語
城市養殖汙水處理能耗直接關係到養殖汙水處理行業、環境和經濟的（de）可（kě）持續發展。因此，養殖汙水處理能耗和效率的研究具（jù）有工程實用性和前景，是一個綜（zōng）合性、可挖掘性的研究課題。但（dàn）目前（qián）對這方麵的研究（jiū）較少，因此對養殖（zhí）汙水（shuǐ）處理廠能（néng）耗的研究具有十分重要的意義。
通過對城市養殖（zhí）汙水（shuǐ）處理廠能耗組成、分配比和能（néng）耗特點的（de）研究，發現城市養殖汙水處（chù）理（lǐ）廠的（de）節能降耗措施主要從汙水提升係統、曝氣係統、汙泥（ní）處（chù）理（lǐ）係統等三個方（fāng）麵進行。具體涉及水泵（bèng）、曝氣設（shè）備、推進混合設備、汙泥（ní）處理設備等主要耗能設備的節能選型和改造，以及運行管理（lǐ）措施的優化。
針對我國城市（shì）養（yǎng）殖汙水處理的現（xiàn）狀，對我國（guó）城市養殖（zhí）汙水處理廠的全過程進行能（néng）耗評（píng）價，實現節能降耗的（de）優化改造，是今後（hòu）的重要研究方向。