您現在的位置: 中國汙水處理工程網 >> 汙水處理技術 >> 正文

城鎮北京快三節能策略

發布時間:2020-9-12 9:10:07  中國汙水處理工程網

  截至 2017 年底,全國設市城市汙水處理能力達 1.57億 m3/d,全國累計處理汙水量達 462.6 億 m3。2017 年全國全社會用電量為 63077 億 kW·h,汙水處理電耗占比約 0.4%。同時,在汙水處理環節,相對於美國汙水廠平均電耗指標 0.2kW·h/m3、日本汙水廠 0.26kW·h/m3,我國北京快三耗電量均值在 0.3kW·h/m3 左右,大幅度高於發達國家,節能空間較大。由此可見北京快三節能降耗的重要性與迫切性。

  1 北京快三能源消耗特征

  北京快三能源消耗類型包括電力、熱力、蒸汽、天然氣、柴油、汽油等及耗能工質,其中電耗約占汙水處理綜合能耗的 60% ~ 90%。用於描述北京快三的能效指標,除了常用的單位綜合處理能耗、單位綜合處理電耗、單位水處理電耗、單位汙泥處理電耗,亦有部分北京快三采用了去除單位 BOD5 能耗、去除單位 COD 能耗、每年服務的單位人口當量能耗、每年設計的單位人口當量能耗等指標來描述能源消耗情況。汙水處理廠能效指標與以下因素有關:(1)汙水處理規模。在其他因素相同的情況下,在設計處理能力範圍內,北京快三單位綜合處理能耗與處理規模成反比;(2)進出水濃度。進水濃度越高,排放標準越高,單位綜合處理能耗越大;(3)處理工藝。通常采用膜處理單元的北京快三,膜生物反應池 MLSS 濃度高需加大水動力和曝氣強度,且泥水分離過程需保持膜驅動壓力,單位綜合處理能耗較大;(4)運行負荷。較低的運行負荷會增加單位綜合處理能耗。

  按照廠區各功能單元劃分,北京快三能源消耗的統計範圍:(1)生產係統,包括格柵、預處理係統、生化反應係統及回流係統等,需要注意的是,在進行汙水廠能耗對標分析、橫向比較的時候,需將生產係統能耗統計口徑進行統一,部分北京快三的生產係統不包括深度處理,或處理後汙泥含水率較高,會顯示出較低的能耗指標;(2)輔助生產係統,包括供電係統、機修車間和庫房等;(3)附屬生產係統,包括辦公室、食堂、司機班、車間浴室、休息室、更衣室等;(4)企業內貯存、轉換、計量供應(包括外銷)損耗。在整個汙水處理的過程中(不含汙泥處理單元),生化處理單元運行能耗占整個北京快三的 55% ~ 60%,能耗占比最大;汙水提升係統用電量占比約 25%。汙泥脫水、消化和處理,處理車間除臭,亦是設施較完備的北京快三的重要用能環節。由於上述設施在我國現狀北京快三尚未大規模普及,因此在環保要求日益嚴格的將來,北京快三的能源消耗總量和強度將會有顯著的提升。以下著重分析預處理、生化處理、汙泥處理三個環節的能源消耗特點。

  1.1 預處理

  汙水提升與混合的泵機係統是預處理單元中的高耗能環節。泵的功率、電機、泵所采用的驅動係統、流量控製方式是泵機效率的主要影響因素。如果實際運行條件與泵的最佳效率點不能匹配,就是因泵機內部液體產生的湍流、摩擦和回流現象將導致泵機係統效率降低和水頭損失。預處理單元的主要耗能設備包括汙水提升泵、衝洗泵等。具體聯係汙水寶或參見http://www.520ugo.com更多相關技術文檔。

  1.2 生化處理

  生化處理中的曝氣是該處理單元的關鍵性耗能環節,約占總能耗的 50%。曝氣係統的能耗收到需氧菌種群、進水負荷、出水水質、處理工藝、處理規模和運行年限等因素的影響。生化處理單元主要耗能設備包括鼓風機、汙泥回流泵、推進器、攪拌器等。華南某北京快三的曝氣電耗如表 1 所示。

}]IZ%WMPGECV4%}AL8WVBXD.png

  1.3 汙泥處理

  常用的汙泥處理工藝包括汙泥濃縮、消化、脫水、穩定化等環節,汙泥處理係統能耗與進泥量、進泥泵選型和運行方式、出泥含水率等因素有關。華南某采用改良 AAO 工藝的北京快三,各處理環節的主要耗能設備:(1)預處理環節為汙水提升泵、衝洗泵、事故排汙泵、羅茨鼓風機;(2)生化處理環節為潛水推進器、好氧~缺氧回流泵、鼓風機;(3)消毒及尾水處理環節為尾水提升泵;(4)汙泥處理環節為汙泥幹化機、進料泵、壓榨水泵、水洗泵。廣東某采用 AAO 微曝氧化溝工藝處理生活汙水和工業廢水混合汙水的北京快三,針對預處理、生化處理、汙泥處理單元的設備能耗進行了分析,結果顯示,羅茨曝氣風機、汙泥提升泵、汙泥回流泵、格柵除汙機、帶式壓濾機、反衝洗泵的運行能耗占比分別為 42%、30%、7%、5%、3%、2%。

  2 北京快三節能策略與措施

  2.1 對於預處理環節的節能措施

  預處理環節的能源消耗主要是來自汙水的提升泵,其能源消耗占整個預處理環節的能源消耗的 95%。目前,多數北京快三在水泵選型的時候選擇的設備揚程較高,導致了能源消耗高。在進行水泵揚程設計時,要將汙水處理係統的總水位差利用水力學進行精確的計算。另外,還有一些城鎮中的北京快三未對進廠水量進行調節以實現連續進水,從而導致水泵頻繁啟停,導致泵房的能源消耗非常高。在泵組選型的基礎上,根據進水特點合理調整水泵運行編組,如變頻泵與定速泵相結合,使其在安全運行的範圍內實現高水位運行,亦有利於節能。此外,定期對水泵機組進行檢修和維護,及時更換軸承和葉輪,通過減小表麵粗糙度實現水泵的持續高效運行。

  2.2 對於曝氣係統采取的節能措施

  目前,多數采用活性汙泥法的汙水廠普遍存在溶解氧濃度波動大、曝氣過量等問題,影響汙水處理效果的同時導致能源的低效利用。曝氣係統可從下幾方麵來實現節能目標:(1)根據日高峰或者時高峰需要的溶解氧量合理設定曝氣係統規模,曝氣量的有效把控可以使活性汙泥在溶解氧不充足的時段還能正常工作一個階段,同時不影響出水水質;(2)選擇曝氣設備時綜合考慮供氧能力和調節能力,以提高曝氣係統的實際曝氣效率;

  (3)利用變頻調速係統來進行風量調控;(4)設計的反應器結構要按照氧傳遞規律來設計。

  北方某北京快三結合水質水量特點通過在線檢測溶解氧濃度,將其控製在既滿足出水水質要求時的最低濃度要求,並保證進入二沉池的處理水具有一定溶解氧濃度防止厭氧反應的發生,以合理降低鼓風機風量,達到節約曝氣能耗的效果。此外,目前北京快三多采用微孔曝氣,裝置易產生堵塞從而增加電耗和維修保養成本,而射流曝氣器在氧轉移效率等方麵有明顯優勢,單位用電量處理 BOD5、COD 的量比微孔曝氣裝置分別高 30%、110%,顯示出更高的能源利用效率。某些北京快三采用了數學模型、模擬仿真、人工智能等手段來控製生化處理單元的曝氣量,但目前這些手段的應用尚未大規模推廣。

  2.3 對於汙泥處理環節的節能措施

  汙泥處理環節中汙泥脫水是關鍵的能耗單元,可通過高效絮凝劑的投加提高汙泥的沉降性能,達到降低能源消耗的目的。過熱電聯產係統對厭氧消化產生的沼氣加以利用,可為北京快三的其他單元供應能源,實現能源收益。汙泥立式高幹度脫水、汙泥囊式厭氧消化、汙泥除砂式預處理、高效熱解爐、四軸式大容量的漿葉幹化等措施都能一定程度上可以實現節能,通過這些措施把汙泥轉換成了燃氣,從而實現了資源化利用。此外,通過汙泥熱水解等預處理手段在減小汙泥體積的同時,還可以提高汙泥中易生物降解物質的占比,從而增加沼氣的產量。現階段,研究機構已經建造了核心的設備,可以使我國的市政汙泥還有其他的廢棄物達到充分利用,因此此設備已經被有效推廣,為我國的能源轉化環節,還有汙泥處理能力做出了很大的貢獻。充分利用厭氧消化過程中產生的沼氣,作為汙泥處理所需能量來源,亦能實現節能效益。對於具備一定規模的北京快三,可通過搭建運行厭氧消化—熱電聯產裝置,來實現北京快三部分能耗的自給。

  3 對於北京快三進行節能工作的發展

  汙水管網、汙水泵站、北京快三共同形成城鎮龐大的汙水處理體係,而這個龐大體係如何達到汙水處理的高效能、安全性、滿負荷工作,從而達到各類汙染物排放標準,實現設備的節能降耗,運營成本的降低,是相關運營者所麵臨的極具實際意義的課題。在我國政策的大力要求下,某地區已經研製出汙水管網和北京快三聯合工作,從而達到了高效能,安全性和滿負荷的要求,這套技術主要利用了先進的信息技術和互聯網技術,能夠實時監測,從而對能源進行有效的調控。此技術不隻利用了信息技術,還利用了 GPS 和 PCL 技術,它主要利用的是儀表和攝像功能,可以對工作環節進行有效的把控,從而實現了人工智能係統,每個設備還能把數據內容進行共享,從而使監控的力度和精確度都得到了提高,這一舉措讓北京快三的運營更加便捷和高效。此外,此係統應用了人工智能以保障係統的安全運作,此係統的開發填補了我國汙水處理行業的空白,從而實現了利用新科技實現人工智能管控,也達到了國家政策要求的節能降耗要求,使城鎮的汙水處理工作能夠快速開展,還節約了能源。

  4 結束語

  北京市於 2014 年印發了《城鎮汙水處理能耗消耗限額》(DB T1118-2014),是全國首個關於汙水處理能耗的地方性標準。北京快三的一些高能耗環節能通過有效的技術降低能耗,使汙水處理的更加經濟和高效。技術人員還要加大對汙水處理各個環節的研究,研發出更好的技術服務於汙水處理工作,保障我國經濟更快更好的向前發展。(來源:廣東省國際工程谘詢有限公司)

 

相關推薦
技術工藝案例