污水处理技术工艺

中小型污水处理厂能耗分析,降低运行成本是关键

城市污水处理厂是能源密集型、能耗高的行业之一。污水处理厂能耗费用占污水处理厂运行维护费用的30%~80%。根据相关统计数据,我国82%以上的污水处理厂能耗超过0.440/m3,远远落后于欧美、日本等发达国家。近年来,随着国家对水环境问题的不断关注,要求县级以上城市必须建设污水处理设施,污水处理率不断提高。但新建县级污水处理厂规模一般为处理能力小于10*104m3/d的中小型污水处理厂,中小型污水处理厂一般具有规模小、投资低、技术相对落后、能耗高的特点。单位处理量。高能耗不仅加剧了我国当前的能源危机,而且导致了高处理成本。长期以来,我国城市污水处理厂能耗高、运行成本高,在一定程度上阻碍了城市污水处理厂的建设。部分中小型污水处理厂也因能耗而处于停、半停状态。长期以来,能源消耗仍将严重制约中小型城市污水处理厂的运行和管理。因此,分析中小污水处理厂的能耗环节,探索降低污水处理厂运行成本的节能措施具有重要意义。

1个污水处理厂能耗分析

污水处理厂节能的首要任务是分析不同污水处理工艺的能耗水平和污水处理厂高能耗的设备工艺,以及通过工艺流程的设计和管理能否降低能耗。

我国典型的城市污水处理工艺包括传统活性污泥法、预生物法、厌氧/好氧生物除磷工艺、氧化沟活性污泥法、厌氧/好氧生物脱磷工艺。序批式活性污泥法及其改进工艺、准好氧活性污泥法、AB二级活性污泥法、生物接触氧化法、生物还原法等工艺。氧化沟和SBR工艺在数量和处理量上约占全国的80%。虽然不同污水处理厂采用的工艺不同,但典型的工艺有:沉砂池、一次沉淀池、二沉池和接收水体,或污水提升泵站、一级沉淀池、一沉池、二沉池和二沉池的深度处理。总体而言,污水处理厂的能源消耗主要分布在以下几个环节:

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a)污水提升系统:在正常情况下,污水处理厂的设计取决于地形特征。需要通过泵站的第一级或多级将污水升高到一定高度以形成水位差,并且随后的处理在污水的自然流动状态下进行。污水提升系统的能耗一般占整个工厂能耗的10%至20%;

b)污水预处理系统:污水预处理系统主要包括格栅、沉砂池和初沉池。格栅主要拦截污水中的粗浮物,其能耗主要体现在污水通过格栅造成的水头损失上。同时,清理格栅渣的机械也会消耗能源。沉砂池和初沉池用于去除污水中的粗砂颗粒和悬浮物。刮砂、刮泥设施将消耗一定的能源,约占全厂用电量的2%-3%。

污水处理系统:曝气池是污水处理的核心。曝气池是一个大的能量使用者在有氧处理过程。传统的曝气罐供氧方式包括风曝气和机械曝气。有必要使用鼓风机或表面曝气机将空气泵入污水中,使空气与污水充分混合。改善污水的溶解氧,满足有氧细菌的生长条件,提高其净化污水的能力。这个过程需要使用鼓风机、机械搅拌器等。因为鼓风机或搅拌器的功率较大,必须日夜操作,其能耗约占污水处理厂总能耗的50至70;

(D)污泥系统:为了提高污水处理的效率和保持混合液体在池中的悬浮固体浓度,需要一定数量的污泥细度,泵将消耗一部分能量。其能耗约占污水处理厂总能耗的6%。

(E)污泥处理系统:污泥处理阶段污泥的浓缩、消化和输送也消耗大量能源,约占污水处理厂总能耗的10%/25%;

f)污水处理厂的照明和辅助设施的能源消耗:污水处理厂,办公室电力,实验室设备,电力等各单位的照明电力,占污水处理总能耗的2%左右厂。 〜3%。

污水处理厂处理工艺和单元工艺能耗分析是有效运行和管理的需要。提高能源利用率,降低处理成本。缓解我国当前的能源危机,确保污水处理厂的正常运行,具有重要意义。在污水处理厂规划设计阶段也体现了节能的指导思想。

2个污水处理厂节能方法和措施

从污水处理厂的节能范围来看,主要涉及三个方面:工艺设计、运行管理和材料设备。但是,在污水处理厂的能耗和处理单元中,主要分布在污水改造、污水一级物理处理、二次生化处理和污泥处理等单元中,能耗主要是由设备的能耗产生的。主要能耗设备包括污水提升泵、副泵、污泥加热设备等。以城市污水处理的典型工艺流程为例,分析了各处理单元节能的途径和措施。

2.1提升系统节能

污水提升泵是污水提升系统的主要耗能设备。据报道,通过减少污水提升高度的设计可以减少污水的高度,例如:采取管道淹没流出,改变出水方式,减少水头损失,并控制高度降低水滴以减少出水口的水头损失。 ,节能;在运行管理中,通过泵电机调速运行,扩大泵的有效工作范围,可以解决泵效率低的问题。项伟芳提出,变频调速技术可用于控制提升泵,可有效降低泵的能耗。特别是对于中小型污水处理厂,由于污水流量在不同时段不同,如果提升泵的运行参数是固定的,当流量低时泵会空转,造成能源浪费。目前,变频技术的应用范围越来越广,变频技术的应用在污水处理厂取得了明显的效果。实际运行数据表明,采用变频调速设备可使泵的平均速度比工频降低20%以上,综合节能效率可达20%~40%。在相同的情况下,与使用阀门调节流量相比,它可以节省40%至60%。此外,许多中小型污水处理厂使用老式泵,这些泵消耗大量能量并且效率低。如果使用新的节能泵而不是老式泵,则可以显着降低系统的能耗。

2.2污水预处理节能

污水预处理系统包括格栅、沙池和初始沉淀池,用于拦截污水中较大的浮选和较大比例的悬浮,以确保后续污水处理设施的正常运作。其中,格栅的节能空间更小;沙塘用于清除污水中的淤泥等无机颗粒。常用的沙塘主要有曝气式沙塘、平流式沙塘、旋流式沙塘等。其中,曝气砂池设有曝气设备。且能耗高,平流型和旋流型的能耗相对较低。因此,在污水池浓度不高的情况下,应尽量采用平流式和旋流式砂槽,以减少能源消耗;常用的一次沉淀池主要包括平流式、斑点和垂直流动.其中平流沉积池能耗最低,其次是平流沉积池,垂直沉积池能耗最高,尽量选用低能量平流或平流沉积池。

2.3污水处理系统

城市污水处理厂的处理过程通常采用好氧生物处理,污水好氧生物处理系统是最重要的消能单元。寻求系统节能的方法,可以大大降低污水处理厂的整体能耗。

2.3.1采用合理的曝气方法

污水处理厂常用的曝气方式有两种:鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气可分为侧曝气和池底全曝气。机械通气也可分为纵轴机械通气和横轴机械通气。通常情况下,鼓风曝气的动态效率为1.0 kg o 2/~3.0 kg o 2/,机械曝气的动态效率为1.2 kg o 2/~2.4 kg o 2/。对于较小的曝气池,机械曝气可以降低电力成本,节省鼓风曝气所需的管道系统和鼓风设备。维护和管理也更加方便。这种曝气器的缺点是速度快,能耗随曝气池的增加而迅速增加,因此曝气池不能太大。对于较大的曝气池,通常采用鼓风曝气。鼓风曝气的优点是送风灵活,曝气效果好。缺点是需要风机和管道系统。曝气头容易堵塞,长期曝气不均匀。

2.3.2使用微泡曝气器

氧转移效率和动态效率是评价氧转移效率和动态效率的重要指标。气泡体积越小,单位体积气体产生的气泡越多,气泡的比表面积越大,与污水的接触面积越大,气体向污水的传递越有利。因此,氧转移效率和动态效率越高,氧转移效率和动态效率就越高。结果表明,与中、大气泡相比较,采用重熔比可显著提高氧的传递效率和动态效率。例如,进口硅橡胶膜的氧传递效率为23%左右,动态效率约为100%。本发明具有气流分布均匀、氧气利用率高、功率效率高、微孔不易堵塞等优点。本机采用进口硅橡胶材料制成,使用寿命长。与传统的粉末冶金相比,它的使用可以明显降低能耗。

合理安排

爆破曝气器的布置分为侧通气和水箱底部的完全通气。在一些技术落后的中小型污水处理厂,由于曝气器布置方法不合理,不遵循曝气池的好氧规律,采用统一布置。池头端和池端的通气量是一致的,导致能量消耗。大浪费。例如,当曝气池出水中的溶解氧为7mġL-1时,曝气池中的平均溶解氧为3mġL-1,入口处的溶解氧浓度几乎为零,形成暴露。气体池的前部处于缺氧状态,中部的氧浓度是合适的,后一部分处于富氧状态,导致不合理的能量浪费。研究发现,最合理的安排是在​​游泳池的入口处安排更多的地方,并在出口处放置更少的地方。在池塘入口处,需氧量大,增加曝气量,增强好氧菌的净化能力,出口需氧量小,减少氧气投入,不仅提高了处理效率,同时也实现了节能降耗。目的。

2.3.4 DO自动控制

在污水的需氧生物处理中,当溶解氧含量低于细菌生长所需的溶解氧时,细菌的生长和繁殖受到抑制,其净化能力降低,将严重影响污水的处理。因此,通常充氧量略高于所需的溶解氧量,但溶解氧越高,溶解氧越高,溶解氧就越高,一方面,能源浪费,另一方面容易过度曝气,导致活性污泥沉淀。你的表现很差。因此,应合理控制溶解氧的数量。目前采用鼓风机自动控制系统,空气电蝶阀由溶氧探测器自动调节,控制鼓风机的风量,可在2.0mg和l-1左右有效控制dos。自动做控制系统可以解决曝气不足或过量的问题,最大限度地降低曝气能耗。使用自动控制曝气能节省多达25。

变频调速技术

采用变频调速系统控制风量,节能效果非常显着。当风机功率较小,电流为/分,电流为/时,年用电量可节省21×·h。此外,采用单级高速离心机,不仅可以降低能耗,同时,还可以根据好氧池内混合液溶解氧浓度的变化,自动调节空气输出量,有利于节能。

2.4污泥处理系统

污泥处理系统的能耗也占污水处理厂总能耗的很大比例,因此该装置的节能空间也较大。污泥处理装置主要包括污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水等。常用的污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。重力浓缩法比能耗最低,操作简单,经济。这将是今后我国污泥浓缩的主要方法。目前,厌氧消化在我国污泥消化技术中所占比例最大。厌氧消化能耗包括热耗和电耗。热耗用于维持消化所需的温度,电耗主要用于搅拌和泵送;厌氧消化主要分为高温厌氧消化、中温两相厌氧消化和中温单相厌氧消化。利用消化后的沼气发电,采用热回收技术,高温厌氧消化可达到热自给;污泥处理规模为1.5m3/d时,中温两相厌氧消化可产生足够的能量,以补偿运行中消耗的能量;而单一厌氧消化-相消化能产生较少的热能,不能自行完成消化过程。污泥脱水的目的是进一步降低污泥的含水量,以便后续处理。污泥脱水包括自然脱水和机械脱水。目前,大部分污水处理厂采用机械脱水对污泥进行脱水,主要包括带式压滤机脱水、离心脱水、板框压滤机脱水等。离心脱水的总能耗在几种脱水方法中最低,但对污泥预处理效果要求较高,设备易损。因此,改进现有污泥脱水工艺,开发新的脱水工艺,是污泥脱水节能的可行途径。

3结语

随着污水处理新设备和新技术的发展,污水处理厂节能技术不断得到优化和更新。污水处理厂节能技术涉及工艺选择、设备选择、自动控制等多个方面。应从工艺设计、运行管理、材料设备等方面综合考虑污水处理厂节能措施,并在实践中加以应用和试验。逐步形成综合技术体系,为污水处理厂节能工作奠定良好基础。对中小型污水处理厂而言,特别重要的是,主要通过建立替代类型和日常运行管理来降低污水处理的运行成本,以节约能源。

中小型污水处理厂能耗分析,降低运行成本是关键

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