發布時間：2023-05-28 09:39:58
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的水廠節能降耗樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
【關鍵詞】水廠；節能；改造；運行方式
近年來，我國政府相繼出臺了一系列加強節能工作的政策措施，節能降耗工作被提到前所未有的高度，是當前各行各業的熱點課題。自來水廠在實施生產的各環節中存在著不同程度的能量損耗，并因此而影響著自來水廠的經濟運行和用能效益。下面就結合實例，詳細說明在水廠中如何通過發現問題并經過技術改造，達到節能的目的，希望能提供經驗大家借鑒。
1.修復過度磨損的水泵水封環
在開展水廠節能挖潛中對各個泵站的水泵效率進行摸底分析，發現某水廠取水泵房的水泵效率發生下降，從泵效測試結果來看，比對水泵工況曲線，小時流量降低了約300立方米。通過進一步查對泵房歷史運行數據發現，效率下降現象與其前一段時間的取水泵房外取水格柵損壞修補時間相近，因此懷疑水泵在格柵損壞期間吸入異物造成水泵損壞。打開泵殼檢查發現水泵的水封環間隙磨損超標，大部分水封環已磨損超過3毫米以上，個別磨損達到8毫米，遠超過維護標準的0.25～1.10毫米。由于格柵損壞后，導致水泵從水源中吸入異物直徑大于正常的泥沙粒徑，加劇水泵內水封環磨損。水封環磨損超標將導致水泵內出水高壓區到吸水低壓區的泄流量増大，從而使得水泵效率大幅降低。
針對該問題，立刻對每臺取水泵進行開蓋檢查，更換超限磨損的水封環。更換水封環后，取水泵站的水泵出水量恢復到了水泵額定性能曲線的正常水平，由表1可以看到更換水封環前后水泵效率變化非常顯著。
2.改變水泵冷卻運行條件
水泵軸承冷卻原先從每側均直接引流一組冷卻水，冷卻水經軸承后夏季水溫溫升0.8℃，但冷卻水量調節已經很細，再調節將容易發生閥門堵塞。后選擇把冷卻水改為雙側返流使用，在驅動側的軸承冷卻水再供給非驅動側，改造后溫升1.6℃，整體不超過30℃，冷卻水量卻減少了一半，從而節約了相應冷卻水的水資源費用以及加壓能耗。
3.水泵泵殼及葉輪噴涂節能涂料
水廠配水泵站安裝14SA-10A型和24SH-9A型雙吸離心泵均為鑄鐵材質的水泵，這組水泵使用已經有10年以上，泵體內部銹蝕較為嚴重，泵殼凹凸不平，采用高分子超滑涂層對其進行節能改造，改造后經測試水泵能耗降低最大可達到10%。
分析節能原因：改造前泵殼打開可見泵殼內壁和葉輪表面已經嚴重銹蝕，其中泵殼部分表面銹蝕層達到1-2厘米，葉輪表面銹蝕深度有3-5毫米，通過噴砂打掉銹蝕層后，使用高分子涂料和填料進行抹平和噴涂處理，處理后表面粗糙度可達到Ra
故此對于非不銹鋼的水泵機組進行推廣應用，統計數據如下：
其中第二批噴涂后出現水泵出水喘振現象，導致無法閥門全開運行，系統效率不升反降，故此但這屬于極個別的現象，主要是噴涂后個別水泵在低揚程區域流量曲線與效率曲線形成雙峰特性所引起的。除了這一項特例外，水廠舊水泵采用噴涂后多達十幾種型號水泵效率都得到提升。
4.改進運行管理方式
水廠部分設備是分多期采購的，不同批次的設備之間可能存在性能差異，故此可以通過能效分析，尋找運行組合優化方式達到節能目標。
案例1、某水廠的內部提升泵站的提升軸流泵分兩批采購，在裝機后經運行統計比對發現，后一批采購的水泵效率要略高于前一批水泵，兩者之間的效率相差在2.5～5%之間。
故此，通過比對歷史數據，在日常開泵時，對水泵的開停機進行了優先級分級，日常供水負荷未達到最大值時可以優先啟動第二批水泵，第一批水泵僅保持最低限度的運行。通過調控開停泵優先次序基本上達到主用機組全部都是高效泵組，而低效泵組僅作為備用機組使用，使得整個泵站的電耗有所下降，見表2。
案例2、水泵泵站吸水井分為東西兩側，每側配兩臺機組，合計4臺水泵，由于兩側管路流量特性相似，以其中一側為例，開單臺機和開雙臺機組，則其泵站吸水井到出水總管回合段的水流流速相差一倍，而管路無論是動壓頭和阻力都是和流速的平方成正比。
故此根據如此分析，在開兩臺機時合理平均分配吸水井機組負荷流速將較負荷集中在一側時低一半，管路摩擦及動壓頭損失相差4倍，實測兩種不同運行方式之間水頭損失相差超過0.7米，當取水管路越遠時影響也將更明顯。
通過工藝、設備綜合分析，把找到的各項機組運行管理要求逐步細化，最終達到優化節能降耗的目的。
5.結語
總之，水廠節能工作需要從基本細節之處著眼，通過完善基礎的運行維護標準和系統的能效數據統計分析，在不影響正常供水壓力的前提下，制定出有效可行的節能方案，盡力在減少成本的情況下創造更大的經濟利益，使水廠處于良好運行狀態，這也是企業可持續發展的前提和基礎。 [科]
【參考文獻】
耗能高、占據土地過多、投資成本大、消耗時間長是傳統的污水處理方法的弊端。城鎮污水處理行業是高消耗能源行業，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個方面。其中污水處理廠中大型用電設備有攪拌推進器、潛水泵、風機、螺桿泵等。在污水處理工藝過程中，大量消耗能源工藝過程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國常見的二級城鎮污水處理廠能源消耗中，總能耗10%~20%是污水提升，總能耗的50%~70%是污水生物處理能耗(主要用于曝氣供氧)，總能耗的10%~25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。
2城鎮污水處理廠技術研究
（1）用電設備降耗節能措施。在污水處理中是非常重要的設備，運行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實現泵房的，達到污水處理節能的目標，必須要有有效的提高水泵的運行效能的措施。首先，為了在最有效的節約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調速方面的研發，使電機的轉速得到優化，進而降低排水的單耗。現實中。在污水凈化工作中，進入變頻工作的狀態的電動機，變頻器的運轉速度就可以得到調整或者是在一定范圍內選擇電動機最佳的運轉速度來實現節約能耗，綜合上述，通過對于變頻器調整，使得電動機在滿足正常工作情況下，實現電流最小、效率最大化，實現了降耗節能的目標。其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進而降低污水提升泵的揚程，合理利用地形，對水泵揚程進行設計也是非常必要的。同時在高程設計時盡可能的做到一次提升，選用合理的進水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進一步達到降低能耗的效果。（2）鼓風曝氣部分降耗節能措施。曝氣系統和其他機械系統（如攪拌、回流污泥和二沉池設備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%~70%是在這里產生的，對整個水廠的成本影響較大的就是曝氣系統的節能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關系是曝氣設備的調節能力，如果控制不到位或者調節能力，均會造成能源浪費，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應選擇調節能力合適的曝氣設備。（3）污泥處理系統降耗節能措施。隨著人們對能源需求不斷增加，新的能源類型被開發，其中，目前廣泛應用的能源類型就有太陽能。目前，已經有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應用太陽能方面進行了一定的研究。經過研究發現，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強度增高淺槽式集熱器水溫升高，且隨水深增加而降低，集熱器設備可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應用。此外，也有研究人員以自行設計的混合太陽能污泥干燥裝置，對機械脫水后的污泥進行了干燥處理，研究了該方式對污泥干燥處理的可行性。經過研究發現，太陽能對污泥進行干燥具有較高的可行性。（4）其他消耗降耗節能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節能空間也是存在的。可以將生物除磷技術應用在除磷環節，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學除磷方式來進行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進行污泥調理（包括化學調理和物理調理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實現節能降耗的目標還可以選使用輻射技術對污泥進行消毒，代替高溫高壓。在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關系到污水處理廠的降耗節能的水平，因此，根據污水處理劑的單價以及特點進行綜合選擇是在實際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時要保證藥劑不對于環境造成污染的基礎。并且也要考慮處理劑的用量。節約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對污水處理中所使用到的藥劑的用量進行更為精確的計算，并且提前進行方案設計，以降低在污水處理過程中對于藥劑造成的額外的浪費，以期達到最佳效果。
3結語
降低城鎮污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進城鎮的可持續發展。因此在實際工作中，提高對污水處理廠能耗有效認識，選擇更為合理工藝系統，在確保處理后污水能夠符合排放的標準，更好的實現對水資源環境的保護的目標的同時降低能源消耗。
作者:郭驍玥 單位:西南交通大學土木工程學院
參考文獻:
[1]相華旭.城鎮污水處理廠的能耗分析及節能降耗措施[J].科技創新與應用,2017(01):195.
[2]徐一雷.污水處理廠的節能控制及優化方式[J].科技展望,2017(03):80.
[3]王廣卿.城鎮污水處理節能降耗措施研究應用進展[J].科技視界,2016(14):257
[4]張虎軍.城鎮污水廠污泥處理處置節能降耗技術的應用[J].科技展望,2016(31):115-117.
關鍵詞：污水處理廠；城鎮污水；節能降耗；污泥處理
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.063
隨著社會的不斷進步，越來越多國家面臨諸多的環境污染問題，水域水質嚴重下降的現象不斷發生，水中生物數量越來越少，物種不斷地消亡，人類健康受到越來越嚴重的威脅，各國對污水處理及加大污水處理設施建設越來越重視，因此對城鎮污水處理廠節能降耗技術研究是非常必要的。
1 城鎮污水處理廠能源消耗組成
耗能高、占據土地過多、投資成本大、消耗時間長是傳統的污水處理方法的弊端。城鎮污水處理行業是高消耗能源行業，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個方面。其中污水處理廠中大型用電設備有攪拌推進器、潛水泵、風機、螺桿泵等。在污水處理工藝過程中，大量消耗能源工藝過程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國常見的二級城鎮污水處理廠能源消耗中，總能耗10%～20%是污水提升，總能耗的50%～70%是污水生物處理能耗（主要用于曝氣供氧），總能耗的10%～25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。
2 城鎮污水處理廠技術研究
（1）用電設備降耗節能措施。在污水處理中是非常重要的設備，運行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實現泵房的，達到污水處理節能的目標，必須要有有效的提高水泵的運行效能的措施。
首先，為了在最有效的節約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調速方面的研發，使電機的轉速得到優化，進而降低排水的單耗。現實中。在污水凈化工作中，進入變頻工作的狀態的電動機，變頻器的運轉速度就可以得到調整或者是在一定范圍內選擇電動機最佳的運轉速度來實現節約能耗，綜合上述，通過對于變頻器調整，使得電動機在滿足正常工作情況下，實現電流最小、效率最大化，實現了降耗節能的目標。
其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進而降低污水提升泵的揚程，合理利用地形，對水泵揚程進行設計也是非常必要的。同時在高程設計時盡可能的做到一次提升，選用合理的進水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進一步達到降低能耗的效果。
（2）鼓風曝氣部分降耗節能措施。曝氣系統和其他機械系統（如攪拌、回流污泥和二沉池設備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%～70%是在這里產生的，對整個水廠的成本影響較大的就是曝氣系統的節能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關系是曝氣設備的調節能力，如果控制不到位或者調節能力，均會造成能源浪費，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應選擇調節能力合適的曝氣設備。
（3）污泥處理系統降耗節能措施。隨著人們對能源需求不斷增加，新的能源類型被開發，其中，目前廣泛應用的能源類型就有太陽能。目前，已經有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應用太陽能方面進行了一定的研究。經過研究發現，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強度增高淺槽式集熱器水溫升高，且S水深增加而降低，集熱器設備可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應用。此外，也有研究人員以自行設計的混合太陽能污泥干燥裝置，對機械脫水后的污泥進行了干燥處理，研究了該方式對污泥干燥處理的可行性。經過研究發現，太陽能對污泥進行干燥具有較高的可行性。
（4）其他消耗降耗節能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節能空間也是存在的。可以將生物除磷技術應用在除磷環節，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學除磷方式來進行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進行污泥調理（包括化學調理和物理調理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實現節能降耗的目標還可以選使用輻射技術對污泥進行消毒，代替高溫高壓。
在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關系到污水處理廠的降耗節能的水平，因此，根據污水處理劑的單價以及特點進行綜合選擇是在實際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時要保證藥劑不對于環境造成污染的基礎。并且也要考慮處理劑的用量。節約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對污水處理中所使用到的藥劑的用量進行更為精確的計算，并且提前進行方案設計，以降低在污水處理過程中對于藥劑造成的額外的浪費，以期達到最佳效果。
3 結語
降低城鎮污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進城鎮的可持續發展。因此在實際工作中，提高對污水處理廠能耗有效認識，選擇更為合理工藝系統，在確保處理后污水能夠符合排放的標準，更好的實現對水資源環境的保護的目標的同時降低能源消耗。
參考文獻：
[1]相華旭.城鎮污水處理廠的能耗分析及節能降耗措施[J].科技創新與應用，2017（01）：195.
[2]徐一雷.污水處理廠的節能控制及優化方式[J].科技展望，2017（03）：80.
[3]王廣卿.城鎮污水處理節能降耗措施研究應用進展[J].科技視界，2016（14）：257
[4]張虎軍.城鎮污水廠污泥處理處置節能降耗技術的應用[J].科技展望，2016（31）：115-117.
[關鍵詞] 污水處理廠；能耗過高；節能降耗
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 108
[中圖分類號] TU922.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）07- 0223- 02
1 污水處理工藝流程，以及主要能能源消耗處
污水的處理主要能耗環節在提升機泵、沉砂池、污泥提升、曝氣、污泥脫水、格柵機、污泥回流等。
2 主要的耗能結構
2.1 污水提升系統的主要耗能處
污水提升系統主要工作原理是，通過污水處理泵將污水提升到水井口的高度以方便污水的自主流入，所以在這一環節的能耗主要與污水的提升速度以及提升量有關，同時提升機泵的工作效率以及提升高度也是非常重要的。在這一工藝流程中提升機的能耗占26%左右，在這一環節中一臺提升機大概擁有五臺機泵，其中兩臺是留作備用的。在這種情況下在購買提升泵時主要得考慮水泵的工作效率，高效率提升泵全天工作下來節省的能量也是相當可觀的。然而在實際工作中造成提升泵不能以最大效率工作的主要原因是污水處理廠的進水量不能滿足提升機以最大效率工作所需要的水流量。
2.2 曝氣系統的主要能耗
污水處理的過程中少不了微生物的分解這一步驟，然而微生物的活動往往少不了氧氣，曝氣系統的意義就在于在污水中溶解足夠的氧氣，以便在下一步的處理過程中微生物能夠有足夠的氧氣來維持活動。
針對溶氧量環節，在前幾年的研究中發現實際工作中溶解氧氣的量遠遠大于正常需要的最佳氧氣溶解量，在氧氣過多的情況下容易造成污物分解過快，水中缺乏營養，從而使污泥老化。更重要的是這種情況下能量的消耗將會大大增加進一步造成能源的浪費。
曝氣系統的另一個主要耗能環節就是污泥處理系統，在這一環節中消耗的電量甚至能夠整個污水處理系統消耗總電量的13%甚至更多。這個環節中一般需要3～4臺脫水機，不間斷的輪流進行工作，脫水機在實際工作中污泥的處理量卻遠不及它設計的實際應有工作效率，如果不能以最大的效率工作，污水處理能源的消耗量將會大大的增加，進而也就在成污水處理廠能耗過高不能正常運行的現象。.
3 降低污水處理能耗的主要方法
3.1 如何提升提升泵的工作效率
整個污水處理過程中提升泵是主要的動力消耗系統，想要做到降低能耗不僅要讓它工作在最大工作效率狀態，同時還要進行節能設計，降低提升泵能量消耗量的主要方法有以下幾種：第一，確定合適的提升泵功率。第二，結合水流量的變化確定合理的轉速排水量等。隨著季節的波動，不同的時間段內污水廠的進水量也各不相同，要根據不同時段水流量的不同，確定合理的功率，以降低能耗。
3.2 曝氣系統的節能途徑
由于曝氣系統向曝氣池供氧具有多變量、高相關、非穩態、大滯后等特點，國內大部分污水廠是通過操作人員對當前工藝運行情況和溶解氧測定值與設定值的偏差分析，根據經驗調節曝氣設備的開啟度來控制池內的溶解氧濃度以適應微生物反應需求，這種方法對溶解氧的調整大大滯后于系統的需求變化，嚴重影響處理效果。為了保證處理效果，設計人員選擇風機時往往要在計算需氣量基礎上加上一個足夠大的安全系數，過量供氧以滿足最大負荷時的需要，從而造成曝氣量與實際需氣量相差過大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國外的經驗合理的方法是對溶解氧進行在線檢測，及時反饋給供氧系統及設備以同步調整，將曝氣系統設計為定速加變速相結合的組合方式：①定速設備按平均供氧量選擇，定速運轉以滿足基本需氧量；②調速設備變速運轉以適應需氧量的變化；③需氧量波動較大時通過增減運轉臺數作為補充。
3.3 污泥處理系統節能途徑
污泥處理系統的能耗主要是由于脫水機選擇過大而造成大部分時間不在高效段工作，同時，為了提高污泥的脫水性能而投加過量的絮凝劑。因此設計人員應該精確計算污泥產量及含水率等，合理選擇脫水機的臺數和能力，最好通過試驗來確定絮凝劑的投加量。
4 結 論
污水處理系統的能耗主要在污泥的處理環節中，這一環節消耗的能量占整個污水處理系統能耗的55%甚至更多，其次就是污水提升系統和供氧系統，它們分別占總能源消耗量的24%和12%左右。只要降低了它們三者的能源消耗量，污水處理系統的能耗過高問題就能夠得到解決。首先就是要精確計算提升泵合理工作狀態，不能夠估算，也要根據水流量的變化確定合理的工作功率。其次溶解氧系統中主要是氧氣的溶解量不要偏高，配合其他設備的工作效率，以及污水量微生物量等確定合適氧氣溶解量。最后就是最耗能的污泥處理系統了，這一環節中要始終保持脫水設備工作在最高效率狀態，并根據情況適量添加絮凝劑等，以達到節省能源的目的。
主要參考文獻
[1]徐曉宇，李春光.污水處理廠運行的節能降耗技術進展[J].給水排水，2009，35（12）：47-50.
關鍵詞 污水處理廠；節能降耗技術；發展趨勢；應用策略
中圖分類號 X505 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)021-0159-01
人類的發展，離不開能源。但是，隨著人類社會的發展，能源短缺成為世界性的問題。因此，當今社會開始提倡“節能降耗”理念，創新節能降耗技術，以期可以實現有效利用能源、降低能源消耗的目的。隨著城市建設的不斷加快，在城市污水處理問題上，也必須堅持節能降耗理念，應用節能降耗技術，提高污水處理廠的污水處理效率，降低污水處理廠運行的總耗能，進而促進污水處理廠經濟效益的提高。
1 我國污水處理廠運行下的節能降耗技術
1）簡述我國污水處理廠運行下的節能降耗技術的發展。隨著經濟全球一體化的逐步深入，全世界各個國家都在為節能降耗、促進經濟發展做努力，相關技術人員積極創新能源利用理念，發展節能降耗技術，以實現緩解全球能源緊張局面的目的。在我國污水處理廠運行問題上，錢易院士、聶梅生先生等創新地提出清潔生產、可持續發展的污水處理技術，希望可以將節能降耗型污水處理技術的發展作為我國污水處理廠長期的努力方向。我國相關部門也頒布“新型、高效城市污水處理技術”文件，提出可持續發展的節能降耗技術在污水處理廠中的應用問題，并形成相關政策、法規，規范我國城市污水處理廠運行過程中節能降耗的效率。由此可將，我國對節能降耗技術發展的重視。相關科技人員經過不斷地研究與改進，我國節能降耗技術在污水處理方面已經取得初步成果。截止到2007年底，全國城鎮污水處理管理信息系統已經全線投入使用，并對全國各大污水處理廠的信息進行管理。其中最主要的就是管理污水處理廠運行下，各單元的能源物質消耗量，并根據這些數據，深入研究節能降耗技術，提高污水處理廠的運行效率，實現節能降耗的目的。
2）我國傳統污水處理技術與節能降耗技術的比較。現階段，污水處理廠作為處理城市污水最重要的場所，其污水處理手段受到社會各界的重視。因此，污水處理廠在節能降耗理念的指導下，以“少用或者不用不可再生資源、回收資源和產生的能源、無跨區污染”為原則，對城市污水進行有效地處理。傳統的污水處理技術常常采用強氧化劑進行污水處理，這種技術具有很多弊病，比如，在處理污水時所需要的化學需氧量耗能巨大，一些硝化與氨化反應所需要的能量同樣不可忽視；利用生物除磷法處理污水無法回收磷資源或者磷資源回收量少；另外，污水處理過程中，會產生大量的二氧化碳與污泥，這些物質影響大氣環境與土壤、河流環境。與傳統污水處理技術相比，節能降耗技術在處理污水過程中，應用厭氧技術處理污水以降低能量的消耗，并盡可能產生能源；將生物除磷法與化學除磷法相互結合，在有效去除磷的基礎上，大量回收磷資源；同時，減少二氧化碳與污泥的產生量，并將產生的物質通過有效轉化，變成可利用的能源物質。利用這種節能降耗技術處理污水，實際耗能大大的降低了，而且所需要的能源物質也在逐漸減少。
2 污水處理廠運行下，節能降耗技術的應用策略
在污水處理廠運行下，各級單元都在耗能，只是所消耗能源的總量不同而已。其中二級處理過程耗能量最大，占污水處理廠總耗能量的70%，其次是預處理單元，占20%。由此可見，在污水處理運行下，節能降耗技術應該重點應用在二級處理過程與預處理過程，對這兩個單元的污水處理過程進行深入研究，針對節能潛力最大的部分加大節能降耗技術的投入力度，再對其他單元的設備運行等方面考慮節能降耗途徑，從而提高污水處理效率，保證節能降耗目的的實現。
1）二級處理單元節能降耗技術應用途徑。在二級處理單元處理污水過程中，對能源的消耗主要表現在處理設備消耗電能上，因此，本文首先對二級處理單元中各個設備的電能消耗過程進行分析。通常，污水處理廠中所用的設備為攪拌器、內回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、鼓風機、二沉池刮泥機、加藥泵幾部分，這些部分對電能消耗的比例（相對二級處理總耗能來說）分別是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%，其中耗電能量最大的即是鼓風機。因此，要想有效提高二級處理單元的節能降耗效果，需要參考風量、風壓、曝氣量等參數，科學、合理地選擇鼓風機，并建立精確的曝氣流量控制系統，實現智能化曝氣調節。并在處理設備中加設回收二氧化碳裝置，以降低二氧化碳的產生量。同時還要控制污水處理廠的運行參數，將反應器單體在線數、單位溶劑能量輸入、混合液水平等都控制在一定的數值之下，使這些處理組件的運行能夠在保證處理污水效率的前提下，降低能源消耗。經過實踐證明，這種控制參數的節能降耗技術可以有效節能35%
左右。
2）預處理單元節能降耗技術應用途徑。在預處理單元處理污水過程中，對能源的消耗同樣表現在處理設備的電能消耗上，其中進水泵的電能消耗占整個預處理單元耗電量的95%，這是一個相當巨大的數字，因此，污水處理廠需要合理選擇進水泵，提高進水泵的工作效率。目前，應用效果較好的是改良型A2/O工藝。它是將污水從選擇池進入厭氧池進行厭氧細菌的處理，再到缺氧池與好氧池，經過內回流過程，將產生的污泥回流到沉淀池進行分解與過濾，產生剩余污泥與出水。經過改良型A2/O工藝處理的污水，剩余污泥產生量較少，而且所消耗的能源是0.15 kW?h左右，提高了污水處理的效率，達到節能降耗的目標。
3）其他節能降耗技術應用途徑。對于其他單元的節能降耗技術應用，主要是對處理污水工藝的設計與改進上。可以根據不同的情況，采用氧化溝工藝或者厭氧氨氧化工藝來降低處理含氮物質的能源消耗，它在短程除氮反應中可以節省近60%的能源；國家相關部門可以出臺一些強化污泥處理政策，以降低剩余污泥量；另外，還可以建立沼氣池，利用污泥產生的沼氣發電、燃燒發熱等產生能源，這樣既解決了產生廢氣的問題，又緩解能源緊張局面。
綜上所述，城市污水處理廠在發展過程中，節能降耗技術的應用也在不斷地發展，對污水處理的效率也得到大大提高。相信，隨著技術人員對污水處理廠處理技術的不斷研究，工作人員對節能降耗技術的應用也將越來越純熟，污水處理廠將充分發揮其巨大的節能潛力，緩解社會的能源緊張局面。同時，在污水處理廠運行過程中，應用節能降耗技術，還可以提高污水處理廠的經濟效益，為企業的發展起到積極的促進作用。
參考文獻
[1]劉禮祥,張金松,施漢昌,何苗.城市污水處理廠全流程節能降耗優化運行策略[J].中國給水排水,2009,16.
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關鍵詞：節能降耗合理調配分時電價優化調度最大需量
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A
鄭州市自來水投資控股有限公司石佛水廠是一座利用黃河側滲水為水源的地下水處理廠，日設計供水能力10萬噸，由黃河灘區水源地井群、水源地至石佛配水廠輸水管線和石佛配水廠三部分組成。水源地建配電所一座，系10KV并倒高壓雙電源，饋1饋2分段運行，設計布井46眼，一期工程成井32眼，二期工程成井14眼，其中淺井28眼，中深井18眼。地下水由深井泵提升，通過約11公里長的輸水干管輸送至配水廠處理。由于地下水水質較好，水處理工藝比較簡單。源水經曝氣池跌水曝氣后進入濾池過濾，加氯消毒后進入清水池，再經送水泵房加壓送至城市管網。工藝圖如下:
石佛水廠引進國外先進的儀器和自控設備，自動化程度較高。目前已實現加氯系統的自動控制，廠區對水源地井群的遙測遙控，濾池自動化反沖以及泵房機組的遠程開停，除水源地配電所外其它工藝崗位均已實現無人值守。
水廠運作的主要成本是電耗，它們占整個供水能源消耗的90%以上，電費支出占總成本的30%~50%左右。由此可見，如何降低電耗是水廠節能降耗工作中非常重要的一個環節。石佛水廠根據自身優勢，加強效能監督，穩步推進節能降耗。通過將任務指標與管理責任制進行定額考核，直接與獎罰掛鉤，激發職工節能降耗的積極性和責任心。具體措施如下：
一：合理調配井群，降低制水單耗
在進廠流量為2500 m3 /h的情況下，對井群各單井流量Q和電流A進行定期測量。計算出各單井Q/A值并進行排序，然后根據各單井Q/A值的大小開井，Q/A值大的單井優先開啟，合理調配水源井群，降低制水單耗。另外，石佛水廠采用氨基磺酸+二氧化碳的方法對部分單井進行洗井，促使單井動水位提高2~8米、出水量提高20~80 m3 /h，同樣降低了制水單耗。
截至2013年度12月份，制水單耗454.63kW?h /比2012年同期降低了24.65 kW?h /（去年同期是479.28 kW?h /）,截至2013年12月份石佛水廠共制水23400.383，共節約用電24.65*23400.383=576819.441kW?h，節約電費（按全年平均計費單價0.7108元計算）總計41003.3元。
二：利用分時電價政策，實行優化調度
從2003年7月起，河南省為了優化電力資源配置、提高電能利用效率、滿足經濟發展和城鄉居民用電的需求對大工業用戶等實行分時電價計費。即電費由直計電費、基本電費、力率獎懲、財政附加、三峽金額、電基金額六個部分組成，分時計費前直計電費單價（即平電價）為0.33元/ kWh。直計電費在分時電價政策下調整如下：
尖時段（18:00~22:00）電價=目錄電價×1.7倍，峰時段（8:00~12:00）電價=目錄電價×1.5倍，平時段（12:00~18:00，22:00~24:00）電價=目錄電價，低時段（0:00~8:00）電價=目錄電價×0.5倍；電費的其它四個部分改制前后不變。
石佛水廠利用電費的分時計費原則和清水池的調蓄作用，對井群實行優化調度，削峰避尖填谷。石佛水廠現有清水池兩座，每座清水池長47m、寬43m、有效水深為3.8m，總有效容積為15000m3 ，反沖泵流量為2300m3 /h。為此提出了在0:00加開井，8:00減停井的“優化”調井模式。具體方法如下：
0：00加開井以次日8:00清水池水位漲至3.5m為控制目標，3.5m水位既考慮了清水池的高水位節能運行，又保證了生產突況時能夠及時處理。
8：00減停井以使清水池在0:00水位降至滿足晚間（0:00~次日8:00）最大用水量和次日8:00水位到達3.5m為控制目標。考慮到清水池的安全運行和突況的處理，0:00的計算水位不得低于0.8m，實際運行下限水位為不得低于0.5 m。
這樣調配就可以在基本不改變用電量的情況下，充分利用分時電價的原則使電費大為降低。2013年1~12月份，水源井各時段用電量及電費如下表：
如不采用優化調度，水源井均衡生產，各時段用電量及電費如下：
由此可見，優化調度后總用電量不變，但節約電費：5913660.1-5722168.2=191491.9元。
另外，石佛水廠還采用濾池夜間反沖洗的方法，將原來白天的濾池反沖時間放至5:00~7:00時間段。這不但一定程度上節約了電費，還考慮了原水流量的突變對原水濁度及濾池運行平穩性的影響。2013年1~12月份，石佛水廠反沖水用電量為308353.6kW?h ，所需電費為308353.6*0.3372=103976.8元。若改為白天反沖，即使在平時段也需電費：308353.6*0.6292=194016.1元，可見夜間反沖至少節約電費194016.1-103976.8=90039.3元。
此外，由于清水池的強調蓄能力和供水隨季節、氣候、節假日等的影響，源水管道內流速不是很大，源水輸送管網難免會沉積物質，增加沿程水頭損失，增大水源井電耗。因此，我廠定期谷時段大流量沖刷源水管道，提高水源井輸水效率。
三：合理調節最大需量
石佛水廠水源地及配水廠的基本電費按最大需量收取，收費標準為28元/月?千瓦。根據這個規定，石佛水廠調度室每月進行有計劃的調配井，使饋1饋2均衡開井，保證不出現饋1線最大需量過大或者饋2線最大需量過大的現象。對于檢修一條饋線或者維護濾池等特殊情況，盡量有計劃的安排，并保證清水池高水位運行，且在恢復運行時避免盲目的開井。截至2013年12月份，石佛水廠在這方面比2012年同期節約經費40556元。
四：使用變頻裝置
1 創建資源節約型水務刻不容緩
吉林市水務集團已建廠84周年，供水管網總長近1000公里，日供水能力50.5萬m3/d，供水人口150萬。因建廠早，跨越幾個歷史時期，飽經滄桑，管網及設備陳舊老化，耗能高，效率低，漏損率長期居高不下；水價長期偏低造成成本倒掛，政策性虧損嚴重，累積債務達3億元。面對嚴重的挫折和挑戰，集團員工既沒有氣餒，也沒有后退，而是在集團班子帶領下，奮力拼搏、克難求進，全力實施節能降耗增收節支對策，尋求經濟結構調整與增長方式轉變的路子，使水務工作步入良好發展軌道。我集團公司是個耗能大戶，供水機組裝機總容量為14390KW，由于近年來多次電漲價使電費在制水成本中所占比例已由上個世界末的21%上升到目前的34%，加大了供水企業的經營壓力。因此，節能降耗，增收節支，增加生產，厲行節約乃是應對全球金融海嘯，構建和諧社會和民族復興的當務之急，水務行業全力創建資源節約型水廠，刻不容緩。
2 建設高質和諧水務的對策與效益
2.1 優化調度，突顯高效設備的作用。
在我公司五個水廠中，有三個水廠設備陳舊落后，產能低下，只能低負荷運行。二水廠、三水廠是近幾年新擴建的水廠，設備好、效率高、節能降耗幅度大，是生產中優先運行的設備。二水廠1998年擴建投產，采用法國DEGREMONT公司技術，設備先進、高效。三水廠2006年投產，設計中采用了快速混合、紊流多微渦反應、小間距斜板淺池沉淀、恒水位等速過濾V型濾池、全流程自動控制等國內外先進設備。二、三水廠節電22%，節水34%，節省人力52%。不僅節能效果好，而且出廠水質全面達標。經五個水廠權衡利弊考慮，我們進行水廠優化生產調度時，使二、三水廠承擔60~65%的負荷，其他三個水廠承擔35~40%的負荷。
2.2 把好設計關，應用變頻調速技術，使水泵在高效區工作。
我公司三水廠舊系統取水泵站，始建于1975年，因設計原因泵房室內地面沒有下臥到合適的標高，投產后最大取水量為9.5萬m3/d，為設計值的88%，為水泵額定值的79%。每m3水耗電量為0.124KWh，比新建泵站取水機組每m3水耗電量高36%。鑒于上述情況，我們在2006年投產的新泵站中，安裝了三臺上海KSB水泵廠的RDL-600-670A水泵，其性能參數為Q=2800~4800m3/d，H=22~33m，配套電機功率為355KW。該泵的特點是：結構合理，效率高，抗汽蝕能力強，運行可靠，效率η≥80%（比原來提高3%~5%），水泵設計安裝標高比舊系統取水泵低4.86m，達到自灌啟動，單機平均出水流量經測試為4500m3/d，滿足設計要求。每送1m3水電耗為0.079KWh（比過去節電36%）。新泵站采用高壓變頻調速，對取水泵355KW/10KV 3臺機組采用北京利德華福HVRSVERT-A10/030大功率變頻器對兩臺變頻機組進行一拖二開環運行方式，即根據清水池水位手動調節頻率，一般頻率運行在38~45Hz之間。不僅滿足了取水量的要求，還有效地降低了電耗。對送水泵560KW/10KV 3臺機組選用HVRSVET-A10/045帶手動一拖二旁路的變頻器進行閉環運行。變頻器有效的水泵閉環控制功能使水泵調節平滑可靠，轉速無波動，電網側功率因數提高0.96以上，單臺機組節電率達32%以上，三水廠每年節省電費100多萬元。除此以外，變頻調速、恒壓供水技術，在一水廠、二水廠、四水廠都得到了應用，效果亦然。
2.3 大力降低供水管網的漏損率。
吉林市管網漏失率長期居高不下，在40%左右徘徊，并愈演愈烈。為降低漏失率，公司采用外聘與內查兩個隊伍，齊頭并進。所謂外聘即：招聘河北保定金迪，長春市鑫龍兩支探漏隊伍；內查是公司客戶服務中心成立一個探漏科。三支隊伍各自承擔區域查找管網。自2007年5月至2008年末，用累積一年半的時間在船營、昌邑、豐滿、龍潭四個區域的160多平方公里的范圍內，幾只隊伍分片包干，用LD-96漏水探知機。艾格瑪（Eigma）多頭數字相關儀，英國RD-320井蓋定位儀；2M聽漏桿等儀器在長1000公里的輸配水干線路徑上，晝夜兼程，采用路面聽音、閥栓聽音、閥栓漏水聲波探測、管道探測、GPRS衛星定位法共探測出地下暗漏298處，并及時修復。制止漏水量2102 m3/d，相當于每年1840 萬m3/年流量，全年可創造價值1200多萬元。使吉林市的供水形勢有所好轉，基本解決了部分區域吃水難的問題，其社會效益和經濟效益不言而喻。自展開該項工作以來，截止2009年七月份，我公司的日供水量比2006年降低3.4萬m3/d，降幅為11%；供水的產銷差率降低了8個百分點。轉貼于
2.4 進行市區管網的二次供水改造，提高輸配水能力，降低管網的能源消耗。
吉林市有231065戶居民，108萬二次供水人口長期面臨“吃水難”的局面，自二〇〇二年起進行二次供水改造工作，獲益匪淺：
2.4.1 新上了DN800、DN700、DN500三條過松花江管線，使全市船營、昌邑、龍潭、豐滿四個城區達到聯網供水。
2.4.2 鋪設DN500至DN1200大口徑管線60多公里，新上DN63~DN325的UPVC、PPR、PE塑料管線380公里。
2.4.3 將原來935個加壓泵站減少到100個（規劃），可節省建筑面積10萬㎡，相當于節省資金2.5億元，節省設備及配管費1.5億元，合計4億元。
2.4.4 節省值班人員1700人，每人年薪以2萬元計，每年可節省人員工資0.34億元。
2.4.5 改造前電機總容量為15000KW，全年耗電量9198萬KWh，改造后電機總容量為4900KWh，為改造前的33%，采用微機變頻調速恒壓供水設備，并有75%的泵站取消了清水池，采用無負壓供水節能效果好，全年總耗電量2125萬KWh，比改造前節電77%，相當于每年節省電費5814萬元（0.822元/KWh）。
2.4.6 遠程控制自動化程度高，保證全市24小時供水，方便了用戶。
2.5 開展增收節支活動成效可觀。
目前我國正面臨著經濟結構調整與增長方式轉變的轉型期，這個轉型期，目標明確無誤，這就是實現現代化，實現中華民族的偉大復興；轉型的途徑早已昭告天下，這就是落實科學發展觀；轉型的方向，也早已溫暖人心，這就是構建社會主義和諧社會。水與電是國力強盛與民族復興的重要能源，屬于戰略性資源，關乎國家經濟命脈，并對下游產品產生直接影響。近年來，世界經濟飛速發展，大大加劇了能源的過度開發，過度需求與過度浪費。吉林市是個豐水城市，以庫容108億立方米的松花湖為水源，人均水資源占有率為全國平均值的1.8倍，并且水質好，屬于II～III類水體。但近年來受異常氣象和水源污染的影響，給水質凈化增加了一定的難度。吉林市的自來水廠建于1927年，至今已達84周年，跨越幾個歷史時期，飽經滄桑，管網及設備陳舊老化，加上資金短缺，仍然存在著耗能高、效率低、水資源流失嚴重的問題，要徹底轉變尚需一段時間，為實現中華民族的偉大復興，集團領導在經濟轉型中，堅持科學發展觀，充分發揮第一生產力的作用和技術潛質，廣辟節約創收蹊徑，成效可觀，現就生產、技術、企管等主要環節淺析如下。
2 廣辟節約創收節能降耗蹊徑的對策與效果
2.1 應用高端工藝改造落后產能，水質與產量顯著提高
吉林市水務集團第一供水廠是個已建廠84年的老水廠，設備陳舊老化，雖經多次改造，仍然產能低下，四個凈化系統每日只能生產6萬m3/d的水，水質尚不能完全達標，與飛速發展的現代凈化新工藝相比，它就顯得很落后了。然而根據我國的國情及建設節約型社會的宗旨，目前有些老的凈化設備尚不能淘汰。為滿足居民高質用水的需要，經工程技術人員的考察調研和論證，在一水廠三個凈化系統中（新平流沉淀池、浮沉池、老平流深沉池）引進了哈爾濱市多項水處理技術有限公司19組并聯管混合器；420片絮凝網格板，可形成140萬個主微渦；同程同阻25mm加長型小間距斜板150m2，80mm間距側向流斜板66m2；30mm間距側向流斜板44m2。這些現代高端凈化工藝設備在以上三種池型中安裝運行后，出廠水濁度達1NTU以下，水質與產能卓見成效，供水量由6萬m3/d增加到8.5萬m3/d，僅用400萬元的投資就換取了每天增產2.5萬m3/d優質成品水的成果，每年可為企業增收600多萬元。
2.2 進口設備國產化，降低設備維護費用，確保安全供水
1998年我公司二水廠從法國得利滿公司引進的設計能力為12萬m3/d供水設備投產運行，一段時間后出現故障。
由于設備及部件價格昂貴，購置周期長，勢必嚴重影響安全供水。為解決這一問題，我們對部分設備進行了國產化，效果尚稱理想，主要方法有三：
2.2.1 取代法：2002年二水廠從W&T公司引進的V2020遠程真空加氯機玻璃轉子計量罩受損，如進口需1.6萬元，到貨修復約1個月時間。經調研，找到了合作廠家，研制出替代產品，價格為進口的20%，僅十多天即解決問題。
2.2.2 破解吸收法：從某國ABB公司引進送水機組電動機4臺，因制造工藝缺欠，投產以來，先后有3臺主機主絕緣被擊穿，需進行大修。由于原電機采用了整浸技術，必須進行整線圈更換式大修。如利用國內現有絕緣材料，既要滿足絕緣等級（F級），還要滿足原功率要求，給大修帶來了大難題。面對挑戰，我公司工程技術人員與大修廠家一道，破解這一難題。進而絕緣提高一級（H級），防護不變（IP23），磁路參數不變。經運行測試，較為理想，如此破解了國外電機利用國內現階段絕緣材料進行大修的難題，又提高了電機的效率，為公司節省資金100多萬元。
2.2.3 自身保護法：進口設備有一些關鍵部件是對用戶限制的。PLC插件之一TSXAEM411，是調節恒液位過濾的關鍵部件，外方改動了其中部分部件，沒有專用的設備不能將其中的程序解讀，更不可能進行更改，這件部件，在保修期內就壞了近半，故價格很高，而且要到外方公司去購買。經分析我方技術人員對濾池系統的PLC加裝高精度穩壓電源來進行保護，運行幾年來沒有發生過損壞的事件。
2.3 廣尋節能降耗途徑，建設節能型水務
吉林市水務集團是個耗電大戶，供排水裝機總容量19390KW，其中水廠14950KW，二次供水加壓泵3422KW，目前電費在制水成本中所占比例已由上個世紀末的21%上升到目前的34%，加大了供水企業的經營壓力。為保護民生，建設和諧水務，必須狠抓節能降耗工作，主要途徑如下：
2.3.1 應用變頻調速技術，提高水泵的效率
提高水泵的效率是水泵節電的關鍵，實際上就是提高水泵的有效功率。例如吉林市三水廠擴建后，在可預見的十年內，供水能力必然有較大的冗余量，故采用高壓變頻調速，以滿足未來十年供水量的頻繁變化與調節，確保供水時效性與經濟性這兩個指標有效統一，實現高效節能環保與穩定生產的可控制動態平衡。故對取水泵355KW/10KV 3臺機組選用帶手動一拖一旁路的變頻器進行閉環運行。變頻器有效的水泵閉環控制功能使水泵調節平滑可靠，轉速無波動，電網側功率因數提高到0.96以上，單臺機組節電率達32%，三水廠每年可節省電費100多萬元。
2.3.2 較大型的水泵盡量采用自灌式啟動
三水廠舊系統取水泵站建于1975年，由于設計原因，泵室內三臺水泵的安裝高度偏高，允許吸上真空高度只有2.45m，2.34m，0.68m，而自流管線長達350m，減去自流管線的水頭損失，以上3個數值所剩無幾，致使水泵抽力差，易汽蝕，投產后泵站的吸水能力滿足不了每日10.8萬m3/d要求，最大取水量僅為9.5萬m3/d，為設計值的88%，為水泵額定值的79%。每m3水耗電量為0.124kw，比新建泵站自灌式取水機組每m3水耗電量高36%，節能降耗效果不好。鑒于上述情況，在2006年投產的新取水泵站中，安裝了三臺上海KSB水泵廠生產的RDL-600-670A水泵。該泵的特點是：結構合理，效率高，抗汽蝕能力強，運行可靠，效率η≥80%，（比原來提高3%―5%），水泵設計安裝標高比舊系統取水泵低4.86m，達到自灌啟動，單機平均出水流量經測試為4500m3/h，僅開一臺機組就能達到一期設計流量，節電36%。
2.3.3 在二次供水改造工程中實現了實時監控，有效地控制了能源的消耗。
吉林市原有加壓泵站935個，其中水務集團管理的有120個，占13%，其余87%即415個由產權單位自管，雖然泵站數量很多，但耗電量也很大，仍然解決不了群眾吃水難問題，管網漏失率高達40%，用戶的水龍頭經常流出黃水來，高層樓房成了上甘嶺，群眾怨聲載道。二OO二年至二OO九年進行二次供水改造，將原來935座舊泵站改造成100座大中型區域加壓泵站，實時監視和控制。節電效應很好，改造前加壓泵電機總容量為15000kw，全年耗電量為9198萬kwh，改造后加壓泵電機總容量為4900kw，為改造前的33%；改造后全年總耗電量為2125萬kwh，比改造前節電77%，相當于每年節省電費5814萬元，群眾吃水難的問題基本得到解決。
2.3.4 大力降低供水管網漏損率，節約水資源
