能耗是目前國內(nèi)外污水廠所面臨的一個共同問題,，高能耗導(dǎo)致污水處理設(shè)施運營成本高，且在一定程度上加劇了我國現(xiàn)階段能源緊缺危機,。如何能降低能耗,、更有效的利用能源、提高水處理能力是亟待解決的重要課題,。國際上的發(fā)達國家在污水處理節(jié)能方面進行了很多實踐與研究,，而國內(nèi)的污水處理行業(yè)則側(cè)重在設(shè)施的建設(shè)方面，對污水處理的節(jié)能降耗及其運營優(yōu)化等方面尚未進行系統(tǒng)研究,。另一方面,，由于污水處理工藝系統(tǒng)復(fù)雜、動態(tài)變化大,，而且水處理能量分析涉及到污水處理工藝學,、化學反應(yīng)工程學、生物反應(yīng)工程學,、熱力學與微生物學等多個方面,，理論研究還不夠完善。因此,，我國在建設(shè)城市污水處理廠進行工藝系統(tǒng)選擇時,，關(guān)鍵因素首先考慮的還是對水質(zhì)的處理效率和建設(shè)費用以及工藝的可持續(xù)性，而與能耗相關(guān)的運行費用只是作為一種重要比較因素,。

 

　　因此,，針對目前我國污水處理行業(yè)的具體狀況，通過對新工藝的研發(fā)與應(yīng)用,、運行的優(yōu)化調(diào)控,、設(shè)施設(shè)備的改良改造,、先進控制的應(yīng)用，對形成系統(tǒng)的污水處理節(jié)能降耗技術(shù)具有重要意義,。

 

　　1,、城市污水處理廠能耗控制理論基礎(chǔ)

 

　　污水處理廠的運行過程中，實際電能消耗與污水處理廠的處理規(guī)模,、原水水質(zhì)特征,、處理工藝的選擇以及排放標準等因素有關(guān)，這其中污水及污泥的提升,、生物處理的供氧以及污泥處理這幾個工藝過程不僅是出水水質(zhì)保障的核心,，也是電能效耗的重點，僅前兩個工藝過程的電能消耗量一般要占整座污水處理廠直

 

　　接能耗量的 60％以上,。污水處理中鼓風機,、進水泵等工藝設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)，使各系統(tǒng)風量,、水流量等負荷工況參數(shù)按照負荷的實際情況得到適時的調(diào)節(jié),，不但能改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，達到閥門,、風門節(jié) / 回流調(diào)節(jié),、變極調(diào)速等落后的調(diào)節(jié)方式所不能相比的調(diào)節(jié)性能，更能節(jié)省大量電能,，降低運營成本,。因此解決好運行過程中風機水泵的電能降耗就成為了一座污水處理廠節(jié)能降耗的重點。那么,，如何有效降低風機水泵的能耗呢,？

 

　　一般來說，污水處理廠中的風機水泵類負載較多是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型,，但在實際運行過程中該類設(shè)備大部分時間并不需要滿負荷狀態(tài)工作,，因此會產(chǎn)生一部分不必要的能耗；另一方面,，由于風機和水泵的機械特性均為平方轉(zhuǎn)矩特性,，很難進行變速調(diào)節(jié)，只能依靠節(jié)流調(diào)節(jié)對管道上的風門,、風道檔板或閥門的開度來調(diào)節(jié)風機風量及水泵流量,，但這種操作會增加管路的阻力，從而增大管路系統(tǒng)的損失,，導(dǎo)致能耗損失大,，不利于風機、水泵的節(jié)能運行,。通過交流電機的調(diào)速可以在一定程度上緩解這種能耗,，這其中變頻調(diào)速是最高效的一種調(diào)速,、節(jié)能手段。變頻調(diào)速的主要特點在于其無附加轉(zhuǎn)差損耗,、效率高,、調(diào)整范圍比較寬，特別適合于低流量運行較多或啟停運行頻繁的風機水泵類,，它可以實現(xiàn)水泵風機的無級調(diào)速,，并可方便的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

 

　　2,、變頻調(diào)速技術(shù)在污水處理廠的應(yīng)用

 

　　曝氣系統(tǒng)的鼓風機和進水系統(tǒng)的潛水泵是污水廠的核心設(shè)備,，功率較大且都為全天候運轉(zhuǎn)，因此用變頻器對鼓風機和潛水泵進行變速調(diào)節(jié),，不僅可以從工藝角度有效控制設(shè)備的運轉(zhuǎn),，而且還可以節(jié)省電能，并減少設(shè)備的故障率以延長設(shè)備的使用壽命,。

 

　　目前，國內(nèi)的生物處理污水廠大多數(shù)采用鼓風曝氣工藝,，鼓風機作為污水處理活性污泥法中經(jīng)常采用的機械設(shè)備,，對污水處理廠的正常運行起著重要作用。鼓風機的能耗占污水廠總能耗的50%以上,，其運行質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到污水處理的安全性與經(jīng)濟性,，以及處理后出水水質(zhì)指標的高低。幾乎全部的城市污水處理工藝都與鼓風曝氣有關(guān),。污水處理廠中生物池好氧段的溶解氧濃度對處理結(jié)果有很大影響,，如果溶解氧濃度太低，出水水質(zhì)將不能達到排放標準,；如果溶解濃度太高,，不僅大量浪費電能，還可能使活性污泥上浮同樣會造成出水水質(zhì)不能達標的現(xiàn)象,。通常人工手動調(diào)節(jié)鼓風機的輸出風量及風壓,，無法使生物池內(nèi)的溶解氧濃度精細化控制在一個穩(wěn)定的數(shù)值，且電能浪費現(xiàn)象嚴重,。在鼓風機上增加變頻控制就是為了準確控制生物內(nèi)池溶解氧的濃度值,，從而起到節(jié)電和穩(wěn)定出水水質(zhì)的作用。

 

　　實際運用中,，生物池好養(yǎng)段的溶解氧濃度由池中的溶解氧儀檢測出并實時傳送給 PLC,，PLC 根據(jù)設(shè)定的所需溶解氧濃度值通過 PID 方式變頻控制鼓風機運行，自動調(diào)節(jié)出風系統(tǒng)的風量及風壓,，使生物池中的溶解氧濃度穩(wěn)定在設(shè)定值,。

 

　　3,、變頻器在潛水泵上的應(yīng)用

 

　　污水處理廠中的潛水泵的數(shù)量一般較多，例如進水提升泵,、各種回流泵以及棑泥除砂泵等,。這些潛水泵不僅數(shù)量眾多功率較大，水頭提升的高度一般都較高,。因此,，在潛水泵啟動時的急扭與停機時的水錘現(xiàn)象往往會造成管道的松動或破裂，嚴重時可能會造成潛水泵的損壞,；同時由于污水處理廠工藝的需要大多數(shù)潛水泵都為全天候運轉(zhuǎn),，電能的消耗也非常大。

 

　　在潛水泵安裝變頻調(diào)速器以后,，可以通過延長潛水泵的開啟與停止時間來實現(xiàn)電機的軟起,、軟停，從而解決急扭與水錘現(xiàn)象的發(fā)生,，大大減小潛水泵由于啟動和停止時對機械系統(tǒng)及潛水泵自身的沖擊,，而且變頻調(diào)速器還可以配合 PLC 以及現(xiàn)場檢測儀表根據(jù)不同工況下設(shè)定的水位及流量狀態(tài)來自動調(diào)節(jié)潛水泵的轉(zhuǎn)速，從而起到節(jié)能的目的,。

 

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