发布时间：2023-05-28 09:39:58
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的水厂节能降耗样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】水厂；节能；改造；运行方式
近年来，我国政府相继出台了一系列加强节能工作的政策措施，节能降耗工作被提到前所未有的高度，是当前各行各业的热点课题。自来水厂在实施生产的各环节中存在着不同程度的能量损耗，并因此而影响着自来水厂的经济运行和用能效益。下面就结合实例，详细说明在水厂中如何通过发现问题并经过技术改造，达到节能的目的，希望能提供经验大家借鉴。
1.修复过度磨损的水泵水封环
在开展水厂节能挖潜中对各个泵站的水泵效率进行摸底分析，发现某水厂取水泵房的水泵效率发生下降，从泵效测试结果来看，比对水泵工况曲线，小时流量降低了约300立方米。通过进一步查对泵房历史运行数据发现，效率下降现象与其前一段时间的取水泵房外取水格栅损坏修补时间相近，因此怀疑水泵在格栅损坏期间吸入异物造成水泵损坏。打开泵壳检查发现水泵的水封环间隙磨损超标，大部分水封环已磨损超过3毫米以上，个别磨损达到8毫米，远超过维护标准的0.25～1.10毫米。由于格栅损坏后，导致水泵从水源中吸入异物直径大于正常的泥沙粒径，加剧水泵内水封环磨损。水封环磨损超标将导致水泵内出水高压区到吸水低压区的泄流量増大，从而使得水泵效率大幅降低。
针对该问题，立刻对每台取水泵进行开盖检查，更换超限磨损的水封环。更换水封环后，取水泵站的水泵出水量恢复到了水泵额定性能曲线的正常水平，由表1可以看到更换水封环前后水泵效率变化非常显著。
2.改变水泵冷却运行条件
水泵轴承冷却原先从每侧均直接引流一组冷却水，冷却水经轴承后夏季水温温升0.8℃，但冷却水量调节已经很细，再调节将容易发生阀门堵塞。后选择把冷却水改为双侧返流使用，在驱动侧的轴承冷却水再供给非驱动侧，改造后温升1.6℃，整体不超过30℃，冷却水量却减少了一半，从而节约了相应冷却水的水资源费用以及加压能耗。
3.水泵泵壳及叶轮喷涂节能涂料
水厂配水泵站安装14SA-10A型和24SH-9A型双吸离心泵均为铸铁材质的水泵，这组水泵使用已经有10年以上，泵体内部锈蚀较为严重，泵壳凹凸不平，采用高分子超滑涂层对其进行节能改造，改造后经测试水泵能耗降低最大可达到10%。
分析节能原因：改造前泵壳打开可见泵壳内壁和叶轮表面已经严重锈蚀，其中泵壳部分表面锈蚀层达到1-2厘米，叶轮表面锈蚀深度有3-5毫米，通过喷砂打掉锈蚀层后，使用高分子涂料和填料进行抹平和喷涂处理，处理后表面粗糙度可达到Ra
故此对于非不锈钢的水泵机组进行推广应用，统计数据如下：
其中第二批喷涂后出现水泵出水喘振现象，导致无法阀门全开运行，系统效率不升反降，故此但这属于极个别的现象，主要是喷涂后个别水泵在低扬程区域流量曲线与效率曲线形成双峰特性所引起的。除了这一项特例外，水厂旧水泵采用喷涂后多达十几种型号水泵效率都得到提升。
4.改进运行管理方式
水厂部分设备是分多期采购的，不同批次的设备之间可能存在性能差异，故此可以通过能效分析，寻找运行组合优化方式达到节能目标。
案例1、某水厂的内部提升泵站的提升轴流泵分两批采购，在装机后经运行统计比对发现，后一批采购的水泵效率要略高于前一批水泵，两者之间的效率相差在2.5～5%之间。
故此，通过比对历史数据，在日常开泵时，对水泵的开停机进行了优先级分级，日常供水负荷未达到最大值时可以优先启动第二批水泵，第一批水泵仅保持最低限度的运行。通过调控开停泵优先次序基本上达到主用机组全部都是高效泵组，而低效泵组仅作为备用机组使用，使得整个泵站的电耗有所下降，见表2。
案例2、水泵泵站吸水井分为东西两侧，每侧配两台机组，合计4台水泵，由于两侧管路流量特性相似，以其中一侧为例，开单台机和开双台机组，则其泵站吸水井到出水总管回合段的水流流速相差一倍，而管路无论是动压头和阻力都是和流速的平方成正比。
故此根据如此分析，在开两台机时合理平均分配吸水井机组负荷流速将较负荷集中在一侧时低一半，管路摩擦及动压头损失相差4倍，实测两种不同运行方式之间水头损失相差超过0.7米，当取水管路越远时影响也将更明显。
通过工艺、设备综合分析，把找到的各项机组运行管理要求逐步细化，最终达到优化节能降耗的目的。
5.结语
总之，水厂节能工作需要从基本细节之处着眼，通过完善基础的运行维护标准和系统的能效数据统计分析，在不影响正常供水压力的前提下，制定出有效可行的节能方案，尽力在减少成本的情况下创造更大的经济利益，使水厂处于良好运行状态，这也是企业可持续发展的前提和基础。 [科]
【参考文献】
耗能高、占据土地过多、投资成本大、消耗时间长是传统的污水处理方法的弊端。城镇污水处理行业是高消耗能源行业，电能、药耗和燃料是其主要能源消耗的几个方面。其中污水处理厂中大型用电设备有搅拌推进器、潜水泵、风机、螺杆泵等。在污水处理工艺过程中，大量消耗能源工艺过程有：污泥处理、生物处理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥处理和污水生物处理过程，生化处理阶段中在曝气、污水提升及污泥处理等方面能源消耗也较大。目前在我国常见的二级城镇污水处理厂能源消耗中，总能耗10%~20%是污水提升，总能耗的50%~70%是污水生物处理能耗(主要用于曝气供氧)，总能耗的10%~25%是污泥处理，直接总能耗的70%以上是这三者能源消耗之和。
2城镇污水处理厂技术研究
（1）用电设备降耗节能措施。在污水处理中是非常重要的设备，运行过程中水泵消耗着大量的电能，因此为了实现泵房的，达到污水处理节能的目标，必须要有有效的提高水泵的运行效能的措施。首先，为了在最有效的节约能耗，选择合理的水泵是非常必要的。加速变频调速方面的研发，使电机的转速得到优化，进而降低排水的单耗。现实中。在污水净化工作中，进入变频工作的状态的电动机，变频器的运转速度就可以得到调整或者是在一定范围内选择电动机最佳的运转速度来实现节约能耗，综合上述，通过对于变频器调整，使得电动机在满足正常工作情况下，实现电流最小、效率最大化，实现了降耗节能的目标。其次，减小污水在处理过程中提升的高度，进而降低污水提升泵的扬程，合理利用地形，对水泵扬程进行设计也是非常必要的。同时在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的进水口、出水口和管道连接形式，降低水头损失可以进一步达到降低能耗的效果。（2）鼓风曝气部分降耗节能措施。曝气系统和其他机械系统（如搅拌、回流污泥和二沉池设备等）是生化处理单元的主要组成，这也是污水处理厂的核心部分，全厂能耗的50%~70%是在这里产生的，对整个水厂的成本影响较大的就是曝气系统的节能降耗。与曝气效率的高低有着直接关系是曝气设备的调节能力，如果控制不到位或者调节能力，均会造成能源浪费，所以，为提升曝气效率降低能耗，我们应选择调节能力合适的曝气设备。（3）污泥处理系统降耗节能措施。随着人们对能源需求不断增加，新的能源类型被开发，其中，目前广泛应用的能源类型就有太阳能。目前，已经有研究人员在污泥厌氧消化加热工作中应用太阳能方面进行了一定的研究。经过研究发现，具有较高的吸热效率的污泥，是一种较好的吸热体，随太阳辐射强度增高浅槽式集热器水温升高，且随水深增加而降低，集热器设备可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有研究人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置，对机械脱水后的污泥进行了干燥处理，研究了该方式对污泥干燥处理的可行性。经过研究发现，太阳能对污泥进行干燥具有较高的可行性。（4）其他消耗降耗节能措施。一定量的药剂在污泥消毒、调理及除磷过程中被消耗，虽然消耗不多，但一定的节能空间也是存在的。可以将生物除磷技术应用在除磷环节，这样不仅不需要投加药剂，而且产生的污泥量也较少。选择，还可以使用高分子混凝剂的化学除磷方式来进行除磷，以降低消耗药剂。还可以进行污泥调理（包括化学调理和物理调理这样可以有效的提升污泥的脱水性能。为了实现节能降耗的目标还可以选使用辐射技术对污泥进行消毒，代替高温高压。在污水处理过程中，污水处理剂的使用量关系到污水处理厂的降耗节能的水平，因此，根据污水处理剂的单价以及特点进行综合选择是在实际的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同时要保证药剂不对于环境造成污染的基础。并且也要考虑处理剂的用量。节约处理剂的用量可以在以下几方面考虑，即传统上污水处理过程中使用的处理剂可以采用天然高分子改性处理剂来代替，这种天然高分子改性处理剂更容易被生物所降解，并且得到更高的脱水效率。此外，对污水处理中所使用到的药剂的用量进行更为精确的计算，并且提前进行方案设计，以降低在污水处理过程中对于药剂造成的额外的浪费，以期达到最佳效果。
3结语
降低城镇污水处理厂的能源能耗，可以更好的促进城镇的可持续发展。因此在实际工作中，提高对污水处理厂能耗有效认识，选择更为合理工艺系统，在确保处理后污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护的目标的同时降低能源消耗。
作者:郭骁玥 单位:西南交通大学土木工程学院
参考文献:
[1]相华旭.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].科技创新与应用,2017(01):195.
[2]徐一雷.污水处理厂的节能控制及优化方式[J].科技展望,2017(03):80.
[3]王广卿.城镇污水处理节能降耗措施研究应用进展[J].科技视界,2016(14):257
[4]张虎军.城镇污水厂污泥处理处置节能降耗技术的应用[J].科技展望,2016(31):115-117.
关键词：污水处理厂；城镇污水；节能降耗；污泥处理
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.063
随着社会的不断进步，越来越多国家面临诸多的环境污染问题，水域水质严重下降的现象不断发生，水中生物数量越来越少，物种不断地消亡，人类健康受到越来越严重的威胁，各国对污水处理及加大污水处理设施建设越来越重视，因此对城镇污水处理厂节能降耗技术研究是非常必要的。
1 城镇污水处理厂能源消耗组成
耗能高、占据土地过多、投资成本大、消耗时间长是传统的污水处理方法的弊端。城镇污水处理行业是高消耗能源行业，电能、药耗和燃料是其主要能源消耗的几个方面。其中污水处理厂中大型用电设备有搅拌推进器、潜水泵、风机、螺杆泵等。在污水处理工艺过程中，大量消耗能源工艺过程有：污泥处理、生物处理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥处理和污水生物处理过程，生化处理阶段中在曝气、污水提升及污泥处理等方面能源消耗也较大。目前在我国常见的二级城镇污水处理厂能源消耗中，总能耗10%～20%是污水提升，总能耗的50%～70%是污水生物处理能耗（主要用于曝气供氧），总能耗的10%～25%是污泥处理，直接总能耗的70%以上是这三者能源消耗之和。
2 城镇污水处理厂技术研究
（1）用电设备降耗节能措施。在污水处理中是非常重要的设备，运行过程中水泵消耗着大量的电能，因此为了实现泵房的，达到污水处理节能的目标，必须要有有效的提高水泵的运行效能的措施。
首先，为了在最有效的节约能耗，选择合理的水泵是非常必要的。加速变频调速方面的研发，使电机的转速得到优化，进而降低排水的单耗。现实中。在污水净化工作中，进入变频工作的状态的电动机，变频器的运转速度就可以得到调整或者是在一定范围内选择电动机最佳的运转速度来实现节约能耗，综合上述，通过对于变频器调整，使得电动机在满足正常工作情况下，实现电流最小、效率最大化，实现了降耗节能的目标。
其次，减小污水在处理过程中提升的高度，进而降低污水提升泵的扬程，合理利用地形，对水泵扬程进行设计也是非常必要的。同时在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的进水口、出水口和管道连接形式，降低水头损失可以进一步达到降低能耗的效果。
（2）鼓风曝气部分降耗节能措施。曝气系统和其他机械系统（如搅拌、回流污泥和二沉池设备等）是生化处理单元的主要组成，这也是污水处理厂的核心部分，全厂能耗的50%～70%是在这里产生的，对整个水厂的成本影响较大的就是曝气系统的节能降耗。与曝气效率的高低有着直接关系是曝气设备的调节能力，如果控制不到位或者调节能力，均会造成能源浪费，所以，为提升曝气效率降低能耗，我们应选择调节能力合适的曝气设备。
（3）污泥处理系统降耗节能措施。随着人们对能源需求不断增加，新的能源类型被开发，其中，目前广泛应用的能源类型就有太阳能。目前，已经有研究人员在污泥厌氧消化加热工作中应用太阳能方面进行了一定的研究。经过研究发现，具有较高的吸热效率的污泥，是一种较好的吸热体，随太阳辐射强度增高浅槽式集热器水温升高，且S水深增加而降低，集热器设备可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有研究人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置，对机械脱水后的污泥进行了干燥处理，研究了该方式对污泥干燥处理的可行性。经过研究发现，太阳能对污泥进行干燥具有较高的可行性。
（4）其他消耗降耗节能措施。一定量的药剂在污泥消毒、调理及除磷过程中被消耗，虽然消耗不多，但一定的节能空间也是存在的。可以将生物除磷技术应用在除磷环节，这样不仅不需要投加药剂，而且产生的污泥量也较少。选择，还可以使用高分子混凝剂的化学除磷方式来进行除磷，以降低消耗药剂。还可以进行污泥调理（包括化学调理和物理调理这样可以有效的提升污泥的脱水性能。为了实现节能降耗的目标还可以选使用辐射技术对污泥进行消毒，代替高温高压。
在污水处理过程中，污水处理剂的使用量关系到污水处理厂的降耗节能的水平，因此，根据污水处理剂的单价以及特点进行综合选择是在实际的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同时要保证药剂不对于环境造成污染的基础。并且也要考虑处理剂的用量。节约处理剂的用量可以在以下几方面考虑，即传统上污水处理过程中使用的处理剂可以采用天然高分子改性处理剂来代替，这种天然高分子改性处理剂更容易被生物所降解，并且得到更高的脱水效率。此外，对污水处理中所使用到的药剂的用量进行更为精确的计算，并且提前进行方案设计，以降低在污水处理过程中对于药剂造成的额外的浪费，以期达到最佳效果。
3 结语
降低城镇污水处理厂的能源能耗，可以更好的促进城镇的可持续发展。因此在实际工作中，提高对污水处理厂能耗有效认识，选择更为合理工艺系统，在确保处理后污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护的目标的同时降低能源消耗。
参考文献：
[1]相华旭.城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施[J].科技创新与应用，2017（01）：195.
[2]徐一雷.污水处理厂的节能控制及优化方式[J].科技展望，2017（03）：80.
[3]王广卿.城镇污水处理节能降耗措施研究应用进展[J].科技视界，2016（14）：257
[4]张虎军.城镇污水厂污泥处理处置节能降耗技术的应用[J].科技展望，2016（31）：115-117.
[关键词] 污水处理厂；能耗过高；节能降耗
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 108
[中图分类号] TU922.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）07- 0223- 02
1 污水处理工艺流程，以及主要能能源消耗处
污水的处理主要能耗环节在提升机泵、沉砂池、污泥提升、曝气、污泥脱水、格栅机、污泥回流等。
2 主要的耗能结构
2.1 污水提升系统的主要耗能处
污水提升系统主要工作原理是，通过污水处理泵将污水提升到水井口的高度以方便污水的自主流入，所以在这一环节的能耗主要与污水的提升速度以及提升量有关，同时提升机泵的工作效率以及提升高度也是非常重要的。在这一工艺流程中提升机的能耗占26%左右，在这一环节中一台提升机大概拥有五台机泵，其中两台是留作备用的。在这种情况下在购买提升泵时主要得考虑水泵的工作效率，高效率提升泵全天工作下来节省的能量也是相当可观的。然而在实际工作中造成提升泵不能以最大效率工作的主要原因是污水处理厂的进水量不能满足提升机以最大效率工作所需要的水流量。
2.2 曝气系统的主要能耗
污水处理的过程中少不了微生物的分解这一步骤，然而微生物的活动往往少不了氧气，曝气系统的意义就在于在污水中溶解足够的氧气，以便在下一步的处理过程中微生物能够有足够的氧气来维持活动。
针对溶氧量环节，在前几年的研究中发现实际工作中溶解氧气的量远远大于正常需要的最佳氧气溶解量，在氧气过多的情况下容易造成污物分解过快，水中缺乏营养，从而使污泥老化。更重要的是这种情况下能量的消耗将会大大增加进一步造成能源的浪费。
曝气系统的另一个主要耗能环节就是污泥处理系统，在这一环节中消耗的电量甚至能够整个污水处理系统消耗总电量的13%甚至更多。这个环节中一般需要3～4台脱水机，不间断的轮流进行工作，脱水机在实际工作中污泥的处理量却远不及它设计的实际应有工作效率，如果不能以最大的效率工作，污水处理能源的消耗量将会大大的增加，进而也就在成污水处理厂能耗过高不能正常运行的现象。.
3 降低污水处理能耗的主要方法
3.1 如何提升提升泵的工作效率
整个污水处理过程中提升泵是主要的动力消耗系统，想要做到降低能耗不仅要让它工作在最大工作效率状态，同时还要进行节能设计，降低提升泵能量消耗量的主要方法有以下几种：第一，确定合适的提升泵功率。第二，结合水流量的变化确定合理的转速排水量等。随着季节的波动，不同的时间段内污水厂的进水量也各不相同，要根据不同时段水流量的不同，确定合理的功率，以降低能耗。
3.2 曝气系统的节能途径
由于曝气系统向曝气池供氧具有多变量、高相关、非稳态、大滞后等特点，国内大部分污水厂是通过操作人员对当前工艺运行情况和溶解氧测定值与设定值的偏差分析，根据经验调节曝气设备的开启度来控制池内的溶解氧浓度以适应微生物反应需求，这种方法对溶解氧的调整大大滞后于系统的需求变化，严重影响处理效果。为了保证处理效果，设计人员选择风机时往往要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，过量供氧以满足最大负荷时的需要，从而造成曝气量与实际需气量相差过大，使得曝气单元能耗较高。借鉴国外的经验合理的方法是对溶解氧进行在线检测，及时反馈给供氧系统及设备以同步调整，将曝气系统设计为定速加变速相结合的组合方式：①定速设备按平均供氧量选择，定速运转以满足基本需氧量；②调速设备变速运转以适应需氧量的变化；③需氧量波动较大时通过增减运转台数作为补充。
3.3 污泥处理系统节能途径
污泥处理系统的能耗主要是由于脱水机选择过大而造成大部分时间不在高效段工作，同时，为了提高污泥的脱水性能而投加过量的絮凝剂。因此设计人员应该精确计算污泥产量及含水率等，合理选择脱水机的台数和能力，最好通过试验来确定絮凝剂的投加量。
4 结 论
污水处理系统的能耗主要在污泥的处理环节中，这一环节消耗的能量占整个污水处理系统能耗的55%甚至更多，其次就是污水提升系统和供氧系统，它们分别占总能源消耗量的24%和12%左右。只要降低了它们三者的能源消耗量，污水处理系统的能耗过高问题就能够得到解决。首先就是要精确计算提升泵合理工作状态，不能够估算，也要根据水流量的变化确定合理的工作功率。其次溶解氧系统中主要是氧气的溶解量不要偏高，配合其他设备的工作效率，以及污水量微生物量等确定合适氧气溶解量。最后就是最耗能的污泥处理系统了，这一环节中要始终保持脱水设备工作在最高效率状态，并根据情况适量添加絮凝剂等，以达到节省能源的目的。
主要参考文献
[1]徐晓宇，李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].给水排水，2009，35（12）：47-50.
关键词 污水处理厂；节能降耗技术；发展趋势；应用策略
中图分类号 X505 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0159-01
人类的发展，离不开能源。但是，随着人类社会的发展，能源短缺成为世界性的问题。因此，当今社会开始提倡“节能降耗”理念，创新节能降耗技术，以期可以实现有效利用能源、降低能源消耗的目的。随着城市建设的不断加快，在城市污水处理问题上，也必须坚持节能降耗理念，应用节能降耗技术，提高污水处理厂的污水处理效率，降低污水处理厂运行的总耗能，进而促进污水处理厂经济效益的提高。
1 我国污水处理厂运行下的节能降耗技术
1）简述我国污水处理厂运行下的节能降耗技术的发展。随着经济全球一体化的逐步深入，全世界各个国家都在为节能降耗、促进经济发展做努力，相关技术人员积极创新能源利用理念，发展节能降耗技术，以实现缓解全球能源紧张局面的目的。在我国污水处理厂运行问题上，钱易院士、聂梅生先生等创新地提出清洁生产、可持续发展的污水处理技术，希望可以将节能降耗型污水处理技术的发展作为我国污水处理厂长期的努力方向。我国相关部门也颁布“新型、高效城市污水处理技术”文件，提出可持续发展的节能降耗技术在污水处理厂中的应用问题，并形成相关政策、法规，规范我国城市污水处理厂运行过程中节能降耗的效率。由此可将，我国对节能降耗技术发展的重视。相关科技人员经过不断地研究与改进，我国节能降耗技术在污水处理方面已经取得初步成果。截止到2007年底，全国城镇污水处理管理信息系统已经全线投入使用，并对全国各大污水处理厂的信息进行管理。其中最主要的就是管理污水处理厂运行下，各单元的能源物质消耗量，并根据这些数据，深入研究节能降耗技术，提高污水处理厂的运行效率，实现节能降耗的目的。
2）我国传统污水处理技术与节能降耗技术的比较。现阶段，污水处理厂作为处理城市污水最重要的场所，其污水处理手段受到社会各界的重视。因此，污水处理厂在节能降耗理念的指导下，以“少用或者不用不可再生资源、回收资源和产生的能源、无跨区污染”为原则，对城市污水进行有效地处理。传统的污水处理技术常常采用强氧化剂进行污水处理，这种技术具有很多弊病，比如，在处理污水时所需要的化学需氧量耗能巨大，一些硝化与氨化反应所需要的能量同样不可忽视；利用生物除磷法处理污水无法回收磷资源或者磷资源回收量少；另外，污水处理过程中，会产生大量的二氧化碳与污泥，这些物质影响大气环境与土壤、河流环境。与传统污水处理技术相比，节能降耗技术在处理污水过程中，应用厌氧技术处理污水以降低能量的消耗，并尽可能产生能源；将生物除磷法与化学除磷法相互结合，在有效去除磷的基础上，大量回收磷资源；同时，减少二氧化碳与污泥的产生量，并将产生的物质通过有效转化，变成可利用的能源物质。利用这种节能降耗技术处理污水，实际耗能大大的降低了，而且所需要的能源物质也在逐渐减少。
2 污水处理厂运行下，节能降耗技术的应用策略
在污水处理厂运行下，各级单元都在耗能，只是所消耗能源的总量不同而已。其中二级处理过程耗能量最大，占污水处理厂总耗能量的70%，其次是预处理单元，占20%。由此可见，在污水处理运行下，节能降耗技术应该重点应用在二级处理过程与预处理过程，对这两个单元的污水处理过程进行深入研究，针对节能潜力最大的部分加大节能降耗技术的投入力度，再对其他单元的设备运行等方面考虑节能降耗途径，从而提高污水处理效率，保证节能降耗目的的实现。
1）二级处理单元节能降耗技术应用途径。在二级处理单元处理污水过程中，对能源的消耗主要表现在处理设备消耗电能上，因此，本文首先对二级处理单元中各个设备的电能消耗过程进行分析。通常，污水处理厂中所用的设备为搅拌器、内回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、鼓风机、二沉池刮泥机、加药泵几部分，这些部分对电能消耗的比例（相对二级处理总耗能来说）分别是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%，其中耗电能量最大的即是鼓风机。因此，要想有效提高二级处理单元的节能降耗效果，需要参考风量、风压、曝气量等参数，科学、合理地选择鼓风机，并建立精确的曝气流量控制系统，实现智能化曝气调节。并在处理设备中加设回收二氧化碳装置，以降低二氧化碳的产生量。同时还要控制污水处理厂的运行参数，将反应器单体在线数、单位溶剂能量输入、混合液水平等都控制在一定的数值之下，使这些处理组件的运行能够在保证处理污水效率的前提下，降低能源消耗。经过实践证明，这种控制参数的节能降耗技术可以有效节能35%
左右。
2）预处理单元节能降耗技术应用途径。在预处理单元处理污水过程中，对能源的消耗同样表现在处理设备的电能消耗上，其中进水泵的电能消耗占整个预处理单元耗电量的95%，这是一个相当巨大的数字，因此，污水处理厂需要合理选择进水泵，提高进水泵的工作效率。目前，应用效果较好的是改良型A2/O工艺。它是将污水从选择池进入厌氧池进行厌氧细菌的处理，再到缺氧池与好氧池，经过内回流过程，将产生的污泥回流到沉淀池进行分解与过滤，产生剩余污泥与出水。经过改良型A2/O工艺处理的污水，剩余污泥产生量较少，而且所消耗的能源是0.15 kW・h左右，提高了污水处理的效率，达到节能降耗的目标。
3）其他节能降耗技术应用途径。对于其他单元的节能降耗技术应用，主要是对处理污水工艺的设计与改进上。可以根据不同的情况，采用氧化沟工艺或者厌氧氨氧化工艺来降低处理含氮物质的能源消耗，它在短程除氮反应中可以节省近60%的能源；国家相关部门可以出台一些强化污泥处理政策，以降低剩余污泥量；另外，还可以建立沼气池，利用污泥产生的沼气发电、燃烧发热等产生能源，这样既解决了产生废气的问题，又缓解能源紧张局面。
综上所述，城市污水处理厂在发展过程中，节能降耗技术的应用也在不断地发展，对污水处理的效率也得到大大提高。相信，随着技术人员对污水处理厂处理技术的不断研究，工作人员对节能降耗技术的应用也将越来越纯熟，污水处理厂将充分发挥其巨大的节能潜力，缓解社会的能源紧张局面。同时，在污水处理厂运行过程中，应用节能降耗技术，还可以提高污水处理厂的经济效益，为企业的发展起到积极的促进作用。
参考文献
[1]刘礼祥,张金松,施汉昌,何苗.城市污水处理厂全流程节能降耗优化运行策略[J].中国给水排水,2009,16.
[2]张承辉,王冠平,黄年龙.递减式曝气在惠州金山污水处理厂中的应用及探讨[J].给水排水,2011,03.
[3]冯东升,张智华,张金辉.变频节能技术在污水处理中的应用[J].电机与控制应用,2010,07.
关键词：节能降耗合理调配分时电价优化调度最大需量
中图分类号：TE08文献标识码： A
郑州市自来水投资控股有限公司石佛水厂是一座利用黄河侧渗水为水源的地下水处理厂，日设计供水能力10万吨，由黄河滩区水源地井群、水源地至石佛配水厂输水管线和石佛配水厂三部分组成。水源地建配电所一座，系10KV并倒高压双电源，馈1馈2分段运行，设计布井46眼，一期工程成井32眼，二期工程成井14眼，其中浅井28眼，中深井18眼。地下水由深井泵提升，通过约11公里长的输水干管输送至配水厂处理。由于地下水水质较好，水处理工艺比较简单。源水经曝气池跌水曝气后进入滤池过滤，加氯消毒后进入清水池，再经送水泵房加压送至城市管网。工艺图如下:
石佛水厂引进国外先进的仪器和自控设备，自动化程度较高。目前已实现加氯系统的自动控制，厂区对水源地井群的遥测遥控，滤池自动化反冲以及泵房机组的远程开停，除水源地配电所外其它工艺岗位均已实现无人值守。
水厂运作的主要成本是电耗，它们占整个供水能源消耗的90%以上，电费支出占总成本的30%~50%左右。由此可见，如何降低电耗是水厂节能降耗工作中非常重要的一个环节。石佛水厂根据自身优势，加强效能监督，稳步推进节能降耗。通过将任务指标与管理责任制进行定额考核，直接与奖罚挂钩，激发职工节能降耗的积极性和责任心。具体措施如下：
一：合理调配井群，降低制水单耗
在进厂流量为2500 m3 /h的情况下，对井群各单井流量Q和电流A进行定期测量。计算出各单井Q/A值并进行排序，然后根据各单井Q/A值的大小开井，Q/A值大的单井优先开启，合理调配水源井群，降低制水单耗。另外，石佛水厂采用氨基磺酸+二氧化碳的方法对部分单井进行洗井，促使单井动水位提高2~8米、出水量提高20~80 m3 /h，同样降低了制水单耗。
截至2013年度12月份，制水单耗454.63kW・h /比2012年同期降低了24.65 kW・h /（去年同期是479.28 kW・h /）,截至2013年12月份石佛水厂共制水23400.383，共节约用电24.65*23400.383=576819.441kW・h，节约电费（按全年平均计费单价0.7108元计算）总计41003.3元。
二：利用分时电价政策，实行优化调度
从2003年7月起，河南省为了优化电力资源配置、提高电能利用效率、满足经济发展和城乡居民用电的需求对大工业用户等实行分时电价计费。即电费由直计电费、基本电费、力率奖惩、财政附加、三峡金额、电基金额六个部分组成，分时计费前直计电费单价（即平电价）为0.33元/ kWh。直计电费在分时电价政策下调整如下：
尖时段（18:00~22:00）电价=目录电价×1.7倍，峰时段（8:00~12:00）电价=目录电价×1.5倍，平时段（12:00~18:00，22:00~24:00）电价=目录电价，低时段（0:00~8:00）电价=目录电价×0.5倍；电费的其它四个部分改制前后不变。
石佛水厂利用电费的分时计费原则和清水池的调蓄作用，对井群实行优化调度，削峰避尖填谷。石佛水厂现有清水池两座，每座清水池长47m、宽43m、有效水深为3.8m，总有效容积为15000m3 ，反冲泵流量为2300m3 /h。为此提出了在0:00加开井，8:00减停井的“优化”调井模式。具体方法如下：
0：00加开井以次日8:00清水池水位涨至3.5m为控制目标，3.5m水位既考虑了清水池的高水位节能运行，又保证了生产突况时能够及时处理。
8：00减停井以使清水池在0:00水位降至满足晚间（0:00~次日8:00）最大用水量和次日8:00水位到达3.5m为控制目标。考虑到清水池的安全运行和突况的处理，0:00的计算水位不得低于0.8m，实际运行下限水位为不得低于0.5 m。
这样调配就可以在基本不改变用电量的情况下，充分利用分时电价的原则使电费大为降低。2013年1~12月份，水源井各时段用电量及电费如下表：
如不采用优化调度，水源井均衡生产，各时段用电量及电费如下：
由此可见，优化调度后总用电量不变，但节约电费：5913660.1-5722168.2=191491.9元。
另外，石佛水厂还采用滤池夜间反冲洗的方法，将原来白天的滤池反冲时间放至5:00~7:00时间段。这不但一定程度上节约了电费，还考虑了原水流量的突变对原水浊度及滤池运行平稳性的影响。2013年1~12月份，石佛水厂反冲水用电量为308353.6kW・h ，所需电费为308353.6*0.3372=103976.8元。若改为白天反冲，即使在平时段也需电费：308353.6*0.6292=194016.1元，可见夜间反冲至少节约电费194016.1-103976.8=90039.3元。
此外，由于清水池的强调蓄能力和供水随季节、气候、节假日等的影响，源水管道内流速不是很大，源水输送管网难免会沉积物质，增加沿程水头损失，增大水源井电耗。因此，我厂定期谷时段大流量冲刷源水管道，提高水源井输水效率。
三：合理调节最大需量
石佛水厂水源地及配水厂的基本电费按最大需量收取，收费标准为28元/月・千瓦。根据这个规定，石佛水厂调度室每月进行有计划的调配井，使馈1馈2均衡开井，保证不出现馈1线最大需量过大或者馈2线最大需量过大的现象。对于检修一条馈线或者维护滤池等特殊情况，尽量有计划的安排，并保证清水池高水位运行，且在恢复运行时避免盲目的开井。截至2013年12月份，石佛水厂在这方面比2012年同期节约经费40556元。
四：使用变频装置
1 创建资源节约型水务刻不容缓
吉林市水务集团已建厂84周年，供水管网总长近1000公里，日供水能力50.5万m³/d，供水人口150万。因建厂早，跨越几个历史时期，饱经沧桑，管网及设备陈旧老化，耗能高，效率低，漏损率长期居高不下；水价长期偏低造成成本倒挂，政策性亏损严重，累积债务达3亿元。面对严重的挫折和挑战，集团员工既没有气馁，也没有后退，而是在集团班子带领下，奋力拼搏、克难求进，全力实施节能降耗增收节支对策，寻求经济结构调整与增长方式转变的路子，使水务工作步入良好发展轨道。我集团公司是个耗能大户，供水机组装机总容量为14390KW，由于近年来多次电涨价使电费在制水成本中所占比例已由上个世界末的21%上升到目前的34%，加大了供水企业的经营压力。因此，节能降耗，增收节支，增加生产，厉行节约乃是应对全球金融海啸，构建和谐社会和民族复兴的当务之急，水务行业全力创建资源节约型水厂，刻不容缓。
2 建设高质和谐水务的对策与效益
2.1 优化调度，突显高效设备的作用。
在我公司五个水厂中，有三个水厂设备陈旧落后，产能低下，只能低负荷运行。二水厂、三水厂是近几年新扩建的水厂，设备好、效率高、节能降耗幅度大，是生产中优先运行的设备。二水厂1998年扩建投产，采用法国DEGREMONT公司技术，设备先进、高效。三水厂2006年投产，设计中采用了快速混合、紊流多微涡反应、小间距斜板浅池沉淀、恒水位等速过滤V型滤池、全流程自动控制等国内外先进设备。二、三水厂节电22%，节水34%，节省人力52%。不仅节能效果好，而且出厂水质全面达标。经五个水厂权衡利弊考虑，我们进行水厂优化生产调度时，使二、三水厂承担60~65%的负荷，其他三个水厂承担35~40%的负荷。
2.2 把好设计关，应用变频调速技术，使水泵在高效区工作。
我公司三水厂旧系统取水泵站，始建于1975年，因设计原因泵房室内地面没有下卧到合适的标高，投产后最大取水量为9.5万m³/d，为设计值的88%，为水泵额定值的79%。每m³水耗电量为0.124KWh，比新建泵站取水机组每m³水耗电量高36%。鉴于上述情况，我们在2006年投产的新泵站中，安装了三台上海KSB水泵厂的RDL-600-670A水泵，其性能参数为Q=2800~4800m³/d，H=22~33m，配套电机功率为355KW。该泵的特点是：结构合理，效率高，抗汽蚀能力强，运行可靠，效率η≥80%（比原来提高3%~5%），水泵设计安装标高比旧系统取水泵低4.86m，达到自灌启动，单机平均出水流量经测试为4500m3/d，满足设计要求。每送1m³水电耗为0.079KWh（比过去节电36%）。新泵站采用高压变频调速，对取水泵355KW/10KV 3台机组采用北京利德华福HVRSVERT-A10/030大功率变频器对两台变频机组进行一拖二开环运行方式，即根据清水池水位手动调节频率，一般频率运行在38~45Hz之间。不仅满足了取水量的要求，还有效地降低了电耗。对送水泵560KW/10KV 3台机组选用HVRSVET-A10/045带手动一拖二旁路的变频器进行闭环运行。变频器有效的水泵闭环控制功能使水泵调节平滑可靠，转速无波动，电网侧功率因数提高0.96以上，单台机组节电率达32%以上，三水厂每年节省电费100多万元。除此以外，变频调速、恒压供水技术，在一水厂、二水厂、四水厂都得到了应用，效果亦然。
2.3 大力降低供水管网的漏损率。
吉林市管网漏失率长期居高不下，在40%左右徘徊，并愈演愈烈。为降低漏失率，公司采用外聘与内查两个队伍，齐头并进。所谓外聘即：招聘河北保定金迪，长春市鑫龙两支探漏队伍；内查是公司客户服务中心成立一个探漏科。三支队伍各自承担区域查找管网。自2007年5月至2008年末，用累积一年半的时间在船营、昌邑、丰满、龙潭四个区域的160多平方公里的范围内，几只队伍分片包干，用LD-96漏水探知机。艾格玛（Eigma）多头数字相关仪，英国RD-320井盖定位仪；2M听漏杆等仪器在长1000公里的输配水干线路径上，昼夜兼程，采用路面听音、阀栓听音、阀栓漏水声波探测、管道探测、GPRS卫星定位法共探测出地下暗漏298处，并及时修复。制止漏水量2102 m3/d，相当于每年1840 万m3/年流量，全年可创造价值1200多万元。使吉林市的供水形势有所好转，基本解决了部分区域吃水难的问题，其社会效益和经济效益不言而喻。自展开该项工作以来，截止2009年七月份，我公司的日供水量比2006年降低3.4万m3/d，降幅为11%；供水的产销差率降低了8个百分点。转贴于
2.4 进行市区管网的二次供水改造，提高输配水能力，降低管网的能源消耗。
吉林市有231065户居民，108万二次供水人口长期面临“吃水难”的局面，自二〇〇二年起进行二次供水改造工作，获益匪浅：
2.4.1 新上了DN800、DN700、DN500三条过松花江管线，使全市船营、昌邑、龙潭、丰满四个城区达到联网供水。
2.4.2 铺设DN500至DN1200大口径管线60多公里，新上DN63~DN325的UPVC、PPR、PE塑料管线380公里。
2.4.3 将原来935个加压泵站减少到100个（规划），可节省建筑面积10万㎡，相当于节省资金2.5亿元，节省设备及配管费1.5亿元，合计4亿元。
2.4.4 节省值班人员1700人，每人年薪以2万元计，每年可节省人员工资0.34亿元。
2.4.5 改造前电机总容量为15000KW，全年耗电量9198万KWh，改造后电机总容量为4900KWh，为改造前的33%，采用微机变频调速恒压供水设备，并有75%的泵站取消了清水池，采用无负压供水节能效果好，全年总耗电量2125万KWh，比改造前节电77%，相当于每年节省电费5814万元（0.822元/KWh）。
2.4.6 远程控制自动化程度高，保证全市24小时供水，方便了用户。
2.5 开展增收节支活动成效可观。
目前我国正面临着经济结构调整与增长方式转变的转型期，这个转型期，目标明确无误，这就是实现现代化，实现中华民族的伟大复兴；转型的途径早已昭告天下，这就是落实科学发展观；转型的方向，也早已温暖人心，这就是构建社会主义和谐社会。水与电是国力强盛与民族复兴的重要能源，属于战略性资源，关乎国家经济命脉，并对下游产品产生直接影响。近年来，世界经济飞速发展，大大加剧了能源的过度开发，过度需求与过度浪费。吉林市是个丰水城市，以库容108亿立方米的松花湖为水源，人均水资源占有率为全国平均值的1.8倍，并且水质好，属于II～III类水体。但近年来受异常气象和水源污染的影响，给水质净化增加了一定的难度。吉林市的自来水厂建于1927年，至今已达84周年，跨越几个历史时期，饱经沧桑，管网及设备陈旧老化，加上资金短缺，仍然存在着耗能高、效率低、水资源流失严重的问题，要彻底转变尚需一段时间，为实现中华民族的伟大复兴，集团领导在经济转型中，坚持科学发展观，充分发挥第一生产力的作用和技术潜质，广辟节约创收蹊径，成效可观，现就生产、技术、企管等主要环节浅析如下。
2 广辟节约创收节能降耗蹊径的对策与效果
2.1 应用高端工艺改造落后产能，水质与产量显著提高
吉林市水务集团第一供水厂是个已建厂84年的老水厂，设备陈旧老化，虽经多次改造，仍然产能低下，四个净化系统每日只能生产6万m3/d的水，水质尚不能完全达标，与飞速发展的现代净化新工艺相比，它就显得很落后了。然而根据我国的国情及建设节约型社会的宗旨，目前有些老的净化设备尚不能淘汰。为满足居民高质用水的需要，经工程技术人员的考察调研和论证，在一水厂三个净化系统中（新平流沉淀池、浮沉池、老平流深沉池）引进了哈尔滨市多项水处理技术有限公司19组并联管混合器；420片絮凝网格板，可形成140万个主微涡；同程同阻25mm加长型小间距斜板150m2，80mm间距侧向流斜板66m2；30mm间距侧向流斜板44m2。这些现代高端净化工艺设备在以上三种池型中安装运行后，出厂水浊度达1NTU以下，水质与产能卓见成效，供水量由6万m3/d增加到8.5万m3/d，仅用400万元的投资就换取了每天增产2.5万m3/d优质成品水的成果，每年可为企业增收600多万元。
2.2 进口设备国产化，降低设备维护费用，确保安全供水
1998年我公司二水厂从法国得利满公司引进的设计能力为12万m3/d供水设备投产运行，一段时间后出现故障。
由于设备及部件价格昂贵，购置周期长，势必严重影响安全供水。为解决这一问题，我们对部分设备进行了国产化，效果尚称理想，主要方法有三：
2.2.1 取代法：2002年二水厂从W&T公司引进的V2020远程真空加氯机玻璃转子计量罩受损，如进口需1.6万元，到货修复约1个月时间。经调研，找到了合作厂家，研制出替代产品，价格为进口的20%，仅十多天即解决问题。
2.2.2 破解吸收法：从某国ABB公司引进送水机组电动机4台，因制造工艺缺欠，投产以来，先后有3台主机主绝缘被击穿，需进行大修。由于原电机采用了整浸技术，必须进行整线圈更换式大修。如利用国内现有绝缘材料，既要满足绝缘等级（F级），还要满足原功率要求，给大修带来了大难题。面对挑战，我公司工程技术人员与大修厂家一道，破解这一难题。进而绝缘提高一级（H级），防护不变（IP23），磁路参数不变。经运行测试，较为理想，如此破解了国外电机利用国内现阶段绝缘材料进行大修的难题，又提高了电机的效率，为公司节省资金100多万元。
2.2.3 自身保护法：进口设备有一些关键部件是对用户限制的。PLC插件之一TSXAEM411，是调节恒液位过滤的关键部件，外方改动了其中部分部件，没有专用的设备不能将其中的程序解读，更不可能进行更改，这件部件，在保修期内就坏了近半，故价格很高，而且要到外方公司去购买。经分析我方技术人员对滤池系统的PLC加装高精度稳压电源来进行保护，运行几年来没有发生过损坏的事件。
2.3 广寻节能降耗途径，建设节能型水务
吉林市水务集团是个耗电大户，供排水装机总容量19390KW，其中水厂14950KW，二次供水加压泵3422KW，目前电费在制水成本中所占比例已由上个世纪末的21%上升到目前的34%，加大了供水企业的经营压力。为保护民生，建设和谐水务，必须狠抓节能降耗工作，主要途径如下：
2.3.1 应用变频调速技术，提高水泵的效率
提高水泵的效率是水泵节电的关键，实际上就是提高水泵的有效功率。例如吉林市三水厂扩建后，在可预见的十年内，供水能力必然有较大的冗余量，故采用高压变频调速，以满足未来十年供水量的频繁变化与调节，确保供水时效性与经济性这两个指标有效统一，实现高效节能环保与稳定生产的可控制动态平衡。故对取水泵355KW/10KV 3台机组选用带手动一拖一旁路的变频器进行闭环运行。变频器有效的水泵闭环控制功能使水泵调节平滑可靠，转速无波动，电网侧功率因数提高到0.96以上，单台机组节电率达32%，三水厂每年可节省电费100多万元。
2.3.2 较大型的水泵尽量采用自灌式启动
三水厂旧系统取水泵站建于1975年，由于设计原因，泵室内三台水泵的安装高度偏高，允许吸上真空高度只有2.45m，2.34m，0.68m，而自流管线长达350m，减去自流管线的水头损失，以上3个数值所剩无几，致使水泵抽力差，易汽蚀，投产后泵站的吸水能力满足不了每日10.8万m3/d要求，最大取水量仅为9.5万m3/d，为设计值的88%，为水泵额定值的79%。每m3水耗电量为0.124kw，比新建泵站自灌式取水机组每m3水耗电量高36%，节能降耗效果不好。鉴于上述情况，在2006年投产的新取水泵站中，安装了三台上海KSB水泵厂生产的RDL-600-670A水泵。该泵的特点是：结构合理，效率高，抗汽蚀能力强，运行可靠，效率η≥80%，（比原来提高3%―5%），水泵设计安装标高比旧系统取水泵低4.86m，达到自灌启动，单机平均出水流量经测试为4500m3/h，仅开一台机组就能达到一期设计流量，节电36%。
2.3.3 在二次供水改造工程中实现了实时监控，有效地控制了能源的消耗。
吉林市原有加压泵站935个，其中水务集团管理的有120个，占13%，其余87%即415个由产权单位自管，虽然泵站数量很多，但耗电量也很大，仍然解决不了群众吃水难问题，管网漏失率高达40%，用户的水龙头经常流出黄水来，高层楼房成了上甘岭，群众怨声载道。二OO二年至二OO九年进行二次供水改造，将原来935座旧泵站改造成100座大中型区域加压泵站，实时监视和控制。节电效应很好，改造前加压泵电机总容量为15000kw，全年耗电量为9198万kwh，改造后加压泵电机总容量为4900kw，为改造前的33%；改造后全年总耗电量为2125万kwh，比改造前节电77%，相当于每年节省电费5814万元，群众吃水难的问题基本得到解决。
2.3.4 大力降低供水管网漏损率，节约水资源
