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摘要：近年来我国城市化建设进程速度较快，城市每天有大量的污水需要进行处理，这也导致城市水资源匮乏现象十分突出。目前城镇污水处理厂在对污水处理过程中存在能源消耗量大的问题，为了实现节能降耗的目标，需要对污水处理厂能耗情况进行分析，从而采取有效措施实现污水处理厂的节能。
关键词：城镇污水处理厂；能耗；节能降耗
1城镇污水处理厂能耗特点分析
目前，我国大多数的城镇污水处理厂采用的是二级处理，其能源消耗主要产生于污泥处理、生物处理供氧以及污水提升等环节。具体的能源消耗主要有电耗、药耗、新鲜水耗等。其中，82%左右的污水处理厂的平均电耗不低于0.44kW•h/m3，这一能耗相当于发达国家20世纪初的水平，显然还有很大的节能潜力。药耗主要是污泥脱水环节使用到的絮凝剂，每万吨的污水需要消耗的絮凝剂约为9kg的聚丙烯酰胺。由于经济和技术的限制，还有一部分城镇污水处理厂没有建立相应的中水回用系统，增加了新鲜水耗。总体来看，城镇污水处理厂的能耗呈现出如下特点：
（1）能耗整体较高。在污水处理厂的整体运行费用中，人工费、能耗费以及基础设施建设费用中，能耗费约占到全部费用的40%左右。由此可见，我国城镇污水处理厂的能耗整体偏高，能耗偏高加剧了城镇污水处理厂的运营成本，也不利于污水处理工作的持续高效开展。
（2）电耗差异较大。药耗、电耗和新鲜水耗构成了污水处理主要能耗，但其中的电能消耗在整个能源消耗中比重最大。这其中，一、二线城市与三线城市污水处理厂的电耗差异大，据统计，一线城市污水处理电耗为0.073kW•h/m3，二线城市的污水处理电耗达0.325kW•h/m3，三城市的污水处理电耗0.150kW•h/m3，二、三线城市污水处理厂的电耗差不多是一线城市的两倍多到四倍多，在污水处理过程中需要应用到进水泵、污泥处理机械、曝气池供养设备等。
（3）运营成本较高。污水处理厂的电耗是影响城镇污水处理厂运营成本的关键，随着市场化的逐步深入，越来越多的城镇将之前由政府包揽的污水处理工作交由企业运营，从实际运营情况来看，城镇污水处理厂的运营成本主要包括电费、药剂费、人工费、管理费、设备维修费等。其中，运营电费和药剂费几乎占到了整个运营费用的30~45%。
2城镇污水处理厂节能措施
2.1污水提升系统的节能措施
水泵作为污水处理厂中非常重要的设备，其在运行过程中存在着大量的电能消耗，因此需要有效的提高水泵的运行效能，实现泵房的节能，从而达到污水处理厂节能降耗的目标。
首先，科学对水泵扬程进行设计，实现水泵的节能。
在对污水厂高程设计过程中，普遍采用估算方法来对水头损失进行计算，而且估算值往往都要高于正确值，这就导致实际设计过程中水泵扬程存在偏高的现象。因此在对污水处理厂设计时，对于污水处理系统总水位差的计算需要与地形有效结合，并利用详细的水力学进行计算，这样所确定的水泵扬程也更为合理。同时为了能够进一步达到节能的效果，还需要尽可能的降低水泵扬程，即在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的设备型式来对构筑物的进水口、出水口和管道之间进行连接，有效的降低水头损失。同时还可以利用可调堰代替固定堰，利用淹没堰代替非淹没堰，合理对构筑物进行布置。
其次，重视设备的管理和更换，以此来达到节能的效果。当前部分污水处理厂泵房效率较低，设备能耗一直居高不下，无法实现水量的连续调节，这就导致污水处理厂能耗量很难降下来，因此需要对水泵进行改造，以此来达到水泵节能的效果。在对水泵改造过程中，可以利用就频调速度技术，将其在污水提升系统中进行应用，实现泵站设备的合理搭配，提高水泵运行效率，并进一步减少水泵运行过程中对电网带来的冲击。在设计污水厂水泵机组过程中，尽可能选择同一泵型及同一型号的水泵，这样可以为后续的维修和管理工作带来更多便利。在实际水泵运行过程中，需要针对实际情况进行科学合理的操作，尽可能减少水泵启动的频率。
2.2曝气系统的节能措施
当前我国城镇污水处理厂在对污水中有机物进行降解时主要采用好氧处理工艺，通过利用曝气方法向污水混合液中供氧，使污水中有机物与微生物之间能够有效接触，实现有机物的降解。这个过程中曝气系统需要较大的耗电量，因此需要做好曝气系统的节能工作。
首先，合理对曝气系统规模进行确定。在污水处理厂设计客串，需要以时高峰或是日高峰需氧量来确定曝气系统的规模。而且在曝气系统运行过程中，采取合理的控制措施，这样即使在氧气不足的情况下，活性污泥浊也能够正常运行一段时间，不会对水质带来太大的影响。
其次，在选择曝气设备时要综合考虑供氧能力与调节能力。污水处理厂曝气系统曝气效率的好坏与曝气设备的设计规模和可调节性有了直接的关系，因此在具体设计时，需要综合考虑供氧能力和调节能力，并以此作为依据来选择曝气设备，从而实现曝气系统的节能。
再次，有效对风量进行控制。污水处理厂风量需要借助于气阀调节来进行控制，因此可以采用变频调速系统，自动控制风量，实现良好的节能效果。最后，在反应器结构设计时要与氧传递规律有效结合。
2.3污泥处理系统的节能措施
现阶段我国的污泥处理要想减少污泥脱水系统的能耗，不仅要选择高效絮凝剂，还要科学的调整各个环节的关系，降低电耗和用水量，提高压滤机的效率。在污泥处理过程中，可以采取以下两种措施实现节能的目标。
其一，选择高效低能耗设备。随着科学技术的不断进步和发展，目前开发了带式浓缩脱水一体机和卧螺沉降离心脱水机，这两种设备占地面积少，自来水耗量小，能耗较低，运行条件好，设备磨损率低，运行费用低，得到了广泛的应用。
其二，厌氧沼气的利用。污水的厌氧处理可产生甲烷沼气，将沼气送至锅炉房或者居民住宅燃烧，可用于消化池加温、污水厂取暖等。另一方面，沼气还可以用于发电，一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可大大补偿全厂用电量，降低了污水厂电能消耗及运行费用。
2.4药剂消耗节能措施
在污泥消毒、调理及除磷过程中都需要消耗一定量的药剂，虽然消耗比例并不大，但也存在着一定的节能空间。即在除磷环节，可以采用生物除磷技术，不仅不需要投加药剂，而且污泥产量也少。选择化学除磷时，可以使用高分子混凝剂来进行除磷，降低药剂的消耗。为了有效的提升污泥的脱水性能，需要进行污泥调理，通常会以化学调理和物理调理两种工艺为主。选使用辐射技术进行污泥消毒，不需要高温高压，有利于实现节能降耗的目标。
结束语
随着“十三五”城镇污水处理厂建设数量和规模的不断扩大，特别是做好该领域的节能降耗意义重大，是贯彻绿色发展、节能低碳理念的生动实践。除了上述具体举措外，还需要进一步健全相应的管理机制，不断完善节能降耗考评机制，建立相应的激励机制，在内部要树立节能降耗意识，激发员工节能降耗的积极性和主动性，实现经济效益、社会效益和环境效益的最大化。
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