城市污水处理厂节电方式探讨

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摘要：本文以加强运行管理与基础管理工作等方式，对污水处理厂的节电方法作了探讨。节约用电对降低城市污水处理厂的运行成本是至关重要的。在目前运行的城市污水厂中，电耗一般会占到直接运营成本（包括电耗、药耗、大修维护费、污泥运输费、人员工资、管理费）的50%左右，因此如何有效的降低运行电耗对污水厂的运行意义重大。对于已经建成的污水处理厂，节电主要考虑从三个方面着手，一是结合实际进水情况，生产运营过程中合理配置污水处理设施及设备的投运量；二是从设备和器材方面，更换低效率或过大的电机，安装变频调速装置，安装电力负荷检测装置，尽量采用节能照明灯具，都可以节省能耗。三是从抓基础管理入手，建立更为有效地节电制度，节电降耗建立相应的奖惩制度，做到节能降耗人人参与。

1合理配置污水处理设施及设备的投运量

在整个污水厂电耗中，鼓风机耗电量约占到整个用电量的30%-40%，根据工艺要求及时调整鼓风机的运行时间和流量，不仅能更准确地提供曝气需氧量，而且又能有效地节约电能；在水量、水质、温度等条件变化时及时调整鼓风机的流量，这里面有很大的潜力可挖，近几年发展起来的精确曝气系统就是为了更好的节省鼓风机的能耗。另外在水量、水质变化时及时调整设施的投运，也可以有效地降低能耗，比如一个20万吨/日的污水厂，在进水量接近10万吨/日的时候，及时调整为半池运行；或者在进水水质好于设计值时，减少部分构筑物内的水力停留时间，都可以有效地减少设备的运行时间和台数，节省电能。

2从设备和器材节能入手

在污水厂，曝气和回流是最主要的能耗。另外，污水的提升也是非常大的，这两块加起来有80%到90%，所以要特别重视；下表为某污水厂统计的实际设备耗电比率表：

3水泵节能

对于提升水泵的控制，根据现场仪表采集的液位等数据，控制水泵的开停，根据实际需要调整为间歇或变频运行，这样即可以更好的控制泵房水位，避免水泵频繁开启，在节省电能的同时也减少了后续处理单元的冲击。对回流泵和剩余泵，改阀门调节流量为变频调节流量，及时更换效率低的叶轮，这些都是水泵节能的有效措施。

4风机节能

以离心风机为例，鼓风机的负载转矩与转速的关系如下

式中的ρ与ρ0表示不同介质的密度，若忽略其影响，则可以看出风机的风量与转速成正比、风压与转速的平方成正比、功率与转速的立方成正比。在传统的鼓风曝气法中，鼓风机的风压和风量通常是采用人工改变出风口处的阀门来调节的，鼓风电机一直是处于全压全速的满负荷工作状态，若是采用交流变频技术，根据所需风最来调节电机转速，就会节约大量的电能，同时也利于远距离控制和闭环控制的实现。下图为变频调速时风机性能曲线：

图中1为风机在恒速下的风压一风量（H——Q）特性，曲线5为恒速下功率一风量（P-Q）特性，曲线4为阀门全开时的管阻特性。假设风机工作在A点时效率较高，输出风量为100%，此时，轴功率P1与Q1、Hl乘积面积AH1OQI成正比。当风量需要从Q1减小到Q2时，如采用阀门调节，相当于增加管阻力，使管阻特性变到曲线3，系统由原工况点A变到新工况点B运行。从图中可以看出，风压反而增加，轴功率P2与面积BH20Q2正比，减少不多。若采用调速方式风机转速由nl降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2下的H-Q特性，如曲线2所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3降低，功率P3（相当于面积CH30Q3）随着显著减少，节省功率损耗P=△H*Q2，与面积BH2H3C成正比。

由此可见在风机系统中采用变频调速控制方式调节风量在节能降耗上是个有效的方法，调节范围可以达到O-100％。但是，在控制风量时必须考虑曝气池的空气流率、搅拌强度和风机本身的调节限度，最后确定一个风量调节的范围。

厂区照明及其它生活用电节能。污水厂的照明用电浪费现象主要表现为：灯开关不及时，有长明灯现象；使用低效的大功率白炽灯。

针对以上现象，可采取以下措施：优先选用节能、发光效率高的光源和照明器，逐步淘汰白炽灯光源；路灯改为定时控制及感光控制。

加强用电管理，提高功率因数。由于污水厂大部分的设备都由异步电动机来驱动，所以自然功率因数仅0．75左右。通过加强用电管理，保证无功补偿设备的完好率，可有效的提高功率因数，降低线路损耗。

对鼓风机、进水泵等产生高次谐波较为严重的设备，可加装相应的节电器。

由于变频器、感应电动机的大量使用，造成了一定量的谐波的产生，谐波对配电系统的污染主要表现为：过负荷和发热，增加介质应力和过电压，干扰电子设备、控制设备的性能和正常工作等。对频繁启动的进水泵和变频风机等重点设备加装具有消除谐波作用的新型节电装置，既能有效的消除谐波，减少对电网的污染，又能减少设备发热，节约电能。

5狠抓基础管理入手，做到节能降耗人人参与

5.1建立有效的节电制度，节电降耗与奖惩挂钩

节电制度至少应包括以下基本制度：用电管理制度包括新增用电设备的审批，电能的分配和违章用电的处理等；单位产品耗电定额的管理制度包括耗电定额的测定和分析，耗电定额的制定和核定，耗电定额的技术资料管理和执行耗电定额的奖惩规定，对负荷率和负荷曲线进行分析，必要时进行全厂或部分设备的电能平衡，对输入电能、利用电能及损耗原因进行分析，提出合理的指标和措施。下表为某污水厂在进行改造时做的电能节约识别表，用于控制用电设备改造的审批。

5.2积极采用计算机监控系统，随时观察供电系统的运行情况。

采集数据应包括电压、电流、频率、三相不平衡率、电量、功率因数、温度等实时数据，并利用数据自动实现电量统计、供电可靠率统计、负荷统计、分析损耗等功能，合理调配运行方式，实现优化运行，利用计算机网络提高运行管理水平。

结语

总之，节电是整个生产工作中重要的一环，必须综合治理，多方位多角度节电，并与职工工作成绩和经济责任制相结合，才能取得更好的效果。