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污水处理设备 污水处理厂电量消耗的分布及计算方法，涂山环保

污水处理设备 污水处理厂电量消耗的分布及计算方法，涂山环保

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一、工艺能耗
1、污水处理工艺
污水处理的主要工艺有A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺及由此引发出来的其他改进工艺 。
市政污水处理厂的一般流程是：进水→粗格栅→污水提升泵站→细格栅→沉砂池→初次沉淀池→好氧活性污泥处理→二次沉淀池→消毒池→出水 。
污水处理通常可分为预处理、生化处理和污泥处理三个单元 ， 见图2 。

预处理单元包括格栅、提升泵、沉砂池等 ， 主要用于污水的提升及渣、沙等的去除 ， 为生化处理创造条件 。 生化处理单元主要包括曝气系统、回流系统和二次沉淀池 ， 用于有机物、氨氮等的去除 。 污泥处理单元包括浓缩机、脱水机、出泥泵等 ， 将剩余污泥脱水外运 。
不同处理单元的构造和运行模式不同 ， 因而其能耗计算就需要根据能耗分布特点选择合适的方法 。
2、能耗分布
市政污水处理厂消耗的能源主要包括电能、燃料及药剂等潜在能源 。 其中 ， 电耗占总能耗的60%～90%。
电能的消耗主要用在污水和污泥的提升、生物处理的供氧和回流、污泥的稳定和处理等方面 。 不同地区、不同规模污水处理厂处理单元的能耗分布见表1 。
由表1可知 ， 生化处理是污水厂能量消耗的主要部分 。 其中 ， 鼓风曝气能耗最大 ， 一般约占到50%；污水提升过程也是能量消耗的重要环节 ， 其能耗约占全厂能耗的20% 。
因此 ， 污水提升和鼓风曝气是需要重点关注的节能环节 。 有效降低污水处理能耗 ， 首先要对耗能分布、耗能量进行调查分析 ， 并根据不同的处理阶段选取相应的能耗计量方法进行评估；最终 ， 结合不同阶段的能耗特点给出行之有效的调整方案 。 因而 ， 污水厂的节能应该从各处理单元与设备中挖掘并进行优化配置 。
二、能耗技术方法和公式
污水处理工艺通常分为预处理、生化处理、污泥处理这三个单元 ， 每个处理单元的耗能情况不尽相同 ， 需要针对每个单元的工艺运行特点选择相应的能耗计算方法对其能耗进行评估和预算 。
1、预处理单元
污水提升泵是污水处理厂预处理单元耗能最大的部分 ， 其电耗约占全厂电耗的20% 。 该部分的能耗计算公式较少 ， 形式也大同小异 。
1）污水提升泵电耗的计算式：

式中：W表示电机实际电耗 ， kWh；

ρ为污水的密度 ， 取1.0×103kg/m3；
g为重力加速度 ， 取9.81m/s2；
Q为污水泵的实际流量 ， m3/s；
H为污水泵的实际工作扬程 ， m；
η1为水泵的效率 ， 取0.65~0.85；
η2为电机的效率 ， 取0.95 。
2）提升泵能量估算公式：

式中：h为实际污水提升高度 ， m；

N为配用电机功率 ， kW；
r=ρg ， 取9.8×103N/m3 。
式（1）和式（2）计算简便、准确 ， 在实际工作中应用较为广泛 。 同时可以看出 ， 上述提升泵的实际工作扬程对污水提升泵能耗计算影响较大 。
可以通过降低泵扬程来节能降耗的措施 。 另外 ， 采用变频控制方式控制泵房液位 ， 可以提高泵的工作效率 ， 保证稳定的进水 。
2、生化处理单元
污水处理过程中 ， 生化处理阶段能耗最大的是曝气系统 ， 约占总能耗的50% 。 曝气系统采用的曝气方式主要分为两类：鼓风曝气和表面曝气 。
目前 ， 比较常用的曝气方式是鼓风曝气 。 鼓风曝气的原理是将压缩空气通过管道系统送入池底的空气扩散装置 ， 并以气泡的形式扩散到混合液中 ， 使气泡中的氧迅速转移到液相供微生物需要 。 因而 ， 要想确定实际运行中曝气系统的能耗利用效率 ， 就要计算系统供气量和实际需氧量之间的关系 。
1）两者之比越趋近于1越好 ， 过大耗能较大 ， 过小反而导致出水不达标 。 根据曝气池供气量GS=R0/0.3EA ， 延克军给出了简化的供气量计算式：

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