污水污泥治理的节能降耗

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【摘要】随着我国经济快速增长和人口的急剧增加，城镇污水和污泥产量也逐年增加。未经处理的污水和污泥已经成为水环境污染的主要原因。对于污水污泥的治理，并在治理过程中注重减少能源消耗，能够从技术上解决能耗过大的问题。本文从污水污泥治理过程中的节能降耗方面，研究一些适合广泛应用的技术方法，以供参考。
【关键词】污水治理；污泥治理；节能降耗；
引言：我国目前已投人近百亿元用于污水处理，但污水治理的进程依然较为缓慢，需要我国各个行业共同努力，尤其是污水处理行业，应当注重污水污泥治理中的节能降耗，真正提高我国用水效率。造成污水污泥治理效果不显著的主要原因是处理力度不够，一些中小企业缺乏对于污水污泥的治理经验，不仅达不到污水排放的指标，而且对于污水污泥的处理过程也缺乏科学性，处理环节能耗过大，时间较长。另外，有些企业对于污水污泥的处理只注重表面和上级部门的检查，缺乏对于污水污泥治理的根本理念，安装的污水污泥处理设备也没有得到充分的利用，反而加重了资源的浪费。
一、污水治理过程中的节能降耗技术应用
污水处理厂接收的污水大部分是人们的生活污水，其水量往往随着人们各个时间段用水量的变化而变化，因此用水高峰期和用水低峰期的来水量差别很大。污水处理厂各处理单元大部分是按最大来水流量进行设计的，污水提升泵一般都全天运行，而每天的6：30-8：30、11：30-13：30和17：00-19：30三个时间段流量的污水流量较大，一般约占到全天进水总量的百分之八十，如果没有釆用相应的调节管理措施，污水提升泵会出现长时间偏离高效工作区间，从而造成电能的大量浪费。因此，污水处理厂的提升泵房需要采取相应的调节措施，以节约能源。
1.1变频调速技术的应用
在变频调速技术中，为了实现对电动机的无极调速，使污水提升泵始终运行在高效区内，变频器为水泵电动机提供可变频率的电源，并通过PLC或计算机与进水量联动实现自动控制，使污水提升泵的运行工况随着进水量的变化而变化，从而避免水泵偏离高效区，造成电能的不必要浪费。由于变频调速技术具有效率高和能量损失小的优点，近年来不断得到发展和完善，并被广泛应用于污水提升系统中。据污水处理厂在实际运行中的统计数据显示，采用变频调速技术可使水泵的平均转速比工频转速降低20%左右，比没有调速的污水提升系统累计节能可达20%-40%，比采用阀门和挡板来调节污水流量的系统节能效率可达40%-60% 。
1.2曝气系统的节能技术应用
目前，污水处理厂釆用的污水处理工艺中，使用最多的是好氧微生物处理工艺，该工艺需要外界装置向生物池中的污水供氧以实现有机物和微生物的充分接触反应。目前采用最多的污水供氧方式是曝
气，主要方式有机械曝气和鼓风曝气。曝气的主要作用在于提供污水中微生物反应所需的溶解氧，同时揽拌生物池中的混合液以使有机物与微生物充分接触反应。曝气系统是污水处理厂的电耗大户，其消耗的电能一般占到整个污水处理厂总电耗的，因此，曝气系统的设计和运行节能是污水处理厂节能降耗的重点。
二、污泥治理过程中的节能降耗技术应用
2.1污泥通常含有大量有机物或腐植物，以及丰富的氮、磷、钾和微量元素，可对其经过处理后加以有效利用。同时，未处理的污泥中也含有重金属、病原菌、寄生虫以及某些难分解的无机毒物，若随意排放或处理不当会对水和大气环境造成严重的污染。焚烧、固化填埋是目前处理污泥最简捷的方法，成本低、见效快，但我国人多地少，可供焚烧、填埋的场地非常有限，而且焚烧、填埋并不能完全解决其对土壤和空气的污染。因此，寻求一个安全可靠、经济合理的污泥处理方案对环境保护至关重要。我国现阶段的污泥处理技术主要有污泥消化、污泥堆肥和污泥碱稳定。
（1）污泥堆肥技术
污泥堆肥技术是在有氧条件下，利用好氧的嗜温菌、嗜热菌的生物作用机理，分解污泥中的有机物，同时杀灭寄生虫卵、传染病菌和病毒，以提高污泥的肥分，实现污泥减容化、稳定化、无害化的一种综合污泥处理技术。处理过后的剩余污泥作为肥料直接用于农业、园艺，但污泥堆肥处理的时间较长且占用一定的场地。
（2）污泥碱稳定技术
污泥碱稳定是利用化学药剂达到污泥减量化、稳定化和无害化处理效果污泥处理技术，生石灰是一种常用的污泥碱稳定药剂，但其处理效果不佳，同时还增加了干污泥的量。
（3）污泥消化技术
污泥消化技术有厌氧消化和好氧消化两种消化方式，以其基建费用低、投资少、运行管理方便、最终产物无臭以及上请液有机物浓度低等优点，而被污水处理厂的普遍釆用，是目前国际上使用最多且公认经济投资最少的污泥生物处理方法。
2.2据调查，污水处理厂的剩余污泥由于污泥处置费用较高，大多数都是脱水后泥饼外运而没有做相应的处理，所以现阶段污泥处理过程的节能主要集中在污泥脱水系统的节能上，可从以下几个方面采取措施。
（1）选用高效低能耗的脱水设备
常用的脱水设备有带式浓缩脱水机、板框式压滤机、离心脱水机和卧式螺旋沉降离心脱水机。在图中列出了不同污泥脱水机的比能耗，从图中可看出，螺旋压榨式脱水机和带式压滤机的比能耗相对较少，离心脱水机的比能耗相对较高。带式压滤机比板框压滤机的能耗少，但其易于发生堵塞，因此人们不断被改进并开发了带式浓缩脱水一体机，同时，随着科学技术的不断进步，人们还研发了卧螺沉降离心脱水机。
带式浓缩脱水一体机实现了浓缩和脱水的一体化处理，避免了污泥浓缩池和搅拌设备的设置，从而减小了占地面积，同时还具有清水耗量小、能耗低等优点。板框式压滤机因其占地面积较大、机器效率较低和操作环境相对较差，己经很少被国内污水处理厂采用。卧式螺旋沉降离心脱水机采用的是封闭式的运行系统，设备很少受到磨损，运行条件较好，且占地少、能耗较低。离心脱水机能耗较高，但是因其具有脱水的效果好、脱水后的污泥含固率较高、维护工作量较少和操作环境好等特点，而被实际工程所使用。
（2）污泥厌氧消化沼气的利用
污泥厌氧消化在减少污泥体积的同时产生了甲焼沼气，而且减少了污泥脱水系统的耗电量，是污泥实现资源化利用的重要途径。据相关调查显示，污泥消化处理后的体积可比消化前的体积减少约30%。污泥厌氧消化过程中产生的甲焼沼气的体积约占60%，其燃烧热能可以作为能源加以利用。大中型规模的污水处理厂可以利用其沼气燃烧所产生的能量来发电供其运行使用，小型规模的污水处理厂可将其污泥处理过程产生沼气用作厂内供暖和热水锅炉房所需的燃料，或者供厂区附近的居民使用，从而明显降低了污水处理厂电耗和运行费用。
结束语：
污水污泥处理的能源消耗量很大，其严重影响了我国污水处理事业的可持续性发展和社会经济与环境协调发展，所以相关部门要加大节能方面的研究，运用合理可行的节能降耗技术措施，并在治理过程中注重减少能源消耗，减少环境污染。
参考文献：
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