【格林環(huán)保為您關(guān)注】  摘自中國(guó)環(huán)保在線

    本文系統(tǒng)地介紹并分析了污水處理廠流程中各個(gè)處理構(gòu)筑的能耗情況，并針對(duì)各個(gè)構(gòu)筑物提出有效的節(jié)能途徑。指出了常用的污水好氧處理能耗過(guò)高的突出問(wèn)題，建議改用能耗低，但是造價(jià)稍高的好氧過(guò)濾等處理方法。污水再生利用也是解決污水處理能耗高的途徑之一。

　　
　　一、前言
　　
　　目前我國(guó)城市污水處理率低、環(huán)境污染壓力大，但現(xiàn)行的處理技術(shù)多數(shù)面臨高額資金投入的難題，當(dāng)前迫切需要低能耗、生態(tài)型的污水處理技術(shù)。并且，隨著人民生活水平的提高和城市化的日益加快，我國(guó)城市污水排放量持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)水污染的治理重點(diǎn)已經(jīng)開始從工業(yè)點(diǎn)源為主的控制治理，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿鞘猩钗鬯廴緸橹鞯目刂浦卫怼Ｈ绾谓?jīng)濟(jì)有效地解決生活污水的污染問(wèn)題已成為一個(gè)亟待解決的難題，引起了人民群眾和政府部門的極大關(guān)注。
　　
　　然而污水處理的費(fèi)用也是一個(gè)很大的問(wèn)題，要想將污水和廢水處理好，對(duì)環(huán)境的污染降到最低，我們就必須以最經(jīng)濟(jì)的方式處理污水，這就涉及到一個(gè)污水能耗與功效的問(wèn)題。下面就污水處理廠的整個(gè)污水處理的流程進(jìn)行分析，找到當(dāng)前常用的污水處理流程中工藝的不足之處，并提出更好的解決方法，使以后的污水處理更加容易，更加全面，將污水對(duì)環(huán)境的污染降到最低的限度。
　　
　　二、污水處理廠的工藝流程
　　
　　目前，常用于我國(guó)城市污水處理的方式為集中污水處理系統(tǒng)和傳統(tǒng)的三格式化糞池。其它的處理構(gòu)筑物也都是大同小異的，主要的流程不外乎如此：
　　
　　污水收集設(shè)施［包括污水管道、雨水管道、工廠排放水管道等］-->污水提升泵站-->格柵攔截-->沉砂池-->初沉池-->曝氣池、厭氧池等核心處理工藝流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水體[①]
　　
　　其中核心處理流程可分為一級(jí)處理和二級(jí)及以上的深度處理。深度處理流程主要有好氧處理流程、厭氧處理流程及兩者相結(jié)合的處理方法。
　　
　　目前，好氧處理方法有SBR工藝、UASB工藝、氧化溝、氧化塘等工藝，在曝氣池里充入空氣或氧氣，讓好氧細(xì)菌除去污水中的有機(jī)物雜質(zhì)；厭氧處理流程主要有厭氧流化床、兩相厭氧發(fā)酵、厭氧濾池等利用厭氧菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵的方法除去污水中的有機(jī)物的；另外常用的還有像A20及其變種的工藝流程都是好氧處理和厭氧處理相結(jié)合的處理流程，其處理效果往往比單一的處理方式好得多。
　　
　　深度處理構(gòu)筑物不外乎以下幾種：曝氣池、厭氧池、氧化塘、厭氧反應(yīng)器及特殊的除磷脫氮設(shè)備，或者是它們的變種工藝，但是處理原理都是大同小異的。
　　
　　三、各個(gè)處理構(gòu)筑物的能耗分析
　　
　　3.1污水處理系統(tǒng)
　　
　　目前，污水處理系統(tǒng)又有集中污水處理系統(tǒng)和分散式處理系統(tǒng)。前者是指各種城市生活污水，經(jīng)預(yù)處理符合管道排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水和城市融雪、降水等混合廢水經(jīng)過(guò)城市下水管道收集，然后集中被輸往城市污水處理廠，城市污水處理廠再根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)，綜合規(guī)劃，采用適宜的措施集中處理；在達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后，排入自然水系的一種污水處理方式。一般用于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的大中型城市。該系統(tǒng)初始投資大，需要敷設(shè)相應(yīng)的城市污水管網(wǎng)，運(yùn)行管理成本很高，因而對(duì)于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的中小城鎮(zhèn)有極大的應(yīng)用局限性。
　　
　　分散式污水處理系統(tǒng)，是指在小區(qū)或一個(gè)工廠設(shè)置化糞池或小型的污水處理設(shè)施，對(duì)生活污水進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)能夠利用的中水進(jìn)行沖廁所、洗車、澆灑路面花壇等。雖然分散式處理流程可能導(dǎo)致處理費(fèi)用提升，但是這種處理方式是有它的優(yōu)越性的，特別是現(xiàn)在過(guò)于集中的污水處理費(fèi)用越來(lái)越高，處理流量也越來(lái)越大的情況下，分散式處理方式更顯示了它的優(yōu)越性。
　　
　　3.2污水提升泵站的能耗分析
　　
　　隨著人們對(duì)環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重這一狀況的認(rèn)識(shí)和對(duì)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，現(xiàn)在大多數(shù)城市都紛紛建設(shè)了污水處理廠，處理流程也由簡(jiǎn)單的一級(jí)處理升級(jí)為二級(jí)或更深度的處理。但是對(duì)于大中型城市來(lái)說(shuō)，普啟遍還是采用集中處理的方式。一個(gè)污水處理廠處理的污水面積都很大，這就需要用提升泵站將遠(yuǎn)處的污水提升到污水處理廠進(jìn)行集中處理，這些污水提升泵站不僅要保障所有污水都要提升到污水處理廠，還要適應(yīng)污水量變化的要求，一般其流量都是很大的，輸送的路程也很遠(yuǎn)，再者污水管道一般都埋設(shè)較深，泵站需要有很高揚(yáng)程，電耗十分可觀。
　　
　　電費(fèi)是污水提升泵站的主根能耗，輸送路程越遠(yuǎn)，電價(jià)越高，像武漢的龍王嘴污水處理廠就設(shè)有五個(gè)污水提升泵站，將附近很大面積的污水匯集起來(lái)，其流量還是不大，目前正在擴(kuò)建的工程處理流量也才15萬(wàn)噸。
　　
　　3.3格柵、沉砂池和初沉池的能耗分析
　　
　　格柵是利用柵條攔截污水中粗大的雜質(zhì)，污水經(jīng)過(guò)格柵時(shí)，由于柵條的阻擋會(huì)引起水頭損失，這就需要有水泵提升污水以增大污水的勢(shì)能；再者，柵渣的機(jī)械粉碎處理也是耗能過(guò)程。這兩者是格柵處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細(xì)小的懸浮物，除了污水在池子中的水損外，刮砂刮泥設(shè)施以及其后續(xù)處理會(huì)有很大的能耗，但是這些能耗都不大。
　　
　　3.4曝氣池的能耗分析
　　
　　曝氣池是好氧處理工藝的能耗大戶，大部分的能耗都集中于此。能降低曝氣池的能耗就相當(dāng)于解決了好氧處理工藝流程的能耗問(wèn)題。
　　
　　常規(guī)的曝氣池都是用機(jī)械的方式向污水中鼓入空氣或是從池底充入空氣，并且用攪拌等方式讓空氣和污水充分混合，從而使空氣均勻地分布于污水中，提高好氧使理的效果。
　　
　　污水在曝氣池里的停留時(shí)間一般會(huì)在兩個(gè)小時(shí)以上，其容積是相當(dāng)大的，不管是采用葉輪旋轉(zhuǎn)曝氣還是通氣帽在池底鼓入空氣的方式曝氣，電機(jī)的功率很大，且要晝夜運(yùn)行，其能耗之大是可想而知的了。
　　
　　3.5厭氧池及厭氧處理設(shè)備的能耗分析
　　
　　除了好氧處理技術(shù)之處，厭氧處理工藝也很容易為人們所接受，厭氧處理工藝的能耗相對(duì)較低，并且可以產(chǎn)生沼氣，回收利用也很方便，只是厭氧處理過(guò)程中，污水停留時(shí)間很長(zhǎng)，并且要保證好的處理效果，必須要有較好的隔絕空氣的措施。盡管如此，厭氧處理的趨勢(shì)還是很看好的。
　　
　　3.6二沉池及其它處理設(shè)施的能耗分析
　　
　　二沉池是處理后的污水進(jìn)行泥水分離的地方，現(xiàn)在普遍使用的二沉池都設(shè)有刮渣擋板，出水排泥等裝置，二沉池的面積也比較大。分離出來(lái)的污泥還要用污泥泵輸送到污泥泵房，污泥的壓縮處理等也是耗能很大的。
　　
　　現(xiàn)在常用的污泥機(jī)械壓縮處理，濃縮后的污泥外運(yùn)填進(jìn)等方法，耗能巨大，并容易引起二次污染。像污泥中的高濃度污染物很容易隨雨水再次進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)，造成二次污染，有關(guān)二次污染的處理也是很傷腦筋的事情。
　　
　　四、污水處理各個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能途徑
　　
　　4.1再生回用以減少深度處理
　　
　　城市污水處理出水的再生利用在我國(guó)，花費(fèi)大量投資建設(shè)了城市污水處理廠，但經(jīng)過(guò)處理后的再生水并沒(méi)有得到充分利用，在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的再生利用。發(fā)展再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。
　　
　　城市污水再生利用，應(yīng)根據(jù)用戶需求和用途，合理確定用水的水量和水質(zhì)。污水再生利用，可選用混凝、過(guò)濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此，缺水城市和水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)，在規(guī)劃建設(shè)遠(yuǎn)距離調(diào)水之前應(yīng)積極實(shí)施城市污水再生利用工程，同時(shí)做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。
　　
　　城市污水再生利用規(guī)劃建設(shè)要依照客觀需要和實(shí)際可能的原則，按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模，以現(xiàn)狀水量及用水需求為主要依據(jù)確定實(shí)施規(guī)模。城市污水再生利用技術(shù)選擇與工程實(shí)施要考慮國(guó)情、實(shí)際條件和用戶需求，城市污水再生利用規(guī)模、處理程度、處理流程、輸水方式、再生水質(zhì)、使用用途的選擇上，既要滿足要求，又要經(jīng)濟(jì)合理。目前城市污水再生利用應(yīng)著重于農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用、景觀水體、生活雜用、工業(yè)冷卻、生態(tài)環(huán)境和補(bǔ)充地表水。
　　
　　但是，城市污水再生過(guò)程和再生水的使用應(yīng)確保公眾和操作人員的健康安全，以及周邊的環(huán)境安全，尤其要有效地控制病原菌的污染和傳播。再生水使用應(yīng)滿足國(guó)家和地方有關(guān)污水再生利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，處理工藝的選擇，尤其是工藝的可靠性和安全性的保障，應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的專家論證、評(píng)估和主管部門的批準(zhǔn)。
　　
　　4.2環(huán)境自凈和生態(tài)處理以降低能耗
　　
　　城市污水處理廠出水也可看作是水文循環(huán)的組成部分，將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中，使河流水體能維持或變成供下游使用的原水源，不僅經(jīng)濟(jì)可行，而且可減少風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)揮河流自凈能力。
　　
　　正是因?yàn)樽匀画h(huán)境自身有很強(qiáng)的處理污水的能力，我們可以用生態(tài)的方法處理污水，這樣不僅可以獲得很好的處理效果還能省去很多處理費(fèi)用，是兩全其美的辦法。
　　
　　目前的生態(tài)處理方法中很多處理方法都存在占地多，處理流量小的問(wèn)題。所以生態(tài)處理方法要因地制宜，用在空地較多、生物生長(zhǎng)好的地方，像人工濕地、土壤層微生物濾池、植物浮床等都是很好的生態(tài)處理方法，能耗低，很值得推廣。
　　
　　4.3各個(gè)處理構(gòu)筑物的節(jié)能途徑
　　
　　在污水處理流程中，各個(gè)污水處理構(gòu)筑物的節(jié)能途徑很多，下面就污水處理流程中各個(gè)構(gòu)筑物的節(jié)能方法。
　　
　　污水提升泵站節(jié)能途徑。將現(xiàn)有的集中式污水處理改成分散式處理，并充分利用一級(jí)處理后的中水，可以減小城市污水處理廠的壓力，更可以大大減少深度處理所需的費(fèi)用。同時(shí)污水提升泵站的水量也會(huì)適當(dāng)減少，甚至可以取消，全部采用分散處理模式。污水處理廠只負(fù)責(zé)處理工廠附近、污水量大的用戶排放的污水。
　　
　　格柵的節(jié)能途徑。盡量將污水處理設(shè)備安裝在地勢(shì)較低的地方，可以減小提升泵的功率。污水經(jīng)過(guò)格柵的時(shí)候可以憑借其較快的流速通過(guò)柵條，必要時(shí)再用提升泵將污水提升至沉淀池。
　　
　　曝氣設(shè)施的節(jié)能途徑[③]。不管是好氧處理還是厭氧處理設(shè)施，其能耗都是非常大的。因?yàn)槲覀儽仨氁秒娏υO(shè)備將空氣充入到污水中，但是我們可以采用多層好氧過(guò)濾的方式減小這一能耗開支。好氧過(guò)濾的各個(gè)濾層的厚度的材料都是不相同的，實(shí)現(xiàn)的過(guò)濾效果也大相徑庭。
　　
　　好氧過(guò)濾具體的方法是：污水經(jīng)過(guò)格柵攔截之后，即可以直接進(jìn)入第一層好氧過(guò)濾層，第一層好氧過(guò)濾層的孔隙是很大的，一般用粗大的砂石鋪墊，主要去除污水中大的懸浮物并通過(guò)水流在砂石中紊動(dòng)的流動(dòng)將空氣中的氧氣混入污水中。然后污水進(jìn)入第二層好氧過(guò)濾層，這一層的砂石粒徑相對(duì)較小，污水在這一層的停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，主要是好氧微生物對(duì)有機(jī)物的氧化過(guò)程，在這一好氧濾層里，很容易生成生物膜，類似于生物膜的處理。如果污水的有機(jī)物的含量不是很高的話，處理水已經(jīng)基本達(dá)到了排放的標(biāo)準(zhǔn)了，也可以將處理后的水收集起來(lái)作中水使用。如果污水的有機(jī)物含量很高的話，可以讓污水繼續(xù)進(jìn)行下一層的好氧過(guò)濾，濾層的孔隙也將更小，處理時(shí)間更長(zhǎng)，效果也更好。在這一層中，由于污水的停留時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)污水中的N和P也有較好的去除效果。
　　
　　進(jìn)行好氧過(guò)濾處理的排放水已經(jīng)可以達(dá)到排放的要求，沒(méi)有必要設(shè)置二次沉淀池進(jìn)行泥水分離。這種處理流程適用于建設(shè)在河湖的旁邊，有利用處理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠即可。
　　
　　五、結(jié)論
　　
　　上面提到的比較節(jié)能的污水處理方法主要是生態(tài)的處理方法，其中好氧生物濾池盡管很節(jié)能，但是也有它自身的限制因素所在：
　　
　　1、占地較大。因?yàn)檫@種處理方式全靠生物進(jìn)行氧化分解有機(jī)物的方式處理污水，污水停留時(shí)間很長(zhǎng)，所以處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處理方式的情況下，處理流量都不會(huì)很大，所以這種處理方式是有它的優(yōu)勢(shì)所在的。
　　
　　2、不能進(jìn)行反沖洗，容易堵塞。由于污水通過(guò)濾層的時(shí)候，會(huì)生成很厚的生物膜，老化的生物膜脫落后很容易堵塞住濾層的孔隙，過(guò)濾效果會(huì)因此而大為降低。所以我們只能用孔隙較大的濾料層，并且盡量避免用垂直分層的布置方式。
　　
　　3、初期造價(jià)高，但是處理費(fèi)用低。初期造價(jià)主要集中在濾層鋪砌和濾層上面草皮的種植上，但是一經(jīng)運(yùn)行，其運(yùn)行費(fèi)用是很低的。
　　
　　該處理方案有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
　　
　　1、如果在濾層上面種植植被的話，可以將過(guò)濾和濕地相結(jié)合建設(shè)，處理效果會(huì)更好。
　　
　　2、這種處理方案只適用于分散式處理方案中，處理流量很小，具體的設(shè)施可以同家庭的小花壇、花園合建，并不會(huì)影響建設(shè)的美觀性。處理后的水可以直接滲透到附近的水池里，用于花壇的澆灌，路面澆灑等，甚至可以回用于沖洗廁所。
　　
　　3、好氧過(guò)濾可以結(jié)合化糞池共同使用，有化糞池進(jìn)行初步處理，粗大的雜質(zhì)已經(jīng)去除，濾層的堵塞的幾率會(huì)大大減小。 

目前湖北武漢市有多家企業(yè)選擇了將污水處理交第三方運(yùn)行管理的模式，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)污水處理設(shè)施安全運(yùn)行、達(dá)標(biāo)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是格林公司的愿望和目的，武漢格林環(huán)保設(shè)施運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，也將繼續(xù)為您關(guān)注工業(yè)污水、 生活污水污水處理外包、污水處理運(yùn)營(yíng)的行業(yè)動(dòng)態(tài)。商業(yè)合作電話：400-847-8878   了解更多——m.tax-pages.com 

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