解析污水污泥治理過程中的節能降耗

    隨著我國經濟快速增長和人口的急劇增加，城鎮污水和污泥產量也逐年增加。未經處理的污水和污泥已經成為水環境污染的主要原因。對于污水污泥的治理，并在治理過程中注重減少能源消耗，能夠從技術上解決能耗過大的問題。本文從污水污泥治理過程中的節能降耗方面，研究一些適合廣泛應用的技術方法，以供參考。

    我國目前已投人近百億元用于污水處理，但污水治理的進程依然較為緩慢，需要我國各個行業共同努力，尤其是污水處理行業，應當注重污水污泥治理中的節能降耗，真正提高我國用水效率。造成污水污泥治理效果不顯著的主要原因是處理力度不夠，一些中小企業缺乏對于污水污泥的治理經驗，不僅達不到污水排放的指標，而且對于污水污泥的處理過程也缺乏科學性，處理環節能耗過大，時間較長。另外，有些企業對于污水污泥的處理只注重表面和上級部門的檢查，缺乏對于污水污泥治理的根本理念，安裝的污水污泥處理設備也沒有得到充分的利用，反而加重了資源的浪費。

    一、污水治理過程中的節能降耗技術應用

    污水處理廠接收的污水大部分是人們的生活污水，其水量往往隨著人們各個時間段用水量的變化而變化，因此用水高峰期和用水低峰期的來水量差別很大。污水處理廠各處理單元大部分是按最大來水流量進行設計的，污水提升泵一般都全天運行，而每天的6：30-8：30、11：30-13：30和17：00-19：30三個時間段流量的污水流量較大，一般約占到全天進水總量的百分之八十，如果沒有?用相應的調節管理措施，污水提升泵會出現長時間偏離高效工作區間，從而造成電能的大量浪費。因此，污水處理廠的提升泵房需要采取相應的調節措施，以節約能源。

    1.1變頻調速技術的應用

    在變頻調速技術中，為了實現對電動機的無極調速，使污水提升泵始終運行在高效區內，變頻器為水泵電動機提供可變頻率的電源，并通過PLC或計算機與進水量聯動實現自動控制，使污水提升泵的運行工況隨著進水量的變化而變化，從而避免水泵偏離高效區，造成電能的不必要浪費。由于變頻調速技術具有效率高和能量損失小的優點，近年來不斷得到發展和完善，并被廣泛應用于污水提升系統中。據污水處理廠在實際運行中的統計數據顯示，采用變頻調速技術可使水泵的平均轉速比工頻轉速降低20%左右，比沒有調速的污水提升系統累計節能可達20%-40%，比采用閥門和擋板來調節污水流量的系統節能效率可達40%-60%。

    1.2曝氣系統的節能技術應用

    目前，污水處理廠?用的污水處理工藝中，使用最多的是好氧微生物處理工藝，該工藝需要外界裝置向生物池中的污水供氧以實現有機物和微生物的充分接觸反應。目前采用最多的污水供氧方式是曝

    氣，主要方式有機械曝氣和鼓風曝氣。曝氣的主要作用在于提供污水中微生物反應所需的溶解氧，同時攬拌生物池中的混合液以使有機物與微生物充分接觸反應。曝氣系統是污水處理廠的電耗大戶，其消耗的電能一般占到整個污水處理廠總電耗的，因此，曝氣系統的設計和運行節能是污水處理廠節能降耗的重點。

    二、污泥治理過程中的節能降耗技術應用

    2.1污泥通常含有大量有機物或腐植物，以及豐富的氮、磷、鉀和微量元素，可對其經過處理后加以有效利用。同時，未處理的污泥中也含有重金屬、病原菌、寄生蟲以及某些難分解的無機毒物，若隨意排放或處理不當會對水和大氣環境造成嚴重的污染。焚燒、固化填埋是目前處理污泥最簡捷的方法，成本低、見效快，但我國人多地少，可供焚燒、填埋的場地非常有限，而且焚燒、填埋并不能完全解決其對土壤和空氣的污染。因此，尋求一個安全可靠、經濟合理的污泥處理方案對環境保護至關重要。我國現階段的污泥處理技術主要有污泥消化、污泥堆肥和污泥堿穩定。

(1)污泥堆肥技術

    污泥堆肥技術是在有氧條件下，利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的生物作用機理，分解污泥中的有機物，同時殺滅寄生蟲卵、傳染病菌和病毒，以提高污泥的肥分，實現污泥減容化、穩定化、無害化的一種綜合污泥處理技術。處理過后的剩余污泥作為肥料直接用于農業、園藝，但污泥堆肥處理的時間較長且占用一定的場地。

    (2)污泥堿穩定技術

    污泥堿穩定是利用化學藥劑達到污泥減量化、穩定化和無害化處理效果污泥處理技術，生石灰是一種常用的污泥堿穩定藥劑，但其處理效果不佳，同時還增加了干污泥的量。

    (3)污泥消化技術

    污泥消化技術有厭氧消化和好氧消化兩種消化方式，以其基建費用低、投資少、運行管理方便、最終產物無臭以及上請液有機物濃度低等優點，而被污水處理廠的普遍?用，是目前國際上使用最多且公認經濟投資最少的污泥生物處理方法。

    2.2據調查，污水處理廠的剩余污泥由于污泥處置費用較高，大多數都是脫水后泥餅外運而沒有做相應的處理，所以現階段污泥處理過程的節能主要集中在污泥脫水系統的節能上，可從以下幾個方面采取措施。

    (1)選用高效低能耗的脫水設備

    常用的脫水設備有帶式濃縮脫水機、板框式壓濾機、離心脫水機和臥式螺旋沉降離心脫水機。在圖中列出了不同污泥脫水機的比能耗，從圖中可看出，螺旋壓榨式脫水機和帶式壓濾機的比能耗相對較少，離心脫水機的比能耗相對較高。帶式壓濾機比板框壓濾機的能耗少，但其易于發生堵塞，因此人們不斷被改進并開發了帶式濃縮脫水一體機，同時，隨著科學技術的不斷進步，人們還研發了臥螺沉降離心脫水機。

    帶式濃縮脫水一體機實現了濃縮和脫水的一體化處理，避免了污泥濃縮池和攪拌設備的設置，從而減小了占地面積，同時還具有清水耗量小、能耗低等優點。板框式壓濾機因其占地面積較大、機器效率較低和操作環境相對較差，己經很少被國內污水處理廠采用。臥式螺旋沉降離心脫水機采用的是封閉式的運行系統，設備很少受到磨損，運行條件較好，且占地少、能耗較低。離心脫水機能耗較高，但是因其具有脫水的效果好、脫水后的污泥含固率較高、維護工作量較少和操作環境好等特點，而被實際工程所使用。

    (2)污泥厭氧消化沼氣的利用

    污泥厭氧消化在減少污泥體積的同時產生了甲沼氣，而且減少了污泥脫水系統的耗電量，是污泥實現資源化利用的重要途徑。據相關調查顯示，污泥消化處理后的體積可比消化前的體積減少約30%。污泥厭氧消化過程中產生的甲沼氣的體積約占60%，其燃燒熱能可以作為能源加以利用。大中型規模的污水處理廠可以利用其沼氣燃燒所產生的能量來發電供其運行使用，小型規模的污水處理廠可將其污泥處理過程產生沼氣用作廠內供暖和熱水鍋爐房所需的燃料，或者供廠區附近的居民使用，從而明顯降低了污水處理廠電耗和運行費用。

    結束語：

    污水污泥處理的能源消耗量很大，其嚴重影響了我國污水處理事業的可持續性發展和社會經濟與環境協調發展，所以相關部門要加大節能方面的研究，運用合理可行的節能降耗技術措施，并在治理過程中注重減少能源消耗，減少環境污染。