朱家桥污水处理厂采取的节能措施

夏能宏
（芜湖市供水总公司，安徽 芜湖 241000）

　　摘要：污水处理厂能否正常运行与运行费用的多少有直接关系。建设中的芜湖市朱家桥污水处理厂在总结国内已运行的污水厂实际经验的基础上，采用先进成熟的工艺，积极稳妥地运用新技术、新设备、新材料，注重节能措施在工程中的运用，力争使污水厂的运行费用降到最低。
　　关键词：污水处理厂；节能措施；A²/O工艺
　　中图分类号：TU992.3
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)04-0029-02

概述

　　芜湖市位于长江下游沿岸，是长江十大港口之一。为了保护长江水体及城市清洁水源，实现社会经济的可持续发展，国家有关部门根据芜湖市城市总体规划及环境保护规划，决定兴建芜湖市朱家桥污水处理厂。
　　该厂建设规模30×10⁴m³/d。采用A²/O生化处理工艺。工程设计结合我国目前状况，积极稳妥地运用新技术、新设备和新材料，充分考虑节能，使A²/O生化处理工艺在该项目中的运用达到了扬长避短的目的。

1 工艺流程简介

1.1 设计主要技术参数
　　工程设计水量：30×10⁴m³/d，一期规模为10×10⁴m³/d
　　设计进水水质：见表1。
　　设计出水水质：达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

表1 水质指标
mg·L^-1 名称 进水水质 出水水质 BOD₅ 160 ≤20 COD 350 ≤60 SS 200 ≤20 TN 35 ≤15 NH₃-N 30 TP 4 ≤0.5

1.2 工艺流程简介
　　城镇污水量大，污水中含有较多的氮和磷，常用的污水生物处理技术在降低污水中的BOD、COD和SS的浓度方面有一定的作用，氮的去除率只有20％^[1]，磷的去除率更低，因此，二级生物处理出水中还含有氮、磷，这样的出水会造成水体的富营养化，给饮用水源、水产业，工业用水带来很大危害。
　　本工程采用A²/O生物脱氮除磷工艺，污水处理构筑物主要有：格栅、旋流沉砂池、初沉池、溢流井、A²/O生化池、二沉池、鼓风机房、污泥回流泵房、加氯间、接触消毒池。污水经格栅去除较大悬浮物进入旋流沉砂池；在旋流沉砂池中通过水力旋流的离心力将较大的砂粒去除，污水进入初沉池；在初沉池中有40％－60％的SS被去除，出水经溢流井分配，进入A²/O生化池，在A²/O生化池中，污水经硝化、反硝化过程除氮，同时微生物吸附大量的磷，与污水一起进入二沉池；在二沉池中混合液经一段时间的固液分离，污水经加氯消毒达标排放；污泥大部分回流，另外含有高浓度磷的剩余污泥进入污泥脱水间脱水处理，由此去除污水中的磷。污泥处理有：储泥池、污泥浓缩脱水机房。全厂运行管理采用国内外先进的计算机自动控制系统，使厂内生产运行全部实现自动化控制。工艺流程见图1。

2 工程中采取的节能措施

2.1 合理选择设计参数。根据国家有关标准，将国内已投产的污水处理厂进水水质与芜湖市现排水水质资料对比分析，提出合理的污水进水设计参数，避免取值过高，使构筑物及设备过大，形成“大马拉小车”，造成能源浪费。

2.2 采用合理的处理工艺是污水处理厂节能的重要环节。A²/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧污水生化处理工艺的简称。A²/O工艺是一项成熟工艺，在工业污水处理中运用较广，在我国城市污水处理中也有运用。城镇污水中含有较多的氮和磷，排入河流很容易引起水体富营养化，采用一般的二级生化处理效果不显著，而A²/O工艺利用不同的微生物种群，使氮的去除率为60％～80％，磷的去除率为70％～90％。对较高和较低有机物浓度的城镇污水，均得到良好的处理效果^[2]。从各种生物处理能耗表^[3]（见表2）可以看出，氧化沟法、延时曝气能耗最高，高负荷生物滤池能耗最低。从实际运行状况看，氧化沟法出水水质较好，运行稳定；高负荷生物滤池出水水质往往达不到较高标准；活性污泥法介于其间。A²/O工艺处理出水水质优于活性污泥法，在能耗上较活性污泥法经济^[1]。因此，A²/O工艺是最为经济有效的处理工艺。

表2 各种生物处理能耗
kWh·m^-3 类别 氧化沟 延时曝气 深层曝气 活性污泥法 阶段曝气 纯氧曝气 高负荷生物滤池 单位耗电量 0.26～0.85 0.56 0.29 0.18 0.15 0.12～0.15 0.03

2.3 处理构筑物进行合理的分组，适应水质、水量的变化。本工程生化处理构筑物分成四组，根据进水有机物浓度的高低，不同季节水量大小的变化，在非满负荷的条件下，可用两组或三组并联运行，以节约能源。
2.4 污水提升泵的能耗在污水处理厂中位列第二，仅次于鼓风机的能耗。因此在选用污水提升泵时，使流量和扬程的匹配尽可能达到80％以上的工作效率。根据进水流量，采用不同流量泵相互匹配，避免较多的阀门调控，损失能量。混合液回流流量大，动力消耗高，为降低能耗，本工程采用进口的大流量、低扬程的高效螺旋浆式泵，从而减少了设备台数，使得运行费用大大降低。
2.5 鼓风机耗电占全厂用电量的40％左右，是有关生物处理法的主要动力设备，因此选择合适高效的鼓风机也是污水处理厂节能的一个重要环节。本工程采用进口单级高速离心鼓风机，效率为80％以上，为A²/O生化池好氧区充氧提供气源。设计总气量为580m³/min，供气压力为0.07MPa，风机3台（2用1备）。比通用的多级低速离心鼓风机（效率一般在60％～70％^[1]）可以大大降低能耗。另外，采用单级高速离心鼓风机可以根据好氧池中混合液溶解氧浓度的变化，自动调节进风口导向叶片角度，从而改变出风量的大小。进行DO联合控制后，可以节电33％。
2.6 曝气池是二级生物处理厂耗能最大的构筑物，其节能的关键在于选择氧转移率高的曝气装置。本工程采用国外进口管膜式微孔曝气器，每个长度750mm，出气量为8m³/(m·h)，氧利用率23％；动力效率2.5～3.5kg[O₂]/(kw·h)是新一代高效、节能型曝气装置。与传统的其他类型曝气器相比，产品具有布气均匀、氧利用率高、动力效率高等优点；与其他材质微孔曝器相比，该产品具有通气量大、充气能力大、微孔不堵塞、使用寿命长等特点。该曝气器的使用大大降低了能耗。
2.7 全厂采用先进的微机测控管理系统，分散检测和控制，集中显示和管理。各种设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节运转台数或运行时间，使整个污水处理系统在最经济状态下运行，使运行费用最低。

3 结语

　　由于污水处理的耗电大，成本高，尤其近年来电费不断上调，使污水处理厂的运转费用不断增高，不少建成的污水处理厂往往因经费不足而不能正常运转。使大量的基建投资不能充分发挥其环境效益、经济效益和社会效益。因此在污水厂的建设过程中应选择合理的处理工艺，尽可能地使用节能设备及装置，加强科学的管理，逐步实现污水资源化，才能使污水处理技术向低能耗、高效率的方向发展。

参考文献：
[1]兰淑澄，等。污水处理与回用新工艺－A/O系统在污水处理与回用中的应用[C]．北京：北京水利学会等，1988，150～153．
[2]金端瑶．生物除磷脱氮活性污泥法（A²/O）工艺在城镇污水处理中的应用[C]．北京：全国给水排水技术情报，1992.(1)：24～28．
[3]钱易，米祥友．现代废水处理新技术[M]．北京：中国科学技术出版社，1993．

作者简介：
夏能宏（1967－），男，工程师，芜湖市供水总公司。