解析污水污泥治理過程中的節(jié)能降耗
隨著我國經(jīng)濟快速增長和人口的急劇增加，城鎮(zhèn)污水和污泥產(chǎn)量也逐年增加。未經(jīng)處理的污水和污泥已經(jīng)成為水環(huán)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(shù)上解決能耗過大的問題。本文從污水污泥治理過程中的節(jié)能降耗方面，研究一些適合廣泛應(yīng)用的技術(shù)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(yè)共同努力，尤其是污水處理行業(yè)，應(yīng)當注重污水污泥治理中的節(jié)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(yè)缺乏對于污水污泥的治理經(jīng)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(huán)節(jié)能耗過大，時間較長。另外，有些企業(yè)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(shè)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(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)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(shè)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(yīng)的調(diào)節(jié)管理措施，污水提升泵會出現(xiàn)長時間偏離高效工作區(qū)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(yīng)的調(diào)節(jié)措施，以節(jié)約能源。
1.1變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
在變頻調(diào)速技術(shù)中，為了實現(xiàn)對電動機的無極調(diào)速，使污水提升泵始終運行在高效區(qū)內(nèi)，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(lián)動實現(xiàn)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(qū)，造成電能的不必要浪費。由于變頻調(diào)速技術(shù)具有效率高和能量損失小的優(yōu)點，近年來不斷得到發(fā)展和完善，并被廣泛應(yīng)用于污水提升系統(tǒng)中。據(jù)污水處理廠在實際運行中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，采用變頻調(diào)速技術(shù)可使水泵的平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%左右，比沒有調(diào)速的污水提升系統(tǒng)累計節(jié)能可達20%-40%，比采用閥門和擋板來調(diào)節(jié)污水流量的系統(tǒng)節(jié)能效率可達40%-60%。
1.2曝氣系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)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(xiàn)有機物和微生物的充分接觸反應(yīng)。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(yīng)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(yīng)。曝氣系統(tǒng)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(tǒng)的設(shè)計和運行節(jié)能是污水處理廠節(jié)能降耗的重點。
二、污泥治理過程中的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)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(jīng)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(huán)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(jīng)濟合理的污泥處理方案對環(huán)境保護至關(guān)重要。我國現(xiàn)階段的污泥處理技術(shù)主要有污泥消化、污泥堆肥和污泥堿穩(wěn)定。
(1)污泥堆肥技術(shù)
污泥堆肥技術(shù)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(xiàn)污泥減容化、穩(wěn)定化、無害化的一種綜合污泥處理技術(shù)。處理過后的剩余污泥作為肥料直接用于農(nóng)業(yè)、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(wěn)定技術(shù)
污泥堿穩(wěn)定是利用化學藥劑達到污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化處理效果污泥處理技術(shù)，生石灰是一種常用的污泥堿穩(wěn)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(shù)
污泥消化技術(shù)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(chǎn)物無臭以及上請液有機物濃度低等優(yōu)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(jīng)濟投資最少的污泥生物處理方法。
2.2據(jù)調(diào)查，污水處理廠的剩余污泥由于污泥處置費用較高，大多數(shù)都是脫水后泥餅外運而沒有做相應(yīng)的處理，所以現(xiàn)階段污泥處理過程的節(jié)能主要集中在污泥脫水系統(tǒng)的節(jié)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(shè)備
常用的脫水設(shè)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(fā)生堵塞，因此人們不斷被改進并開發(fā)了帶式濃縮脫水一體機，同時，隨著科學技術(shù)的不斷進步，人們還研發(fā)了臥螺沉降離心脫水機。
帶式濃縮脫水一體機實現(xiàn)了濃縮和脫水的一體化處理，避免了污泥濃縮池和攪拌設(shè)備的設(shè)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(yōu)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(huán)境相對較差，己經(jīng)很少被國內(nèi)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(tǒng)，設(shè)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(huán)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(chǎn)生了甲沼氣，而且減少了污泥脫水系統(tǒng)的耗電量，是污泥實現(xiàn)資源化利用的重要途徑。據(jù)相關(guān)調(diào)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(chǎn)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(guī)模的污水處理廠可以利用其沼氣燃燒所產(chǎn)生的能量來發(fā)電供其運行使用，小型規(guī)模的污水處理廠可將其污泥處理過程產(chǎn)生沼氣用作廠內(nèi)供暖和熱水鍋爐房所需的燃料，或者供廠區(qū)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(jié)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(yè)的可持續(xù)性發(fā)展和社會經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，所以相關(guān)部門要加大節(jié)能方面的研究，運用合理可行的節(jié)能降耗技術(shù)措施，并在治理過程中注重減少能源消耗，減少環(huán)境污染。