突发！四川启动能源供保一级响应 污水厂有哪些节能降耗措施？

2022年8月21日零时四川省启动突发事件能源供应保障一级应急响应。

今年7月以来，四川省面临历史同期最高极端气温、历史同期最少降雨量、历史同期最高电力负荷叠加的严峻局面，高温灾害与旱灾并行，电力供需矛盾极为突出。为全力以赴保安全、保民生、保重点，尽最大努力减少对全省经济发展和人民群众生产生活的影响，坚决打赢电力保供攻坚战，按照《四川省突发事件能源供应保障应急预案（试行）》规定，经批准，决定于8月21日00:00启动四川省突发事件能源供应保障一级应急响应。

这是2022年1月四川政府办公厅印发《四川省突发事件能源供应保障应急预案（试行）》以来，四川首次启动最高级别的应急响应（从高到低分别为一级、二级、三级、四级响应）。

污水处理属于能耗密集型行业，其消耗的能源主要包括电、燃料及药剂等，电耗占总能耗的60%～90%。平均电耗约为0.292 KWh/m³，属于高耗能企业。污水处理厂节能途径有以下几点：

一、预处理单元节能途径与措施

进水泵是预处理单元最大的耗能设备，是该单元节能的关键设备。污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统, 主要包括污水提升泵的节能；正确科学地选择水泵, 使其在高效率下工作；合理利用地形，通过减小污水的提升高度来降低水泵的轴功率;定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗等。

1、合理选择进水泵

污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，必须将水泵系统和管道系统结合起来，根据系统的特性来选择合适的水泵。

由于污水量往往随着季节、天气、用水时间等不断变化，因此选择的水泵必须满足系统输送最大流量的需求。但从经济的角度考虑，采用最大流量选取的水泵实际上全速运转的时间不超过10%，大部分时间内水泵处于低效运转。

因此，为了使水泵处于高效工作状态，应根据管道系统的特性曲线选择合适的水泵。

2、合理选择电机

水泵电机不能将所有输入的能量转变成机械能，电机输出的机械能与使用电能的比值称为电机效率。电机效率一般为70%～96%，电机在低负荷 下工作一般效率较低。

选择与水泵负荷相匹配动力的电机对于保持电机的高效运转非常重要。通常选择大功率的电机来满足额外负荷的需求，而大功率的电机在低负荷下的工作效率都比较低。由于无功电流的增加，功率因数下降，电机在负荷≥75%的条件下工作其效率比较高，而在50%的负荷下工作其效率较低。

最近几年高效率的电机有了新的发展，但价格比较昂贵，费用比标准电机高15%～25%。通常，由于其运行费用较低，在电机投入运行后，该部分投资的回收期很短，一般几个月或者数年就可回收增加的成本。

因此，在污水处理厂新建设计或升级改造工程中，应优先选用高效电机。

3、合理降低水泵扬程

为了达到节能效果，降低水泵扬程可采取如下措施：

1）设计高程时，尽量做到一次提升，避免多次提升污水。尽量利用重力流、自流经过处理构筑物，避免由于多次反复提升带来的能量消耗。

2）设计构筑物的进、出水口形式和管道之间的连接方式时，要合理选用设备的型式，减少处理流程的水头损失。各构筑物和管线的布置应紧凑、简洁，避免不必要的拐弯和长距离输送，这既可以减少水头损失，又可以降低污水一级提升泵的扬程，这将大大降低电能消耗。

3）改固定堰为可调堰，非淹没堰为淹没堰，落差可由35-40cm减少到10cm。充分考虑构筑物的特征和构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如污泥浓缩池与调节池或初沉池集中。

4）当实际条件允许时，可把某些处理单元合建，如中和反应池与沉淀池，反应池与气浮池或滤池，调节池与浓缩池，格栅与沉砂池等，以此降低土建工程量。一些国家总水位差比较小，如日本，关键在于初沉池、曝气池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相连，水流通畅，最大限度减小了水头损失。

5）在平面设计时，充分考虑构筑物的特征与构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如把污泥浓缩池与调节池或初沉池集中，节省土地资源，减少水力输送环节，降低能耗。

4、定期维护及检修

定期对系统进行检修，消除阀门、管线、水泵内的结垢，保证管线不渗漏；定期维护皮带、齿轮、轴承和过滤器，防震和隔热也是水泵节能的有效措施。

水泵像其他机械设备一样，随运行时间的延长磨损不断加大，流量和泵扬程也会有所下降，及时维护与检修尽管增加了额外的检修费用，但检修后通过消除水泵结构的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。

二、二级处理单元节能途径与措施

二级处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上。其中，鼓风机是全厂最大的耗能处理单元，因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上。

1、鼓风机的合理选型

鼓风机选型时，首先应具有充足的压力，鼓风机向曝气池充氧，必须克服管路阻力、曝气池液位高程及曝气头堵塞、水位变化等带来的额外阻力。

风机流量是风机选型的关键参数，在小流量范围内，一般罗茨鼓风机的成本最低，性价比较好；在中流量范围内，多级离心风机成本比罗茨鼓风机稍高，但是其能耗低、效率高，性价比较好；在大流量范围内，单级离心风机成本最低，能耗也最低。

在风机选型时应 综合考虑风量、压力、经济性等参数，尽量采用高效鼓风机。

2、曝气量的精确控制

目前绝大部分污水厂的曝气调节方式由人工调节曝气立管的阀门开度，控制精度不高而且劳 动强度较大。精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统，为曝气系统提供自动化、精确化的曝气解决方案。

精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量，并按照该气量进行精确控制，曝气控制系统会连续检测曝气量，及时检测系统中压力的微小变化，控制系统及时进行调整。

三、污泥处理单元节能途径与措施

污泥处理单元的节能重点应该在污泥进泥泵及污泥浓缩机的节能降耗上。对于进泥泵的节能，可参考进水泵的节能措施。

以现阶段污泥处理系统情况看，要想减少污泥脱水系统的能耗，可从以下3方面入手：选择高效絮凝剂，确定最佳投加量；精心操作，科学调整各环节之间关系，使压滤机高效运转，降低泥饼含水率，达到减少电耗、用水量，降低运输费用；工作人员严格操作维护规程，以降低检修费用。

其实，要想从根本上达到节能目的，在污泥处理过程中，还可通过如下几个主要方面来进行节能。

1、选择高效低能耗设备

从能耗角度来看，带式压滤机能耗相对较少，但带式压滤机比板框压滤机易发生堵塞。带式浓缩脱水一体机浓缩和脱水一体化，无需设污泥浓缩池及搅拌设备，减少来占地面积，自来水耗量小，能耗较低。

卧螺沉降离心脱水机占地少，采用封闭式系统，运行条件好，设备磨损率低，运行费用较低。

2、厌氧沼气的利用

污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化可产生甲烷沼气，体积约占60%。把产生的沼气送至锅炉房燃烧，可用于消化池加温、污水厂取暖等，同时沼气还可用于发电可回收大量电能，一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30%，降低了污水厂电能消耗及运行费用。

四、分布式光伏助力污水处理厂“节能降耗”

2020年4月，国家5部委曾出台文件，鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。2021年11月，浙江省能源局正式印发全国首个针对整县推进分布式光伏开发试点工作的省级实施工作导则，文件明确对现有污水厂和自来水厂的光伏安装比例要求达到90%以上。

2022年6月13日，生态环境部等七部门印发《减污降碳协同增效实施方案》中指出，在污水处理厂推广建设太阳能发电设施，同时，开展城镇污水处理和资源化利用碳排放测算，优化污水处理设施能耗和碳排放管理。

在污水处理厂的成本结构中，其消耗的能源主要包括电、燃料及药剂等，电耗占总能耗的60%～90%。，平均电耗约为0.292 KWh/m³，属于高耗能企业。住建部统计数据显示，目前我国共有污水处理厂5000多座（不含乡镇污水处理厂和工业），污水处理能力达2.1亿立方米/日。据此测算，污水处理厂单日耗电量高达6132万KWh。因此，在“碳中和”目标以及“能耗双控”政策下，污水处理厂的“节能降耗”就成为重中之重，而分布式光伏发电则成为最佳解决方案。

光伏发电成本持续降低，加之污水处理厂空间庞大的天然优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。目前看来，污水处理厂+光伏模式具备广阔的前景。实际上国内有不少污水处理厂已建成或正在建设光伏发电站。