發(fā)布時(shí)間：2023-05-28 09:39:58
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的水廠節(jié)能降耗樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】水廠；節(jié)能；改造；運(yùn)行方式
近年來，我國政府相繼出臺(tái)了一系列加強(qiáng)節(jié)能工作的政策措施，節(jié)能降耗工作被提到前所未有的高度，是當(dāng)前各行各業(yè)的熱點(diǎn)課題。自來水廠在實(shí)施生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中存在著不同程度的能量損耗，并因此而影響著自來水廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和用能效益。下面就結(jié)合實(shí)例，詳細(xì)說明在水廠中如何通過發(fā)現(xiàn)問題并經(jīng)過技術(shù)改造，達(dá)到節(jié)能的目的，希望能提供經(jīng)驗(yàn)大家借鑒。
1.修復(fù)過度磨損的水泵水封環(huán)
在開展水廠節(jié)能挖潛中對(duì)各個(gè)泵站的水泵效率進(jìn)行摸底分析，發(fā)現(xiàn)某水廠取水泵房的水泵效率發(fā)生下降，從泵效測試結(jié)果來看，比對(duì)水泵工況曲線，小時(shí)流量降低了約300立方米。通過進(jìn)一步查對(duì)泵房歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，效率下降現(xiàn)象與其前一段時(shí)間的取水泵房外取水格柵損壞修補(bǔ)時(shí)間相近，因此懷疑水泵在格柵損壞期間吸入異物造成水泵損壞。打開泵殼檢查發(fā)現(xiàn)水泵的水封環(huán)間隙磨損超標(biāo)，大部分水封環(huán)已磨損超過3毫米以上，個(gè)別磨損達(dá)到8毫米，遠(yuǎn)超過維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的0.25～1.10毫米。由于格柵損壞后，導(dǎo)致水泵從水源中吸入異物直徑大于正常的泥沙粒徑，加劇水泵內(nèi)水封環(huán)磨損。水封環(huán)磨損超標(biāo)將導(dǎo)致水泵內(nèi)出水高壓區(qū)到吸水低壓區(qū)的泄流量増大，從而使得水泵效率大幅降低。
針對(duì)該問題，立刻對(duì)每臺(tái)取水泵進(jìn)行開蓋檢查，更換超限磨損的水封環(huán)。更換水封環(huán)后，取水泵站的水泵出水量恢復(fù)到了水泵額定性能曲線的正常水平，由表1可以看到更換水封環(huán)前后水泵效率變化非常顯著。
2.改變水泵冷卻運(yùn)行條件
水泵軸承冷卻原先從每側(cè)均直接引流一組冷卻水，冷卻水經(jīng)軸承后夏季水溫溫升0.8℃，但冷卻水量調(diào)節(jié)已經(jīng)很細(xì)，再調(diào)節(jié)將容易發(fā)生閥門堵塞。后選擇把冷卻水改為雙側(cè)返流使用，在驅(qū)動(dòng)側(cè)的軸承冷卻水再供給非驅(qū)動(dòng)側(cè)，改造后溫升1.6℃，整體不超過30℃，冷卻水量卻減少了一半，從而節(jié)約了相應(yīng)冷卻水的水資源費(fèi)用以及加壓能耗。
3.水泵泵殼及葉輪噴涂節(jié)能涂料
水廠配水泵站安裝14SA-10A型和24SH-9A型雙吸離心泵均為鑄鐵材質(zhì)的水泵，這組水泵使用已經(jīng)有10年以上，泵體內(nèi)部銹蝕較為嚴(yán)重，泵殼凹凸不平，采用高分子超滑涂層對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，改造后經(jīng)測試水泵能耗降低最大可達(dá)到10%。
分析節(jié)能原因：改造前泵殼打開可見泵殼內(nèi)壁和葉輪表面已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕，其中泵殼部分表面銹蝕層達(dá)到1-2厘米，葉輪表面銹蝕深度有3-5毫米，通過噴砂打掉銹蝕層后，使用高分子涂料和填料進(jìn)行抹平和噴涂處理，處理后表面粗糙度可達(dá)到Ra
故此對(duì)于非不銹鋼的水泵機(jī)組進(jìn)行推廣應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：
其中第二批噴涂后出現(xiàn)水泵出水喘振現(xiàn)象，導(dǎo)致無法閥門全開運(yùn)行，系統(tǒng)效率不升反降，故此但這屬于極個(gè)別的現(xiàn)象，主要是噴涂后個(gè)別水泵在低揚(yáng)程區(qū)域流量曲線與效率曲線形成雙峰特性所引起的。除了這一項(xiàng)特例外，水廠舊水泵采用噴涂后多達(dá)十幾種型號(hào)水泵效率都得到提升。
4.改進(jìn)運(yùn)行管理方式
水廠部分設(shè)備是分多期采購的，不同批次的設(shè)備之間可能存在性能差異，故此可以通過能效分析，尋找運(yùn)行組合優(yōu)化方式達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。
案例1、某水廠的內(nèi)部提升泵站的提升軸流泵分兩批采購，在裝機(jī)后經(jīng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，后一批采購的水泵效率要略高于前一批水泵，兩者之間的效率相差在2.5～5%之間。
故此，通過比對(duì)歷史數(shù)據(jù)，在日常開泵時(shí)，對(duì)水泵的開停機(jī)進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)分級(jí)，日常供水負(fù)荷未達(dá)到最大值時(shí)可以優(yōu)先啟動(dòng)第二批水泵，第一批水泵僅保持最低限度的運(yùn)行。通過調(diào)控開停泵優(yōu)先次序基本上達(dá)到主用機(jī)組全部都是高效泵組，而低效泵組僅作為備用機(jī)組使用，使得整個(gè)泵站的電耗有所下降，見表2。
案例2、水泵泵站吸水井分為東西兩側(cè)，每側(cè)配兩臺(tái)機(jī)組，合計(jì)4臺(tái)水泵，由于兩側(cè)管路流量特性相似，以其中一側(cè)為例，開單臺(tái)機(jī)和開雙臺(tái)機(jī)組，則其泵站吸水井到出水總管回合段的水流流速相差一倍，而管路無論是動(dòng)壓頭和阻力都是和流速的平方成正比。
故此根據(jù)如此分析，在開兩臺(tái)機(jī)時(shí)合理平均分配吸水井機(jī)組負(fù)荷流速將較負(fù)荷集中在一側(cè)時(shí)低一半，管路摩擦及動(dòng)壓頭損失相差4倍，實(shí)測兩種不同運(yùn)行方式之間水頭損失相差超過0.7米，當(dāng)取水管路越遠(yuǎn)時(shí)影響也將更明顯。
通過工藝、設(shè)備綜合分析，把找到的各項(xiàng)機(jī)組運(yùn)行管理要求逐步細(xì)化，最終達(dá)到優(yōu)化節(jié)能降耗的目的。
5.結(jié)語
總之，水廠節(jié)能工作需要從基本細(xì)節(jié)之處著眼，通過完善基礎(chǔ)的運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的能效數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在不影響正常供水壓力的前提下，制定出有效可行的節(jié)能方案，盡力在減少成本的情況下創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利益，使水廠處于良好運(yùn)行狀態(tài)，這也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
耗能高、占據(jù)土地過多、投資成本大、消耗時(shí)間長是傳統(tǒng)的污水處理方法的弊端。城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)是高消耗能源行業(yè)，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個(gè)方面。其中污水處理廠中大型用電設(shè)備有攪拌推進(jìn)器、潛水泵、風(fēng)機(jī)、螺桿泵等。在污水處理工藝過程中，大量消耗能源工藝過程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國常見的二級(jí)城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗中，總能耗10%~20%是污水提升，總能耗的50%~70%是污水生物處理能耗(主要用于曝氣供氧)，總能耗的10%~25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。
2城鎮(zhèn)污水處理廠技術(shù)研究
（1）用電設(shè)備降耗節(jié)能措施。在污水處理中是非常重要的設(shè)備，運(yùn)行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實(shí)現(xiàn)泵房的，達(dá)到污水處理節(jié)能的目標(biāo)，必須要有有效的提高水泵的運(yùn)行效能的措施。首先，為了在最有效的節(jié)約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調(diào)速方面的研發(fā)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到優(yōu)化，進(jìn)而降低排水的單耗?，F(xiàn)實(shí)中。在污水凈化工作中，進(jìn)入變頻工作的狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度就可以得到調(diào)整或者是在一定范圍內(nèi)選擇電動(dòng)機(jī)最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，綜合上述，通過對(duì)于變頻器調(diào)整，使得電動(dòng)機(jī)在滿足正常工作情況下，實(shí)現(xiàn)電流最小、效率最大化，實(shí)現(xiàn)了降耗節(jié)能的目標(biāo)。其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進(jìn)而降低污水提升泵的揚(yáng)程，合理利用地形，對(duì)水泵揚(yáng)程進(jìn)行設(shè)計(jì)也是非常必要的。同時(shí)在高程設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的做到一次提升，選用合理的進(jìn)水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進(jìn)一步達(dá)到降低能耗的效果。（2）鼓風(fēng)曝氣部分降耗節(jié)能措施。曝氣系統(tǒng)和其他機(jī)械系統(tǒng)（如攪拌、回流污泥和二沉池設(shè)備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%~70%是在這里產(chǎn)生的，對(duì)整個(gè)水廠的成本影響較大的就是曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關(guān)系是曝氣設(shè)備的調(diào)節(jié)能力，如果控制不到位或者調(diào)節(jié)能力，均會(huì)造成能源浪費(fèi)，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應(yīng)選擇調(diào)節(jié)能力合適的曝氣設(shè)備。（3）污泥處理系統(tǒng)降耗節(jié)能措施。隨著人們對(duì)能源需求不斷增加，新的能源類型被開發(fā)，其中，目前廣泛應(yīng)用的能源類型就有太陽能。目前，已經(jīng)有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應(yīng)用太陽能方面進(jìn)行了一定的研究。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強(qiáng)度增高淺槽式集熱器水溫升高，且隨水深增加而降低，集熱器設(shè)備可以作為厭氧消化過程中的補(bǔ)充熱源進(jìn)行應(yīng)用。此外，也有研究人員以自行設(shè)計(jì)的混合太陽能污泥干燥裝置，對(duì)機(jī)械脫水后的污泥進(jìn)行了干燥處理，研究了該方式對(duì)污泥干燥處理的可行性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，太陽能對(duì)污泥進(jìn)行干燥具有較高的可行性。（4）其他消耗降耗節(jié)能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調(diào)理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節(jié)能空間也是存在的?？梢詫⑸锍准夹g(shù)應(yīng)用在除磷環(huán)節(jié)，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產(chǎn)生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學(xué)除磷方式來進(jìn)行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進(jìn)行污泥調(diào)理（包括化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)還可以選使用輻射技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行消毒，代替高溫高壓。在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關(guān)系到污水處理廠的降耗節(jié)能的水平，因此，根據(jù)污水處理劑的單價(jià)以及特點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇是在實(shí)際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時(shí)要保證藥劑不對(duì)于環(huán)境造成污染的基礎(chǔ)。并且也要考慮處理劑的用量。節(jié)約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統(tǒng)上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對(duì)污水處理中所使用到的藥劑的用量進(jìn)行更為精確的計(jì)算，并且提前進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以降低在污水處理過程中對(duì)于藥劑造成的額外的浪費(fèi)，以期達(dá)到最佳效果。
3結(jié)語
降低城鎮(zhèn)污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進(jìn)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。因此在實(shí)際工作中，提高對(duì)污水處理廠能耗有效認(rèn)識(shí)，選擇更為合理工藝系統(tǒng)，在確保處理后污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源環(huán)境的保護(hù)的目標(biāo)的同時(shí)降低能源消耗。
作者:郭驍玥 單位:西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]相華旭.城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗分析及節(jié)能降耗措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(01):195.
[2]徐一雷.污水處理廠的節(jié)能控制及優(yōu)化方式[J].科技展望,2017(03):80.
[3]王廣卿.城鎮(zhèn)污水處理節(jié)能降耗措施研究應(yīng)用進(jìn)展[J].科技視界,2016(14):257
[4]張虎軍.城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用[J].科技展望,2016(31):115-117.
關(guān)鍵詞：污水處理廠；城鎮(zhèn)污水；節(jié)能降耗；污泥處理
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.063
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，越來越多國家面臨諸多的環(huán)境污染問題，水域水質(zhì)嚴(yán)重下降的現(xiàn)象不斷發(fā)生，水中生物數(shù)量越來越少，物種不斷地消亡，人類健康受到越來越嚴(yán)重的威脅，各國對(duì)污水處理及加大污水處理設(shè)施建設(shè)越來越重視，因此對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)研究是非常必要的。
1 城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗組成
耗能高、占據(jù)土地過多、投資成本大、消耗時(shí)間長是傳統(tǒng)的污水處理方法的弊端。城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)是高消耗能源行業(yè)，電能、藥耗和燃料是其主要能源消耗的幾個(gè)方面。其中污水處理廠中大型用電設(shè)備有攪拌推進(jìn)器、潛水泵、風(fēng)機(jī)、螺桿泵等。在污水處理工藝過程中，大量消耗能源工藝過程有：污泥處理、生物處理供氧、提升污水和污泥等，其中比重最大的是污泥處理和污水生物處理過程，生化處理階段中在曝氣、污水提升及污泥處理等方面能源消耗也較大。目前在我國常見的二級(jí)城鎮(zhèn)污水處理廠能源消耗中，總能耗10%～20%是污水提升，總能耗的50%～70%是污水生物處理能耗（主要用于曝氣供氧），總能耗的10%～25%是污泥處理，直接總能耗的70%以上是這三者能源消耗之和。
2 城鎮(zhèn)污水處理廠技術(shù)研究
（1）用電設(shè)備降耗節(jié)能措施。在污水處理中是非常重要的設(shè)備，運(yùn)行過程中水泵消耗著大量的電能，因此為了實(shí)現(xiàn)泵房的，達(dá)到污水處理節(jié)能的目標(biāo)，必須要有有效的提高水泵的運(yùn)行效能的措施。
首先，為了在最有效的節(jié)約能耗，選擇合理的水泵是非常必要的。加速變頻調(diào)速方面的研發(fā)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到優(yōu)化，進(jìn)而降低排水的單耗。現(xiàn)實(shí)中。在污水凈化工作中，進(jìn)入變頻工作的狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度就可以得到調(diào)整或者是在一定范圍內(nèi)選擇電動(dòng)機(jī)最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗，綜合上述，通過對(duì)于變頻器調(diào)整，使得電動(dòng)機(jī)在滿足正常工作情況下，實(shí)現(xiàn)電流最小、效率最大化，實(shí)現(xiàn)了降耗節(jié)能的目標(biāo)。
其次，減小污水在處理過程中提升的高度，進(jìn)而降低污水提升泵的揚(yáng)程，合理利用地形，對(duì)水泵揚(yáng)程進(jìn)行設(shè)計(jì)也是非常必要的。同時(shí)在高程設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的做到一次提升，選用合理的進(jìn)水口、出水口和管道連接形式，降低水頭損失可以進(jìn)一步達(dá)到降低能耗的效果。
（2）鼓風(fēng)曝氣部分降耗節(jié)能措施。曝氣系統(tǒng)和其他機(jī)械系統(tǒng)（如攪拌、回流污泥和二沉池設(shè)備等）是生化處理單元的主要組成，這也是污水處理廠的核心部分，全廠能耗的50%～70%是在這里產(chǎn)生的，對(duì)整個(gè)水廠的成本影響較大的就是曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗。與曝氣效率的高低有著直接關(guān)系是曝氣設(shè)備的調(diào)節(jié)能力，如果控制不到位或者調(diào)節(jié)能力，均會(huì)造成能源浪費(fèi)，所以，為提升曝氣效率降低能耗，我們應(yīng)選擇調(diào)節(jié)能力合適的曝氣設(shè)備。
（3）污泥處理系統(tǒng)降耗節(jié)能措施。隨著人們對(duì)能源需求不斷增加，新的能源類型被開發(fā)，其中，目前廣泛應(yīng)用的能源類型就有太陽能。目前，已經(jīng)有研究人員在污泥厭氧消化加熱工作中應(yīng)用太陽能方面進(jìn)行了一定的研究。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，具有較高的吸熱效率的污泥，是一種較好的吸熱體，隨太陽輻射強(qiáng)度增高淺槽式集熱器水溫升高，且S水深增加而降低，集熱器設(shè)備可以作為厭氧消化過程中的補(bǔ)充熱源進(jìn)行應(yīng)用。此外，也有研究人員以自行設(shè)計(jì)的混合太陽能污泥干燥裝置，對(duì)機(jī)械脫水后的污泥進(jìn)行了干燥處理，研究了該方式對(duì)污泥干燥處理的可行性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，太陽能對(duì)污泥進(jìn)行干燥具有較高的可行性。
（4）其他消耗降耗節(jié)能措施。一定量的藥劑在污泥消毒、調(diào)理及除磷過程中被消耗，雖然消耗不多，但一定的節(jié)能空間也是存在的?？梢詫⑸锍准夹g(shù)應(yīng)用在除磷環(huán)節(jié)，這樣不僅不需要投加藥劑，而且產(chǎn)生的污泥量也較少。選擇，還可以使用高分子混凝劑的化學(xué)除磷方式來進(jìn)行除磷，以降低消耗藥劑。還可以進(jìn)行污泥調(diào)理（包括化學(xué)調(diào)理和物理調(diào)理這樣可以有效的提升污泥的脫水性能。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)還可以選使用輻射技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行消毒，代替高溫高壓。
在污水處理過程中，污水處理劑的使用量關(guān)系到污水處理廠的降耗節(jié)能的水平，因此，根據(jù)污水處理劑的單價(jià)以及特點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇是在實(shí)際的工作流程中必不可少的，最大限度上提升效果，同時(shí)要保證藥劑不對(duì)于環(huán)境造成污染的基礎(chǔ)。并且也要考慮處理劑的用量。節(jié)約處理劑的用量可以在以下幾方面考慮，即傳統(tǒng)上污水處理過程中使用的處理劑可以采用天然高分子改性處理劑來代替，這種天然高分子改性處理劑更容易被生物所降解，并且得到更高的脫水效率。此外，對(duì)污水處理中所使用到的藥劑的用量進(jìn)行更為精確的計(jì)算，并且提前進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，以降低在污水處理過程中對(duì)于藥劑造成的額外的浪費(fèi)，以期達(dá)到最佳效果。
3 結(jié)語
降低城鎮(zhèn)污水處理廠的能源能耗，可以更好的促進(jìn)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。因此在實(shí)際工作中，提高對(duì)污水處理廠能耗有效認(rèn)識(shí)，選擇更為合理工藝系統(tǒng)，在確保處理后污水能夠符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源環(huán)境的保護(hù)的目標(biāo)的同時(shí)降低能源消耗。
參考文獻(xiàn)：
[1]相華旭.城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗分析及節(jié)能降耗措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（01）：195.
[2]徐一雷.污水處理廠的節(jié)能控制及優(yōu)化方式[J].科技展望，2017（03）：80.
[3]王廣卿.城鎮(zhèn)污水處理節(jié)能降耗措施研究應(yīng)用進(jìn)展[J].科技視界，2016（14）：257
[4]張虎軍.城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用[J].科技展望，2016（31）：115-117.
[關(guān)鍵詞] 污水處理廠；能耗過高；節(jié)能降耗
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 108
[中圖分類號(hào)] TU922.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2016）07- 0223- 02
1 污水處理工藝流程，以及主要能能源消耗處
污水的處理主要能耗環(huán)節(jié)在提升機(jī)泵、沉砂池、污泥提升、曝氣、污泥脫水、格柵機(jī)、污泥回流等。
2 主要的耗能結(jié)構(gòu)
2.1 污水提升系統(tǒng)的主要耗能處
污水提升系統(tǒng)主要工作原理是，通過污水處理泵將污水提升到水井口的高度以方便污水的自主流入，所以在這一環(huán)節(jié)的能耗主要與污水的提升速度以及提升量有關(guān)，同時(shí)提升機(jī)泵的工作效率以及提升高度也是非常重要的。在這一工藝流程中提升機(jī)的能耗占26%左右，在這一環(huán)節(jié)中一臺(tái)提升機(jī)大概擁有五臺(tái)機(jī)泵，其中兩臺(tái)是留作備用的。在這種情況下在購買提升泵時(shí)主要得考慮水泵的工作效率，高效率提升泵全天工作下來節(jié)省的能量也是相當(dāng)可觀的。然而在實(shí)際工作中造成提升泵不能以最大效率工作的主要原因是污水處理廠的進(jìn)水量不能滿足提升機(jī)以最大效率工作所需要的水流量。
2.2 曝氣系統(tǒng)的主要能耗
污水處理的過程中少不了微生物的分解這一步驟，然而微生物的活動(dòng)往往少不了氧氣，曝氣系統(tǒng)的意義就在于在污水中溶解足夠的氧氣，以便在下一步的處理過程中微生物能夠有足夠的氧氣來維持活動(dòng)。
針對(duì)溶氧量環(huán)節(jié)，在前幾年的研究中發(fā)現(xiàn)實(shí)際工作中溶解氧氣的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常需要的最佳氧氣溶解量，在氧氣過多的情況下容易造成污物分解過快，水中缺乏營養(yǎng)，從而使污泥老化。更重要的是這種情況下能量的消耗將會(huì)大大增加進(jìn)一步造成能源的浪費(fèi)。
曝氣系統(tǒng)的另一個(gè)主要耗能環(huán)節(jié)就是污泥處理系統(tǒng)，在這一環(huán)節(jié)中消耗的電量甚至能夠整個(gè)污水處理系統(tǒng)消耗總電量的13%甚至更多。這個(gè)環(huán)節(jié)中一般需要3～4臺(tái)脫水機(jī)，不間斷的輪流進(jìn)行工作，脫水機(jī)在實(shí)際工作中污泥的處理量卻遠(yuǎn)不及它設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)有工作效率，如果不能以最大的效率工作，污水處理能源的消耗量將會(huì)大大的增加，進(jìn)而也就在成污水處理廠能耗過高不能正常運(yùn)行的現(xiàn)象。.
3 降低污水處理能耗的主要方法
3.1 如何提升提升泵的工作效率
整個(gè)污水處理過程中提升泵是主要的動(dòng)力消耗系統(tǒng)，想要做到降低能耗不僅要讓它工作在最大工作效率狀態(tài)，同時(shí)還要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，降低提升泵能量消耗量的主要方法有以下幾種：第一，確定合適的提升泵功率。第二，結(jié)合水流量的變化確定合理的轉(zhuǎn)速排水量等。隨著季節(jié)的波動(dòng)，不同的時(shí)間段內(nèi)污水廠的進(jìn)水量也各不相同，要根據(jù)不同時(shí)段水流量的不同，確定合理的功率，以降低能耗。
3.2 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能途徑
由于曝氣系統(tǒng)向曝氣池供氧具有多變量、高相關(guān)、非穩(wěn)態(tài)、大滯后等特點(diǎn)，國內(nèi)大部分污水廠是通過操作人員對(duì)當(dāng)前工藝運(yùn)行情況和溶解氧測定值與設(shè)定值的偏差分析，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備的開啟度來控制池內(nèi)的溶解氧濃度以適應(yīng)微生物反應(yīng)需求，這種方法對(duì)溶解氧的調(diào)整大大滯后于系統(tǒng)的需求變化，嚴(yán)重影響處理效果。為了保證處理效果，設(shè)計(jì)人員選擇風(fēng)機(jī)時(shí)往往要在計(jì)算需氣量基礎(chǔ)上加上一個(gè)足夠大的安全系數(shù)，過量供氧以滿足最大負(fù)荷時(shí)的需要，從而造成曝氣量與實(shí)際需氣量相差過大，使得曝氣單元能耗較高。借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)合理的方法是對(duì)溶解氧進(jìn)行在線檢測，及時(shí)反饋給供氧系統(tǒng)及設(shè)備以同步調(diào)整，將曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)為定速加變速相結(jié)合的組合方式：①定速設(shè)備按平均供氧量選擇，定速運(yùn)轉(zhuǎn)以滿足基本需氧量；②調(diào)速設(shè)備變速運(yùn)轉(zhuǎn)以適應(yīng)需氧量的變化；③需氧量波動(dòng)較大時(shí)通過增減運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)作為補(bǔ)充。
3.3 污泥處理系統(tǒng)節(jié)能途徑
污泥處理系統(tǒng)的能耗主要是由于脫水機(jī)選擇過大而造成大部分時(shí)間不在高效段工作，同時(shí)，為了提高污泥的脫水性能而投加過量的絮凝劑。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)該精確計(jì)算污泥產(chǎn)量及含水率等，合理選擇脫水機(jī)的臺(tái)數(shù)和能力，最好通過試驗(yàn)來確定絮凝劑的投加量。
4 結(jié) 論
污水處理系統(tǒng)的能耗主要在污泥的處理環(huán)節(jié)中，這一環(huán)節(jié)消耗的能量占整個(gè)污水處理系統(tǒng)能耗的55%甚至更多，其次就是污水提升系統(tǒng)和供氧系統(tǒng)，它們分別占總能源消耗量的24%和12%左右。只要降低了它們?nèi)叩哪茉聪牧浚鬯幚硐到y(tǒng)的能耗過高問題就能夠得到解決。首先就是要精確計(jì)算提升泵合理工作狀態(tài)，不能夠估算，也要根據(jù)水流量的變化確定合理的工作功率。其次溶解氧系統(tǒng)中主要是氧氣的溶解量不要偏高，配合其他設(shè)備的工作效率，以及污水量微生物量等確定合適氧氣溶解量。最后就是最耗能的污泥處理系統(tǒng)了，這一環(huán)節(jié)中要始終保持脫水設(shè)備工作在最高效率狀態(tài)，并根據(jù)情況適量添加絮凝劑等，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。
主要參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 污水處理廠；節(jié)能降耗技術(shù)；發(fā)展趨勢；應(yīng)用策略
中圖分類號(hào) X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)021-0159-01
人類的發(fā)展，離不開能源。但是，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源短缺成為世界性的問題。因此，當(dāng)今社會(huì)開始提倡“節(jié)能降耗”理念，創(chuàng)新節(jié)能降耗技術(shù)，以期可以實(shí)現(xiàn)有效利用能源、降低能源消耗的目的。隨著城市建設(shè)的不斷加快，在城市污水處理問題上，也必須堅(jiān)持節(jié)能降耗理念，應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)，提高污水處理廠的污水處理效率，降低污水處理廠運(yùn)行的總耗能，進(jìn)而促進(jìn)污水處理廠經(jīng)濟(jì)效益的提高。
1 我國污水處理廠運(yùn)行下的節(jié)能降耗技術(shù)
1）簡述我國污水處理廠運(yùn)行下的節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化的逐步深入，全世界各個(gè)國家都在為節(jié)能降耗、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做努力，相關(guān)技術(shù)人員積極創(chuàng)新能源利用理念，發(fā)展節(jié)能降耗技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)緩解全球能源緊張局面的目的。在我國污水處理廠運(yùn)行問題上，錢易院士、聶梅生先生等創(chuàng)新地提出清潔生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)，希望可以將節(jié)能降耗型污水處理技術(shù)的發(fā)展作為我國污水處理廠長期的努力方向。我國相關(guān)部門也頒布“新型、高效城市污水處理技術(shù)”文件，提出可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能降耗技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用問題，并形成相關(guān)政策、法規(guī)，規(guī)范我國城市污水處理廠運(yùn)行過程中節(jié)能降耗的效率。由此可將，我國對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)發(fā)展的重視。相關(guān)科技人員經(jīng)過不斷地研究與改進(jìn)，我國節(jié)能降耗技術(shù)在污水處理方面已經(jīng)取得初步成果。截止到2007年底，全國城鎮(zhèn)污水處理管理信息系統(tǒng)已經(jīng)全線投入使用，并對(duì)全國各大污水處理廠的信息進(jìn)行管理。其中最主要的就是管理污水處理廠運(yùn)行下，各單元的能源物質(zhì)消耗量，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，深入研究節(jié)能降耗技術(shù)，提高污水處理廠的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
2）我國傳統(tǒng)污水處理技術(shù)與節(jié)能降耗技術(shù)的比較。現(xiàn)階段，污水處理廠作為處理城市污水最重要的場所，其污水處理手段受到社會(huì)各界的重視。因此，污水處理廠在節(jié)能降耗理念的指導(dǎo)下，以“少用或者不用不可再生資源、回收資源和產(chǎn)生的能源、無跨區(qū)污染”為原則，對(duì)城市污水進(jìn)行有效地處理。傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)常常采用強(qiáng)氧化劑進(jìn)行污水處理，這種技術(shù)具有很多弊病，比如，在處理污水時(shí)所需要的化學(xué)需氧量耗能巨大，一些硝化與氨化反應(yīng)所需要的能量同樣不可忽視；利用生物除磷法處理污水無法回收磷資源或者磷資源回收量少；另外，污水處理過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳與污泥，這些物質(zhì)影響大氣環(huán)境與土壤、河流環(huán)境。與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，節(jié)能降耗技術(shù)在處理污水過程中，應(yīng)用厭氧技術(shù)處理污水以降低能量的消耗，并盡可能產(chǎn)生能源；將生物除磷法與化學(xué)除磷法相互結(jié)合，在有效去除磷的基礎(chǔ)上，大量回收磷資源；同時(shí)，減少二氧化碳與污泥的產(chǎn)生量，并將產(chǎn)生的物質(zhì)通過有效轉(zhuǎn)化，變成可利用的能源物質(zhì)。利用這種節(jié)能降耗技術(shù)處理污水，實(shí)際耗能大大的降低了，而且所需要的能源物質(zhì)也在逐漸減少。
2 污水處理廠運(yùn)行下，節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用策略
在污水處理廠運(yùn)行下，各級(jí)單元都在耗能，只是所消耗能源的總量不同而已。其中二級(jí)處理過程耗能量最大，占污水處理廠總耗能量的70%，其次是預(yù)處理單元，占20%。由此可見，在污水處理運(yùn)行下，節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)該重點(diǎn)應(yīng)用在二級(jí)處理過程與預(yù)處理過程，對(duì)這兩個(gè)單元的污水處理過程進(jìn)行深入研究，針對(duì)節(jié)能潛力最大的部分加大節(jié)能降耗技術(shù)的投入力度，再對(duì)其他單元的設(shè)備運(yùn)行等方面考慮節(jié)能降耗途徑，從而提高污水處理效率，保證節(jié)能降耗目的的實(shí)現(xiàn)。
1）二級(jí)處理單元節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用途徑。在二級(jí)處理單元處理污水過程中，對(duì)能源的消耗主要表現(xiàn)在處理設(shè)備消耗電能上，因此，本文首先對(duì)二級(jí)處理單元中各個(gè)設(shè)備的電能消耗過程進(jìn)行分析。通常，污水處理廠中所用的設(shè)備為攪拌器、內(nèi)回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、鼓風(fēng)機(jī)、二沉池刮泥機(jī)、加藥泵幾部分，這些部分對(duì)電能消耗的比例（相對(duì)二級(jí)處理總耗能來說）分別是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%，其中耗電能量最大的即是鼓風(fēng)機(jī)。因此，要想有效提高二級(jí)處理單元的節(jié)能降耗效果，需要參考風(fēng)量、風(fēng)壓、曝氣量等參數(shù)，科學(xué)、合理地選擇鼓風(fēng)機(jī)，并建立精確的曝氣流量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化曝氣調(diào)節(jié)。并在處理設(shè)備中加設(shè)回收二氧化碳裝置，以降低二氧化碳的產(chǎn)生量。同時(shí)還要控制污水處理廠的運(yùn)行參數(shù)，將反應(yīng)器單體在線數(shù)、單位溶劑能量輸入、混合液水平等都控制在一定的數(shù)值之下，使這些處理組件的運(yùn)行能夠在保證處理污水效率的前提下，降低能源消耗。經(jīng)過實(shí)踐證明，這種控制參數(shù)的節(jié)能降耗技術(shù)可以有效節(jié)能35%
左右。
2）預(yù)處理單元節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用途徑。在預(yù)處理單元處理污水過程中，對(duì)能源的消耗同樣表現(xiàn)在處理設(shè)備的電能消耗上，其中進(jìn)水泵的電能消耗占整個(gè)預(yù)處理單元耗電量的95%，這是一個(gè)相當(dāng)巨大的數(shù)字，因此，污水處理廠需要合理選擇進(jìn)水泵，提高進(jìn)水泵的工作效率。目前，應(yīng)用效果較好的是改良型A2/O工藝。它是將污水從選擇池進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧細(xì)菌的處理，再到缺氧池與好氧池，經(jīng)過內(nèi)回流過程，將產(chǎn)生的污泥回流到沉淀池進(jìn)行分解與過濾，產(chǎn)生剩余污泥與出水。經(jīng)過改良型A2/O工藝處理的污水，剩余污泥產(chǎn)生量較少，而且所消耗的能源是0.15 kW?h左右，提高了污水處理的效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。
3）其他節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用途徑。對(duì)于其他單元的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用，主要是對(duì)處理污水工藝的設(shè)計(jì)與改進(jìn)上。可以根據(jù)不同的情況，采用氧化溝工藝或者厭氧氨氧化工藝來降低處理含氮物質(zhì)的能源消耗，它在短程除氮反應(yīng)中可以節(jié)省近60%的能源；國家相關(guān)部門可以出臺(tái)一些強(qiáng)化污泥處理政策，以降低剩余污泥量；另外，還可以建立沼氣池，利用污泥產(chǎn)生的沼氣發(fā)電、燃燒發(fā)熱等產(chǎn)生能源，這樣既解決了產(chǎn)生廢氣的問題，又緩解能源緊張局面。
綜上所述，城市污水處理廠在發(fā)展過程中，節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用也在不斷地發(fā)展，對(duì)污水處理的效率也得到大大提高。相信，隨著技術(shù)人員對(duì)污水處理廠處理技術(shù)的不斷研究，工作人員對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用也將越來越純熟，污水處理廠將充分發(fā)揮其巨大的節(jié)能潛力，緩解社會(huì)的能源緊張局面。同時(shí)，在污水處理廠運(yùn)行過程中，應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)，還可以提高污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗合理調(diào)配分時(shí)電價(jià)優(yōu)化調(diào)度最大需量
中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
鄭州市自來水投資控股有限公司石佛水廠是一座利用黃河側(cè)滲水為水源的地下水處理廠，日設(shè)計(jì)供水能力10萬噸，由黃河灘區(qū)水源地井群、水源地至石佛配水廠輸水管線和石佛配水廠三部分組成。水源地建配電所一座，系10KV并倒高壓雙電源，饋1饋2分段運(yùn)行，設(shè)計(jì)布井46眼，一期工程成井32眼，二期工程成井14眼，其中淺井28眼，中深井18眼。地下水由深井泵提升，通過約11公里長的輸水干管輸送至配水廠處理。由于地下水水質(zhì)較好，水處理工藝比較簡單。源水經(jīng)曝氣池跌水曝氣后進(jìn)入濾池過濾，加氯消毒后進(jìn)入清水池，再經(jīng)送水泵房加壓送至城市管網(wǎng)。工藝圖如下:
石佛水廠引進(jìn)國外先進(jìn)的儀器和自控設(shè)備，自動(dòng)化程度較高。目前已實(shí)現(xiàn)加氯系統(tǒng)的自動(dòng)控制，廠區(qū)對(duì)水源地井群的遙測遙控，濾池自動(dòng)化反沖以及泵房機(jī)組的遠(yuǎn)程開停，除水源地配電所外其它工藝崗位均已實(shí)現(xiàn)無人值守。
水廠運(yùn)作的主要成本是電耗，它們占整個(gè)供水能源消耗的90%以上，電費(fèi)支出占總成本的30%~50%左右。由此可見，如何降低電耗是水廠節(jié)能降耗工作中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。石佛水廠根據(jù)自身優(yōu)勢，加強(qiáng)效能監(jiān)督，穩(wěn)步推進(jìn)節(jié)能降耗。通過將任務(wù)指標(biāo)與管理責(zé)任制進(jìn)行定額考核，直接與獎(jiǎng)罰掛鉤，激發(fā)職工節(jié)能降耗的積極性和責(zé)任心。具體措施如下：
一：合理調(diào)配井群，降低制水單耗
在進(jìn)廠流量為2500 m3 /h的情況下，對(duì)井群各單井流量Q和電流A進(jìn)行定期測量。計(jì)算出各單井Q/A值并進(jìn)行排序，然后根據(jù)各單井Q/A值的大小開井，Q/A值大的單井優(yōu)先開啟，合理調(diào)配水源井群，降低制水單耗。另外，石佛水廠采用氨基磺酸+二氧化碳的方法對(duì)部分單井進(jìn)行洗井，促使單井動(dòng)水位提高2~8米、出水量提高20~80 m3 /h，同樣降低了制水單耗。
截至2013年度12月份，制水單耗454.63kW?h /比2012年同期降低了24.65 kW?h /（去年同期是479.28 kW?h /）,截至2013年12月份石佛水廠共制水23400.383，共節(jié)約用電24.65*23400.383=576819.441kW?h，節(jié)約電費(fèi)（按全年平均計(jì)費(fèi)單價(jià)0.7108元計(jì)算）總計(jì)41003.3元。
二：利用分時(shí)電價(jià)政策，實(shí)行優(yōu)化調(diào)度
從2003年7月起，河南省為了優(yōu)化電力資源配置、提高電能利用效率、滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鄉(xiāng)居民用電的需求對(duì)大工業(yè)用戶等實(shí)行分時(shí)電價(jià)計(jì)費(fèi)。即電費(fèi)由直計(jì)電費(fèi)、基本電費(fèi)、力率獎(jiǎng)懲、財(cái)政附加、三峽金額、電基金額六個(gè)部分組成，分時(shí)計(jì)費(fèi)前直計(jì)電費(fèi)單價(jià)（即平電價(jià)）為0.33元/ kWh。直計(jì)電費(fèi)在分時(shí)電價(jià)政策下調(diào)整如下：
尖時(shí)段（18:00~22:00）電價(jià)=目錄電價(jià)×1.7倍，峰時(shí)段（8:00~12:00）電價(jià)=目錄電價(jià)×1.5倍，平時(shí)段（12:00~18:00，22:00~24:00）電價(jià)=目錄電價(jià)，低時(shí)段（0:00~8:00）電價(jià)=目錄電價(jià)×0.5倍；電費(fèi)的其它四個(gè)部分改制前后不變。
石佛水廠利用電費(fèi)的分時(shí)計(jì)費(fèi)原則和清水池的調(diào)蓄作用，對(duì)井群實(shí)行優(yōu)化調(diào)度，削峰避尖填谷。石佛水廠現(xiàn)有清水池兩座，每座清水池長47m、寬43m、有效水深為3.8m，總有效容積為15000m3 ，反沖泵流量為2300m3 /h。為此提出了在0:00加開井，8:00減停井的“優(yōu)化”調(diào)井模式。具體方法如下：
0：00加開井以次日8:00清水池水位漲至3.5m為控制目標(biāo)，3.5m水位既考慮了清水池的高水位節(jié)能運(yùn)行，又保證了生產(chǎn)突況時(shí)能夠及時(shí)處理。
8：00減停井以使清水池在0:00水位降至滿足晚間（0:00~次日8:00）最大用水量和次日8:00水位到達(dá)3.5m為控制目標(biāo)?？紤]到清水池的安全運(yùn)行和突況的處理，0:00的計(jì)算水位不得低于0.8m，實(shí)際運(yùn)行下限水位為不得低于0.5 m。
這樣調(diào)配就可以在基本不改變用電量的情況下，充分利用分時(shí)電價(jià)的原則使電費(fèi)大為降低。2013年1~12月份，水源井各時(shí)段用電量及電費(fèi)如下表：
如不采用優(yōu)化調(diào)度，水源井均衡生產(chǎn)，各時(shí)段用電量及電費(fèi)如下：
由此可見，優(yōu)化調(diào)度后總用電量不變，但節(jié)約電費(fèi)：5913660.1-5722168.2=191491.9元。
另外，石佛水廠還采用濾池夜間反沖洗的方法，將原來白天的濾池反沖時(shí)間放至5:00~7:00時(shí)間段。這不但一定程度上節(jié)約了電費(fèi)，還考慮了原水流量的突變對(duì)原水濁度及濾池運(yùn)行平穩(wěn)性的影響。2013年1~12月份，石佛水廠反沖水用電量為308353.6kW?h ，所需電費(fèi)為308353.6*0.3372=103976.8元。若改為白天反沖，即使在平時(shí)段也需電費(fèi)：308353.6*0.6292=194016.1元，可見夜間反沖至少節(jié)約電費(fèi)194016.1-103976.8=90039.3元。
此外，由于清水池的強(qiáng)調(diào)蓄能力和供水隨季節(jié)、氣候、節(jié)假日等的影響，源水管道內(nèi)流速不是很大，源水輸送管網(wǎng)難免會(huì)沉積物質(zhì)，增加沿程水頭損失，增大水源井電耗。因此，我廠定期谷時(shí)段大流量沖刷源水管道，提高水源井輸水效率。
三：合理調(diào)節(jié)最大需量
石佛水廠水源地及配水廠的基本電費(fèi)按最大需量收取，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為28元/月?千瓦。根據(jù)這個(gè)規(guī)定，石佛水廠調(diào)度室每月進(jìn)行有計(jì)劃的調(diào)配井，使饋1饋2均衡開井，保證不出現(xiàn)饋1線最大需量過大或者饋2線最大需量過大的現(xiàn)象。對(duì)于檢修一條饋線或者維護(hù)濾池等特殊情況，盡量有計(jì)劃的安排，并保證清水池高水位運(yùn)行，且在恢復(fù)運(yùn)行時(shí)避免盲目的開井。截至2013年12月份，石佛水廠在這方面比2012年同期節(jié)約經(jīng)費(fèi)40556元。
四：使用變頻裝置
1 創(chuàng)建資源節(jié)約型水務(wù)刻不容緩
吉林市水務(wù)集團(tuán)已建廠84周年，供水管網(wǎng)總長近1000公里，日供水能力50.5萬m3/d，供水人口150萬。因建廠早，跨越幾個(gè)歷史時(shí)期，飽經(jīng)滄桑，管網(wǎng)及設(shè)備陳舊老化，耗能高，效率低，漏損率長期居高不下；水價(jià)長期偏低造成成本倒掛，政策性虧損嚴(yán)重，累積債務(wù)達(dá)3億元。面對(duì)嚴(yán)重的挫折和挑戰(zhàn)，集團(tuán)員工既沒有氣餒，也沒有后退，而是在集團(tuán)班子帶領(lǐng)下，奮力拼搏、克難求進(jìn)，全力實(shí)施節(jié)能降耗增收節(jié)支對(duì)策，尋求經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與增長方式轉(zhuǎn)變的路子，使水務(wù)工作步入良好發(fā)展軌道。我集團(tuán)公司是個(gè)耗能大戶，供水機(jī)組裝機(jī)總?cè)萘繛?4390KW，由于近年來多次電漲價(jià)使電費(fèi)在制水成本中所占比例已由上個(gè)世界末的21%上升到目前的34%，加大了供水企業(yè)的經(jīng)營壓力。因此，節(jié)能降耗，增收節(jié)支，增加生產(chǎn)，厲行節(jié)約乃是應(yīng)對(duì)全球金融海嘯，構(gòu)建和諧社會(huì)和民族復(fù)興的當(dāng)務(wù)之急，水務(wù)行業(yè)全力創(chuàng)建資源節(jié)約型水廠，刻不容緩。
2 建設(shè)高質(zhì)和諧水務(wù)的對(duì)策與效益
2.1 優(yōu)化調(diào)度，突顯高效設(shè)備的作用。
在我公司五個(gè)水廠中，有三個(gè)水廠設(shè)備陳舊落后，產(chǎn)能低下，只能低負(fù)荷運(yùn)行。二水廠、三水廠是近幾年新擴(kuò)建的水廠，設(shè)備好、效率高、節(jié)能降耗幅度大，是生產(chǎn)中優(yōu)先運(yùn)行的設(shè)備。二水廠1998年擴(kuò)建投產(chǎn)，采用法國DEGREMONT公司技術(shù)，設(shè)備先進(jìn)、高效。三水廠2006年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)中采用了快速混合、紊流多微渦反應(yīng)、小間距斜板淺池沉淀、恒水位等速過濾V型濾池、全流程自動(dòng)控制等國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備。二、三水廠節(jié)電22%，節(jié)水34%，節(jié)省人力52%。不僅節(jié)能效果好，而且出廠水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)。經(jīng)五個(gè)水廠權(quán)衡利弊考慮，我們進(jìn)行水廠優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度時(shí)，使二、三水廠承擔(dān)60~65%的負(fù)荷，其他三個(gè)水廠承擔(dān)35~40%的負(fù)荷。
2.2 把好設(shè)計(jì)關(guān)，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，使水泵在高效區(qū)工作。
我公司三水廠舊系統(tǒng)取水泵站，始建于1975年，因設(shè)計(jì)原因泵房室內(nèi)地面沒有下臥到合適的標(biāo)高，投產(chǎn)后最大取水量為9.5萬m3/d，為設(shè)計(jì)值的88%，為水泵額定值的79%。每m3水耗電量為0.124KWh，比新建泵站取水機(jī)組每m3水耗電量高36%。鑒于上述情況，我們?cè)?006年投產(chǎn)的新泵站中，安裝了三臺(tái)上海KSB水泵廠的RDL-600-670A水泵，其性能參數(shù)為Q=2800~4800m3/d，H=22~33m，配套電機(jī)功率為355KW。該泵的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)合理，效率高，抗汽蝕能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠，效率η≥80%（比原來提高3%~5%），水泵設(shè)計(jì)安裝標(biāo)高比舊系統(tǒng)取水泵低4.86m，達(dá)到自灌啟動(dòng)，單機(jī)平均出水流量經(jīng)測試為4500m3/d，滿足設(shè)計(jì)要求。每送1m3水電耗為0.079KWh（比過去節(jié)電36%）。新泵站采用高壓變頻調(diào)速，對(duì)取水泵355KW/10KV 3臺(tái)機(jī)組采用北京利德華福HVRSVERT-A10/030大功率變頻器對(duì)兩臺(tái)變頻機(jī)組進(jìn)行一拖二開環(huán)運(yùn)行方式，即根據(jù)清水池水位手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率，一般頻率運(yùn)行在38~45Hz之間。不僅滿足了取水量的要求，還有效地降低了電耗。對(duì)送水泵560KW/10KV 3臺(tái)機(jī)組選用HVRSVET-A10/045帶手動(dòng)一拖二旁路的變頻器進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)行。變頻器有效的水泵閉環(huán)控制功能使水泵調(diào)節(jié)平滑可靠，轉(zhuǎn)速無波動(dòng)，電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高0.96以上，單臺(tái)機(jī)組節(jié)電率達(dá)32%以上，三水廠每年節(jié)省電費(fèi)100多萬元。除此以外，變頻調(diào)速、恒壓供水技術(shù)，在一水廠、二水廠、四水廠都得到了應(yīng)用，效果亦然。
2.3 大力降低供水管網(wǎng)的漏損率。
吉林市管網(wǎng)漏失率長期居高不下，在40%左右徘徊，并愈演愈烈。為降低漏失率，公司采用外聘與內(nèi)查兩個(gè)隊(duì)伍，齊頭并進(jìn)。所謂外聘即：招聘河北保定金迪，長春市鑫龍兩支探漏隊(duì)伍；內(nèi)查是公司客戶服務(wù)中心成立一個(gè)探漏科。三支隊(duì)伍各自承擔(dān)區(qū)域查找管網(wǎng)。自2007年5月至2008年末，用累積一年半的時(shí)間在船營、昌邑、豐滿、龍?zhí)端膫€(gè)區(qū)域的160多平方公里的范圍內(nèi)，幾只隊(duì)伍分片包干，用LD-96漏水探知機(jī)。艾格瑪（Eigma）多頭數(shù)字相關(guān)儀，英國RD-320井蓋定位儀；2M聽漏桿等儀器在長1000公里的輸配水干線路徑上，晝夜兼程，采用路面聽音、閥栓聽音、閥栓漏水聲波探測、管道探測、GPRS衛(wèi)星定位法共探測出地下暗漏298處，并及時(shí)修復(fù)。制止漏水量2102 m3/d，相當(dāng)于每年1840 萬m3/年流量，全年可創(chuàng)造價(jià)值1200多萬元。使吉林市的供水形勢有所好轉(zhuǎn)，基本解決了部分區(qū)域吃水難的問題，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。自展開該項(xiàng)工作以來，截止2009年七月份，我公司的日供水量比2006年降低3.4萬m3/d，降幅為11%；供水的產(chǎn)銷差率降低了8個(gè)百分點(diǎn)。轉(zhuǎn)貼于
2.4 進(jìn)行市區(qū)管網(wǎng)的二次供水改造，提高輸配水能力，降低管網(wǎng)的能源消耗。
吉林市有231065戶居民，108萬二次供水人口長期面臨“吃水難”的局面，自二〇〇二年起進(jìn)行二次供水改造工作，獲益匪淺：
2.4.1 新上了DN800、DN700、DN500三條過松花江管線，使全市船營、昌邑、龍?zhí)?、豐滿四個(gè)城區(qū)達(dá)到聯(lián)網(wǎng)供水。
2.4.2 鋪設(shè)DN500至DN1200大口徑管線60多公里，新上DN63~DN325的UPVC、PPR、PE塑料管線380公里。
2.4.3 將原來935個(gè)加壓泵站減少到100個(gè)（規(guī)劃），可節(jié)省建筑面積10萬㎡，相當(dāng)于節(jié)省資金2.5億元，節(jié)省設(shè)備及配管費(fèi)1.5億元，合計(jì)4億元。
2.4.4 節(jié)省值班人員1700人，每人年薪以2萬元計(jì)，每年可節(jié)省人員工資0.34億元。
2.4.5 改造前電機(jī)總?cè)萘繛?5000KW，全年耗電量9198萬KWh，改造后電機(jī)總?cè)萘繛?900KWh，為改造前的33%，采用微機(jī)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，并有75%的泵站取消了清水池，采用無負(fù)壓供水節(jié)能效果好，全年總耗電量2125萬KWh，比改造前節(jié)電77%，相當(dāng)于每年節(jié)省電費(fèi)5814萬元（0.822元/KWh）。
2.4.6 遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化程度高，保證全市24小時(shí)供水，方便了用戶。
2.5 開展增收節(jié)支活動(dòng)成效可觀。
目前我國正面臨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與增長方式轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)型期，這個(gè)轉(zhuǎn)型期，目標(biāo)明確無誤，這就是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興；轉(zhuǎn)型的途徑早已昭告天下，這就是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀；轉(zhuǎn)型的方向，也早已溫暖人心，這就是構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)。水與電是國力強(qiáng)盛與民族復(fù)興的重要能源，屬于戰(zhàn)略性資源，關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)命脈，并對(duì)下游產(chǎn)品產(chǎn)生直接影響。近年來，世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，大大加劇了能源的過度開發(fā)，過度需求與過度浪費(fèi)。吉林市是個(gè)豐水城市，以庫容108億立方米的松花湖為水源，人均水資源占有率為全國平均值的1.8倍，并且水質(zhì)好，屬于II～I(xiàn)II類水體。但近年來受異常氣象和水源污染的影響，給水質(zhì)凈化增加了一定的難度。吉林市的自來水廠建于1927年，至今已達(dá)84周年，跨越幾個(gè)歷史時(shí)期，飽經(jīng)滄桑，管網(wǎng)及設(shè)備陳舊老化，加上資金短缺，仍然存在著耗能高、效率低、水資源流失嚴(yán)重的問題，要徹底轉(zhuǎn)變尚需一段時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，充分發(fā)揮第一生產(chǎn)力的作用和技術(shù)潛質(zhì)，廣辟節(jié)約創(chuàng)收蹊徑，成效可觀，現(xiàn)就生產(chǎn)、技術(shù)、企管等主要環(huán)節(jié)淺析如下。
2 廣辟節(jié)約創(chuàng)收節(jié)能降耗蹊徑的對(duì)策與效果
2.1 應(yīng)用高端工藝改造落后產(chǎn)能，水質(zhì)與產(chǎn)量顯著提高
吉林市水務(wù)集團(tuán)第一供水廠是個(gè)已建廠84年的老水廠，設(shè)備陳舊老化，雖經(jīng)多次改造，仍然產(chǎn)能低下，四個(gè)凈化系統(tǒng)每日只能生產(chǎn)6萬m3/d的水，水質(zhì)尚不能完全達(dá)標(biāo)，與飛速發(fā)展的現(xiàn)代凈化新工藝相比，它就顯得很落后了。然而根據(jù)我國的國情及建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的宗旨，目前有些老的凈化設(shè)備尚不能淘汰。為滿足居民高質(zhì)用水的需要，經(jīng)工程技術(shù)人員的考察調(diào)研和論證，在一水廠三個(gè)凈化系統(tǒng)中（新平流沉淀池、浮沉池、老平流深沉池）引進(jìn)了哈爾濱市多項(xiàng)水處理技術(shù)有限公司19組并聯(lián)管混合器；420片絮凝網(wǎng)格板，可形成140萬個(gè)主微渦；同程同阻25mm加長型小間距斜板150m2，80mm間距側(cè)向流斜板66m2；30mm間距側(cè)向流斜板44m2。這些現(xiàn)代高端凈化工藝設(shè)備在以上三種池型中安裝運(yùn)行后，出廠水濁度達(dá)1NTU以下，水質(zhì)與產(chǎn)能卓見成效，供水量由6萬m3/d增加到8.5萬m3/d，僅用400萬元的投資就換取了每天增產(chǎn)2.5萬m3/d優(yōu)質(zhì)成品水的成果，每年可為企業(yè)增收600多萬元。
2.2 進(jìn)口設(shè)備國產(chǎn)化，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，確保安全供水
1998年我公司二水廠從法國得利滿公司引進(jìn)的設(shè)計(jì)能力為12萬m3/d供水設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行，一段時(shí)間后出現(xiàn)故障。
由于設(shè)備及部件價(jià)格昂貴，購置周期長，勢必嚴(yán)重影響安全供水。為解決這一問題，我們對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行了國產(chǎn)化，效果尚稱理想，主要方法有三：
2.2.1 取代法：2002年二水廠從W&T公司引進(jìn)的V2020遠(yuǎn)程真空加氯機(jī)玻璃轉(zhuǎn)子計(jì)量罩受損，如進(jìn)口需1.6萬元，到貨修復(fù)約1個(gè)月時(shí)間。經(jīng)調(diào)研，找到了合作廠家，研制出替代產(chǎn)品，價(jià)格為進(jìn)口的20%，僅十多天即解決問題。
2.2.2 破解吸收法：從某國ABB公司引進(jìn)送水機(jī)組電動(dòng)機(jī)4臺(tái)，因制造工藝缺欠，投產(chǎn)以來，先后有3臺(tái)主機(jī)主絕緣被擊穿，需進(jìn)行大修。由于原電機(jī)采用了整浸技術(shù)，必須進(jìn)行整線圈更換式大修。如利用國內(nèi)現(xiàn)有絕緣材料，既要滿足絕緣等級(jí)（F級(jí)），還要滿足原功率要求，給大修帶來了大難題。面對(duì)挑戰(zhàn)，我公司工程技術(shù)人員與大修廠家一道，破解這一難題。進(jìn)而絕緣提高一級(jí)（H級(jí)），防護(hù)不變（IP23），磁路參數(shù)不變。經(jīng)運(yùn)行測試，較為理想，如此破解了國外電機(jī)利用國內(nèi)現(xiàn)階段絕緣材料進(jìn)行大修的難題，又提高了電機(jī)的效率，為公司節(jié)省資金100多萬元。
2.2.3 自身保護(hù)法：進(jìn)口設(shè)備有一些關(guān)鍵部件是對(duì)用戶限制的。PLC插件之一TSXAEM411，是調(diào)節(jié)恒液位過濾的關(guān)鍵部件，外方改動(dòng)了其中部分部件，沒有專用的設(shè)備不能將其中的程序解讀，更不可能進(jìn)行更改，這件部件，在保修期內(nèi)就壞了近半，故價(jià)格很高，而且要到外方公司去購買。經(jīng)分析我方技術(shù)人員對(duì)濾池系統(tǒng)的PLC加裝高精度穩(wěn)壓電源來進(jìn)行保護(hù)，運(yùn)行幾年來沒有發(fā)生過損壞的事件。
2.3 廣尋節(jié)能降耗途徑，建設(shè)節(jié)能型水務(wù)
吉林市水務(wù)集團(tuán)是個(gè)耗電大戶，供排水裝機(jī)總?cè)萘?9390KW，其中水廠14950KW，二次供水加壓泵3422KW，目前電費(fèi)在制水成本中所占比例已由上個(gè)世紀(jì)末的21%上升到目前的34%，加大了供水企業(yè)的經(jīng)營壓力。為保護(hù)民生，建設(shè)和諧水務(wù)，必須狠抓節(jié)能降耗工作，主要途徑如下：
2.3.1 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，提高水泵的效率
提高水泵的效率是水泵節(jié)電的關(guān)鍵，實(shí)際上就是提高水泵的有效功率。例如吉林市三水廠擴(kuò)建后，在可預(yù)見的十年內(nèi)，供水能力必然有較大的冗余量，故采用高壓變頻調(diào)速，以滿足未來十年供水量的頻繁變化與調(diào)節(jié)，確保供水時(shí)效性與經(jīng)濟(jì)性這兩個(gè)指標(biāo)有效統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能環(huán)保與穩(wěn)定生產(chǎn)的可控制動(dòng)態(tài)平衡。故對(duì)取水泵355KW/10KV 3臺(tái)機(jī)組選用帶手動(dòng)一拖一旁路的變頻器進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)行。變頻器有效的水泵閉環(huán)控制功能使水泵調(diào)節(jié)平滑可靠，轉(zhuǎn)速無波動(dòng)，電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高到0.96以上，單臺(tái)機(jī)組節(jié)電率達(dá)32%，三水廠每年可節(jié)省電費(fèi)100多萬元。
2.3.2 較大型的水泵盡量采用自灌式啟動(dòng)
三水廠舊系統(tǒng)取水泵站建于1975年，由于設(shè)計(jì)原因，泵室內(nèi)三臺(tái)水泵的安裝高度偏高，允許吸上真空高度只有2.45m，2.34m，0.68m，而自流管線長達(dá)350m，減去自流管線的水頭損失，以上3個(gè)數(shù)值所剩無幾，致使水泵抽力差，易汽蝕，投產(chǎn)后泵站的吸水能力滿足不了每日10.8萬m3/d要求，最大取水量僅為9.5萬m3/d，為設(shè)計(jì)值的88%，為水泵額定值的79%。每m3水耗電量為0.124kw，比新建泵站自灌式取水機(jī)組每m3水耗電量高36%，節(jié)能降耗效果不好。鑒于上述情況，在2006年投產(chǎn)的新取水泵站中，安裝了三臺(tái)上海KSB水泵廠生產(chǎn)的RDL-600-670A水泵。該泵的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)合理，效率高，抗汽蝕能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠，效率η≥80%，（比原來提高3%―5%），水泵設(shè)計(jì)安裝標(biāo)高比舊系統(tǒng)取水泵低4.86m，達(dá)到自灌啟動(dòng)，單機(jī)平均出水流量經(jīng)測試為4500m3/h，僅開一臺(tái)機(jī)組就能達(dá)到一期設(shè)計(jì)流量，節(jié)電36%。
2.3.3 在二次供水改造工程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效地控制了能源的消耗。
吉林市原有加壓泵站935個(gè)，其中水務(wù)集團(tuán)管理的有120個(gè)，占13%，其余87%即415個(gè)由產(chǎn)權(quán)單位自管，雖然泵站數(shù)量很多，但耗電量也很大，仍然解決不了群眾吃水難問題，管網(wǎng)漏失率高達(dá)40%，用戶的水龍頭經(jīng)常流出黃水來，高層樓房成了上甘嶺，群眾怨聲載道。二OO二年至二OO九年進(jìn)行二次供水改造，將原來935座舊泵站改造成100座大中型區(qū)域加壓泵站，實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。節(jié)電效應(yīng)很好，改造前加壓泵電機(jī)總?cè)萘繛?5000kw，全年耗電量為9198萬kwh，改造后加壓泵電機(jī)總?cè)萘繛?900kw，為改造前的33%；改造后全年總耗電量為2125萬kwh，比改造前節(jié)電77%，相當(dāng)于每年節(jié)省電費(fèi)5814萬元，群眾吃水難的問題基本得到解決。
2.3.4 大力降低供水管網(wǎng)漏損率，節(jié)約水資源
