污水处理厂的节能

1、浅议污水处理厂的节能一、前言目前我国城市污水处理率低、环境污染压力大，但现行的处理 技术多数面临高额资金投入的难题，当前迫切需要低能耗、生态型 的污水处理技术。并且，随着人民生活水平的提高和城市化的日益 加快，我国城市 污水排放量持续增长。我国水污染的治理重点已经 开始从工业点源为主的控制治理，逐步转变为以城市生活污水污染 为主的控制治理。如何经济有效地解决生活污水的污染问题已成为 一个亟待解决的难题，引起了人民群众和政府部门的极大关注。然而污水处理的费用也是一个很大的问题，要想将污水和废水 处理好，对环境 的污染降到最低，我们就必须以最经济的方式处理 污水，这就涉及 到一个污水能耗与功效的问

2、题。下面就污水处理厂 的整个污水处理的流程进行分析，找到当前常用的污水处理流程中 工艺的不足之处，并提出更好的解决方法，使以后的污水处理更加 容易，更加全面，将污水对环境的污染降到最低的限度。二、污水处理厂的工艺流程目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和 传统的三格式化 粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要 的流程不外乎如此：污水收集设 施包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等- 污水提升泵站- -格栅拦截 - -沉砂池- -初沉池- -曝气池、厌氧 池等核心处理工 艺流程- -二次沉淀池 - -排水管道或渠排入水体 其中核心处 理流程可分为一级处理和二级及以上的深度

3、处理。深度处理流程主 要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的 处理方法。目前，好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气 池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有 机物杂质；厌氧 处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧 滤池等利用厌氧 菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另 外常用的还有像 A20 及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理 相结合的处理流 程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。深度处理构 筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特 殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是 处理原理都是大 同小异的。三、各个

4、处理构筑物的能耗分析3.1 、污水处理系统 目前，污水 处理系统又有集中污水处理系统和分散式处理系统。 前者是指各种城 市生活污水，经预处理符合管道排放标准的工业废水和城市融雪、 降水等混合废水经过城市下水管道收集，然后集中 被输往城市污水 处理厂，城市污水处理厂再根据进水的水质，综合 规划，采用适宜 的措施集中处理；在达到国家排放标准后，排入自 然水系的一种污 水处理方式。一般用于经济比较发达的大中型城市。 该系统初始投资 大，需要敷设相应的城市污水管网，运行管理成本 很高，因而对于 经济欠发达地区的中小城镇有极大的应用局限性。分散式污水 处理系统，是指在小区或一个工厂设置化粪池或小 型的污

5、水处理设 施，对生活污水进行预处理，对能够利用的中水进 行冲厕所、洗车 、浇洒路面花坛等。虽然分散式处理流程可能导致 处理费用提升， 但是这种处理方式是有它的优越性的，特别是现在 过于集中的污水 处理费用越来越高，处理流量也越来越大的情况下， 分散式处理方式 更显示了它的优越性。3.2 、污水提升泵站的能耗分析随着人们对 环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境 保护意识的加强 ，现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂，处理 流程也由简单的 一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大 中型城市来说， 普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂 处理的污水面积 都很大，这就需要用提升泵站将

6、远处的污水提升到 污水处理厂进行 集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水 都要提升到污水 处理厂，还要适应污水量变化的要求，一般其流量都是很大的，输 送的路程也很远，再者污水管道一般都埋设较深， 泵站需要有很高 扬程，电耗十分可观。电费是污水 提升泵站的主根能耗，输送路程越远，电价越高， 像武汉的龙王嘴 污水处理厂就设有五个污水提升泵站，将附近很大 面积的污水汇集 起来，其流量还是不大，目前正在扩建的工程处理 流量也才 15 万吨。3.3 、格栅、沉砂池和初沉池的能耗分析格栅是利用 栅条拦截污水中粗大的杂质，污水经过格栅时，由 于栅条的阻挡会 引起水头损失，这就需要有水泵提升污水以增大污

7、 水的势能；再者 ，栅渣的机械粉碎处理也是耗能过程。这两者是格 栅处理流程的主 要能耗根源。沉砂池和初 沉池用以除去污水中粗大的砂粒以及细小的悬浮物，除了污水在池子 中的水损外，刮砂刮泥设施以及其后续处理会有很 大的能耗，但是 这些能耗都不大。3.4 、曝气池的能耗分析曝气池是好 氧处理工艺的能耗大户，大部分的能耗都集中于此。 能降低曝气池的 能耗就相当于解决了好氧处理工艺流程的能耗问题。常规的曝气 池都是用机械的方式向污水中鼓入空气或是从池底充入空气，并且 用搅拌等方式让空气和污水充分混合，从而使空气 均匀地分布于污 水中，提高好氧使理的效果。污水在曝气 池里的停留时间一般会在两个小时以上，

8、其容积是 相当大的，不管 是采用叶轮旋转曝气还是通气帽在池底鼓入空气的 方式曝气，电机 的功率很大，且要昼夜运行，其能耗之大是可想而 知的了。3.5 、厌氧池及厌氧处理 设备的能耗分析除了好氧处 理技术之处，厌氧处理工艺也很容易为人们所接受， 厌氧处理工艺的 能耗相对较低，并且可以产生沼气，回收利用也很 方便，只是厌氧 处理过程中，污水停留时间很长，并且要保证好的 处理效果，必须 要有较好的隔绝空气的措施。尽管如此，厌氧处理 的趋势还是很看 好的。3.6 、二沉池及其它处理设施的能耗分析二沉池是处 理后的污水进行泥水分离的地方，现在普遍使用的 二沉池都设有刮 渣挡板，出水排泥等装置，二沉池的面

9、积也比较大。 分离出来的污泥 还要用污泥泵输送到污泥泵房，污泥的压缩处理等 也是耗能很大的 。现在常用的 污泥机械压缩处理，浓缩后的污泥外运填进等方法， 耗能巨大，并容 易引起二次污染。像污泥中的高浓度污染物很容易 随雨水再次进入 水循环系统，造成二次污染，有关二次污染的处理 也是很伤脑筋的 事情。四、污水处理各个环节的节能途径4.1 、再生回用以减少深度处理城市污水处 理出水的再生利用在我国，花费大量投资建设了城 市污水处理厂， 但经过处理后的再生水并没有得到充分利用，在城 市污水处理决策 中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业 灌溉、绿地浇灌 、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利

10、用。城市污水再 生利用，应根据用户需求和用途，合理确定用水的 水量和水质。污 水再生利用，可选用混凝、过滤、消毒或自然净化 等深度处理技术 。因此，缺水城市和水环境污染严重的地区，在规 划建设远距离调 水之前应积极实施城市污水再生利用工程，同时做 好非投资性或低 投资性的节水减污工作。城市污水再 生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则， 按照远期规划确 定最终规模，以现状水量及用水需求为主要依据确 定实施规模。城 市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、 实际条件和用户 需求，城市污水再生利用规模、处理程度、处理流 程、输水方式、 再生水质、使用用途的选择上，既要满足要求，又要经济合

11、理。目 前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、 景观水体、生活 杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。但是，城市 污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人 员的健康安全， 以及周边的环境安全，尤其要有效地控制病原菌的 污染和传播。再 生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水 质标准和规定， 处理工艺的选择，尤其是工艺的可靠性和安全性的 保障，应经过严 格的专家论证、评估和主管部门的批准。4.2 、环境自净和生态处理以降低能耗城市污水处 理厂出水也可看作是水文循环的组成部分，将合乎 质量要求的出水 排放到河流水体中，使河流水体能维持或变成供下 游使用的原水源 ，不仅经济可行，而且

12、可减少风险并发挥河流自净 能力。正是因为自 然环境自身有很强的处理污水的能力，我们可以用 生态的方法处理 污水，这样不仅可以获得很好的处理效果还能省去 很多处理费用， 是两全其美的办法。目前的生态 处理方法中很多处理方法都存在占地多，处理流量 小的问题。所以 生态处理方法要因地制宜，用在空地较多、生物生 长好的地方，像 人工湿地、土壤层微生物滤池、植物浮床等都是很 好的生态处理方 法，能耗低，很值得推广。4.3 、各个处理构筑物的 节能途径在污水处理 流程中，各个污水处理构筑物的节能途径很多，下 面就污水处理流 程中各个构筑物的节能方法。污水提升泵 站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式

13、 处理，并充分利 用一级处理后的中水，可以减小城市污水处理厂的 压力，更可以大 大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的 水量也会适当减 少，甚至可以取消，全部采用分散处理模式。污水 处理厂只负责处 理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。格栅的节能 途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵 的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流 速通过栅条，必 要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。曝气设施的 节能途径 。不管是好氧处理还是厌氧处理设施， 其能耗都是非常 大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污 水中，但是我们 可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。 好氧过

14、滤的各个 滤层的厚度的材料都是不相同的，实现的过滤效果 也大相径庭。好氧过滤具 体的方法是：污水经过格栅拦截之后，即可以直接 进入第一层好氧 过滤层，第一层好氧过滤层的孔隙是很大的，一般 用粗大的砂石铺 垫，主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石 中紊动的流动将 空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层，这一 层的砂石粒径相对较小，污水在这一层的停留时间 相对较长，主要 是好氧微生物对有机物的氧化过程，在这一好氧滤 层里，很容易生 成生物膜，类似于生物膜的处理。如果污水的有机 物的含量不是很 高的话，处理水已经基本达到了排放的标准了，也 可以将处理后的 水收集起来作中水使用。如果

15、污水的有机物含量很 高的话，可以让 污水继续进行下一层的好氧过滤，滤层的孔隙也将 更小，处理时间 更长，效果也更好。在这一层中，由于污水的停留 时间较长，对污 水中的N和P也有较好的去除效果。进行好氧过 滤处理的排放水已经可以达到排放的要求，没有必 要设置二次沉淀 池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖 的旁边，有利用 处理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠 即可。五、结论上面提到的 比较节能的污水处理方法主要是生态的处理方法， 其中好氧生物滤 池尽管很节能，但是也有它自身的限制因素所在：1 占地较大 。因为这种处理方式全靠生物进行氧化分解有机物 的方式处理污水 ，污水停留时间很长

16、，所以处理流量是十分有限的， 但是正如前面提 到的，在大部分污水都用分散式处理方式的情况下， 处理流量都不会 很大，所以这种处理方式是有它的优势所在的。2 不能进行 反冲洗，容易堵塞。由于污水通过滤层的时候，会 生成很厚的生物 膜，老化的生物膜脱落后很容易堵塞住滤层的孔隙， 过滤效果会因此 而大为降低。所以我们只能用孔隙较大的滤料层， 并且尽量避免用 垂直分层的布置方式。3 初期造价 高，但是处理费用低。初期造价主要集中在滤层铺 砌和滤层上面草 皮的种植上，但是一经运行，其运行费用是很低的。该处理方案 有以下几个方面的特点：1 如果在滤 层上面种植植被的话，可以将过滤和湿地相结合建 设，处理效

17、果会 更好。2 这种处理 方案只适用于分散式处理方案中，处理流量很小， 具体的设施可以 同家庭的小花坛、花园合建，并不会影响建设的美观性。处理后的 水可以直接渗透到附近的水池里，用于花坛的浇灌， 路面浇洒等，甚 至可以回用于冲洗厕所。3 好氧过滤可以结合化粪池共同使用，有化粪池进行初步处理， 粗大的杂质已经 去除，滤层的堵塞的几率会大大减小。浅议中水回用技术、水资源紧缺现状水既是地球上一切生命赖以生存、人类生活和生产活动中不可 缺少的重要物质，又是不可替代的重要自然资源。早从六十年代以 来，世界上许多国家和地区相继出现“水资源危机”。据有关专家 预测，本世纪末，尤其是下世纪初，水资源危机将位居

18、世界各类资 源危机之首。近几年，随着工业迅速发展，城市人口逐渐增加，人民生活水 平逐渐提高以及 近期世界经济的高速发展，各种用水量亦随之增长. 但是大自然赋予 人类的这部分资源是有限的，而这有限的资源还在 不断地受到人类肆意开采及污染。这就使得水资源供需矛盾愈来愈 突出，愈来愈明显，造成了世界上几乎每个国家都即将面临的“水 危机”二、国内外中水技术回用和发展概况及在我国应用前景国内外中水技术应用和发展状况由于“水危机”的困扰，许多国家和地区积极着手巩固和加强 节水意识以及研 究城市废水再生与回用工作。城市污水回用就是将 城市居民生活及 生产中使用过的水经过处理后回用。有两种不同程 度的回用：一

19、种 是将污水处理到可饮用的程度，而另一种则是将污 水处理到非饮用的程度。对于前一种，因其投资较高、工艺复杂， 非特缺水地区一般不常采用。多数国家则是将污水处理到非饮用的 程度，在此引出 了中水概念。中水也就是将人们在生活和生产中用 过的优质杂排水 （不含粪便和厨房排水 ）、杂排水 （不含粪便污水 ）以 及生活污 （废）水经集流再生处理后回用，充当地面清洁、浇花、洗 车、空调冷却、 冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。因 其水质指标低于 城市给水中饮用水水质标准，但又高于污水允许排 入地面水体排放 标准，亦即其水质居于生活饮用水水质和允许排放 污水水质标准之 间，故取名为“中水”。中水开发

20、与回用技术近期得到了迅速发展，在美国、日本、印 度、英国等国家 （尤以日本为突出 ）得到了广泛的 应用。这些国家均 以本国度、区域 的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使 中水回用技术越 来越臻于完善。在我国，这一技术已受到各级政府 及有关部门重视 并对建筑中水回用做了大量理论研究和实践工作， 在全国许多城市 如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工 程的运行并取得 了显著的效果。当前，由于一些国家和地区在过度地、毫无节制地开发水资源 的同时，环境保 护意识比较差，使地表水和地下水均受到了不同程 度的污染，使原 本具有良好水质的新鲜水供应受到限制；其次，待 开发的新鲜水源 离集中供水

21、点距离较远，一次性投资费用高昂，这 样一些缺水地区 无力扩大供水能力。理到非饮用的程度，在此引出 了中水概念。中 水也就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水 （不含粪便和厨房排水 ） 、杂排水 （不含粪便污水 ）以及生活污（废） 水 经集流再生处理 后回用，充当地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、 冲洗便器、消防 等不与人体直接接触的杂用水。因其水质指标低于 城市给水中饮用 水水质标准，但又高于污水允许排入地面水体排放 标准，亦即其水 质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之 间，故取名为“ 中水”。中水开发与回用技术近期得到了迅速发展，在美国、日本、印 度、英国等国家 （尤以日本为突出 ）

22、得到了广泛的 应用。这些国家均 以本国度、区域 的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使 中水回用技术越 来越臻于完善。在我国，这一技术已受到各级政府 及有关部门重视 并对建筑中水回用做了大量理论研究和实践工作， 在全国许多城市 如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工 程的运行并取得 了显著的效果。当前，由于一些国家和地区在过度地、毫无节制地开发水资源 的同时，环境保 护意识比较差，使地表水和地下水均受到了不同程 度的污染，使原 本具有良好水质的新鲜水供应受到限制；其次，待 开发的新鲜水源 离集中供水点距离较远，一次性投资费用高昂，这 样一些缺水地区 无力扩大供水能力。三、中水回用水质要求中