养殖污水处理新技术-城市污水厂节能降耗措施初探

近年来，城市污水产量大幅度增加，养殖污水处理量也在不断增加，养殖污水处理属于能源密集型产业，其能耗不可低估。屠宰污水处理设备最大限度的实现了系统的集成，减少占地面积；无污染，无噪声，无异味，减少二次污染；不受屠宰污水量的限制，机动灵活，可单个使用，也可多个联合使用；针对性强，可有效去除屠宰污水中的有机物以及氨氮；整个屠宰污水处理设备处理系统配有PLC全自动电气控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养，管理费用小。针对目前养殖污水处理能耗高的问题，探讨了养殖污水处理厂各处理单元节能降耗的优化运行方法。
随着国民经济建设的不断发展，许多国家都出现了严重的环境污染等问题。大多数国家的水质严重下降，水中生物数量减少，大多数物种消失，人类健康受到威胁。因此，各国都意识到养殖污水处理和养殖污水处理设施建设的必要性。据统计，截至2012年3月底，全国共有3340个城市，县养殖污水处理厂投入运行，总设计处理能力达到1.43亿m3/d[1]。
但是，随着城市污水量的不断增加，养殖污水处理厂的数量不断增加，养殖污水处理率也越来越高。然而，养殖污水处理是一个能源密集型产业。过度的能源消耗严重阻碍了中国城市养殖污水处理厂的建设和管理，加剧了中国面临的能源危机，使许多中小型养殖污水处理厂难以正常运行。因此，在能源供应不足的情况下，积极寻求能源优化策略和降低能耗是养殖污水处理厂未来发展的必由之路。
1、城市养殖污水处理厂能耗构成
城市养殖污水处理厂的能量是促进各生物反应器和养殖污水处理厂正常运行的必要条件。养殖污水处理设备采用玻璃钢、碳钢、不锈钢防腐结构，具有耐腐蚀、抗老化等优良特性，使用寿命长达30年以上；放置于地表以下，设备上面的地表可作为绿化或其他用地，不需要建房及采暖、保温。其能耗可分为直接能耗和间接能耗两类。直接能耗包括污水提升泵的能耗、曝气系统、机械搅拌、污泥回流泵、污泥脱水和污泥消化热能。间接能耗包括絮凝剂、外碳源、氯气、活性炭以及生产过程中所需的一系列能源。
目前，中国典型的二级城市养殖污水处理厂能耗占总能耗的10%和20%，污水生物处理能耗（主要用于曝气、供氧）占总能耗的50%。污泥处理占总能耗的10%和25%，3个能耗的总和占直接总能耗的70%以上。
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针对养殖污水处理厂的能耗构成，本文讨论的处理单元主要有污水提升泵房、生化处理单元和污泥脱水处理单元。养殖污水处理设备采用玻璃钢、碳钢、不锈钢防腐结构，具有耐腐蚀、抗老化等优良特性，使用寿命长达30年以上；放置于地表以下，设备上面的地表可作为绿化或其他用地，不需要建房及采暖、保温。
提升泵房机组节能优化技术探讨
污水提升装置节能优化运行的主要目的是如何节约污水提升泵的能耗。污水提升泵的节能应从设计过程入手，考虑节能设计，根据管道系统的特点曲线，正确、科学地选择泵，使泵在其高效段工作，合理利用地形。降低污水扬程，降低泵轴功率。
其次，支撑泵的电动机的选择也非常重要。选择与泵负载相匹配的电机可以使电机高效运行。高效电机比标准电机价格高出15％~25％，但运行维护成本低。手术后，这部分投资可以快速恢复[2]。因此，在新养殖污水处理厂的设计或升级中，优选高效电动机。
2.2生化处理装置节能优化技术
目前，我国生化处理装置采用的主要技术有A2/O脱氮除磷工艺、氧化沟工艺和序批式活性污泥法(SBR)[3]。从处理装置节能降耗的角度出发，主要涉及曝气系统(主)、回流系统和药剂加料系统三个方面。
在A2/O反硝化除磷工艺中，SBR工艺以微孔曝气为基础，氧化沟工艺主要采用刷式曝气、倒伞式曝气等机械曝气。
微孔曝气系统所需的空气量由风扇提供，罗茨鼓风机和TURPO鼓风机是当前养殖污水处理厂中常用的鼓风机。罗茨鼓风机通常通过变频器节能，通常由中小型养殖污水处理厂使用，并且在运行期间必须是隔音的。 TURPO风扇使用其匹配的MCP控制开关设备在线监控实时数据，结合入口流量控制风扇导叶的开启和开启数量，并控制曝气量以避免风量浪费。高。
另外，微孔曝气装置也是该装置的重要组成部分。该装置的选材可以提高氧气利用率。例如，近年来，我国养殖污水处理厂广泛使用的橡胶膜微孔曝气器扩散的微气泡直径为1.5-3.0 mm，具有较高的氧利用率和动态效率。由陶瓷、刚玉和粗陶瓷制成的曝气已逐步停止。气体装置。
机械通气可分为旋转刷(圆盘)和倒伞式曝气器[4]。对于倒伞式曝气器，由于安装的设备较少，一般是通过在其中一两台上安装变频器来实现变负荷的节能运行。对于深沟氧化沟，采用旋转刷(盘)曝气时，采用相应的螺旋桨作为混合推进流动的主要设备，推进装置的能耗普遍较低，水下推进设备不受控制和保持开放。另一方面，旋转电刷(盘)是由时间序列控制模式控制的。通过控制开敞站的数量和空间布置位置的调整，可以适应污水进水负荷的变化，实现节能的优化运行。
对于A_2/O氧化沟和SBR工艺，曝气速率的控制将决定整个系统的处理效果和废水处理厂的能耗水平。少量曝气直接影响出水水质，大量曝气会造成大量的能耗，大量的气体会破坏污泥絮体，影响出水水质。目前，大多数废水处理厂只有在出水水质超标时才会改变曝气速率。只要出水水质达到排放标准，曝气速率将保持恒定。
当养殖污水处理厂的进水量变化时，出水指数会大幅波动。而且，当水负荷低时，浪费了大量的气体，因此按需通气将逐渐成为主要的发展方向。
2.3污泥脱水装置节能及优化运行技术
污泥脱水装置的节能优化主要与脱水剂的选型和药剂用量有关。污泥脱水机可分为板框式污泥脱水机、带式污泥脱水机、离心污泥脱水机、堆垛式污泥脱水机。带式压滤机受污泥负荷波动的影响较小，具有含水率低、能耗低、启动稳定等优点。然而，由于运营环境恶劣，维修工作量大，基本建设成本增加。因此，它的使用较少。
与其他类型的脱水机相比，板框压滤机的污泥饼固含量最高，可达35%以上，但占地面积大，运行间歇，效率低，运行环境差，存在二次污染。因此，许多大型养殖污水处理厂在污泥处理设备的选择上更倾向于离心脱水机。
目前，一些采用氧化沟工艺的养殖污水处理厂将考虑适当延长污泥龄，减少污泥排放量，增加污泥中的灰分含量，并在一定程度上提高污泥中固体含量。通过合理分配。合理控制了高效沉淀池的下沉时间，污泥排放时间和污泥排放量，污泥浓缩池浓度和污泥浓度，提高了离心机的运行效率，降低了脱水装置的运行单元和运行时间，有效降低了能耗。目前，一些新的养殖污水处理厂配备了变频自动给药系统，可以根据泥浆量的变化控制剂量，以减少药物消耗，减少间接能耗。
3结语
城市养殖污水处理能耗直接关系到养殖污水处理行业、环境和经济的可持续发展。因此，养殖污水处理能耗和效率的研究具有工程实用性和前景，是一个综合性、可挖掘性的研究课题。但目前对这方面的研究较少，因此对养殖污水处理厂能耗的研究具有十分重要的意义。
通过对城市养殖污水处理厂能耗组成、分配比和能耗特点的研究，发现城市养殖污水处理厂的节能降耗措施主要从污水提升系统、曝气系统、污泥处理系统等三个方面进行。具体涉及水泵、曝气设备、推进混合设备、污泥处理设备等主要耗能设备的节能选型和改造，以及运行管理措施的优化。
针对我国城市养殖污水处理的现状，对我国城市养殖污水处理厂的全过程进行能耗评价，实现节能降耗的优化改造，是今后的重要研究方向。