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为了减少污泥费、药剂费、电费...厂长带着我们做了这些事

发布于：2023-05-30 14:49:30 来自：环保工程/污泥处理 [复制转发]

污水处理就像是一个无底洞，一个“吸金”能力无比之强的无底洞。

以我们厂为例，日常费用支出项目又多又杂，包括但不限于：污泥费，药剂费，电费，设施、设备维修改造及保养费，水质监测费、人工费等等.....

污水厂2022年度运行成本组成分析表

值得一提的是， 我国污水平均处理费大概只有污水处理成本的70～80% ，远不足以支付城镇污水处理厂运行和建设的全部成本。

再加上处理规模和标准不断提升，很多污水处理单位都面临着成本压力增大、利润空间压缩的难题。 如何加大成本费用管控力度、压降成本费用成了绝大多数污水厂亟待解决的问题。

从上表可以看出，我们厂的污泥处置费、药剂费、电费分别占据2022年度运行总成本的22.72%、16.83%、19.08%。

因此，为了降低运行成本， 厂长决定从污泥处置费、药剂费、电费等主要成本入手，制定相应控制措施 ，以达到污水厂的最佳经济运行效果。

如何有效减少污泥产量

（降低污泥处置成本）

提到降低污泥处置成本，厂长最先想到的就是如何减少剩余污泥的产出。

众所周知，污泥减少速率与有活力的细胞数量成正比。因此， 促进细菌死亡和分解、提高反应器中的污泥浓度，都有利于污泥产量的减少 。

1、臭氧接触，改变微生物的生存环境

从事污水处理的朋友估计都曾利用 改变水温、pH、外加氧化剂的方法使处理系统的生物环境发生变化达到减少污泥量的目的 。

当然， 通过污泥与臭氧接触来促使细胞溶解，也能达到了类似的效果 。

臭氧是极活泼的氧化剂，溶于水后的臭氧氧化能力更强，臭氧对水中的化合物可以产生直接或间接的氧化作用，2种反应同时进行。

在臭氧化的环境中，微生物的细胞壁、细胞膜首先受损而导致细胞新陈代谢受阻，臭氧进而穿透细胞膜，影响细胞通透性，最终细胞溶解、死亡。

同时，污泥中不易水解的大分子类物质被臭氧氧化分解成可被微生物降解的可溶性的小分子物质。 污泥经过臭氧处理后回流到曝气池中，为微生物代谢分解，从而降低了污泥产量。

在臭氧溶胞过程的同时，臭氧直接将 1/3左右的污泥氧化成CO2、NO3-、H2O等无机物，进而提高污泥减量效果。

值得一提的是，这方法往往 存在生产投资大、能耗高、影响因素难以控制等缺点 ，需额外增加费用。但在某些条件下，这种缺点依然可以弥补，如处理的污水温度较高、pH偏高或偏低。

2、强化污泥在反应池内的停留

相关实验表明， 在人工合成污水中加入铁磁粉，并借助磁力强制沉淀 。此后运行的30天内，污泥浓度维持恒定，同时没有剩余污泥产生。

但在大规模污水处理中，使用铁磁引力辅助沉淀显示不符合实际。 采用渐多的SBR工艺中的静止沉淀也是一种有效方法。

强化污泥在池中的停留，主要措施是 增加污泥浓度MLSS及停留时间 。这是目前工程设计上常采用的方法，大大减少污泥产量，并促进污泥中有机污染物被充分降解达到部分稳定（也常常被称为延时曝气）。

这需要大量的污泥参与到生化反应中去，因而需要较大的池容去接纳这些污泥；另外由于停留时间较长耗氧量增多，所以采用这种工艺存在如何降低土建和曝气费用的问题。

因此，为减少回流污泥的电耗及提高反应池的实际停留时间应最大限度地提高回流污泥浓度。有部分研究人员认为，将污泥浓缩后再进行回流以改善上述问题。

3、原后生动物捕食代谢：

额外的代谢还可以通过高级微生物的捕食来完成 ，这些高级微生物包括原生动物和后生动物等。

如果把污废水生物处理过程看作一个小型生态系统，那么原后生动物则处在这个生态系统食物链的最顶端（吞噬细菌等微小生物）。

当能量从食物链底端进行传递，生态系统食物链就越长，损失的能量也就越大，进而促进污泥产生量减少。

因此，通过这个原理就可以达到污泥减量的目的。

大量研究、实践表明， 原后生动物捕食污泥减量不仅运行费用低，能耗少，而且几乎不会产生二次污染 ，因此该工艺是污泥减量技术中最环保、最绿色的工艺。

但原后生动物捕食污泥减量工艺对污水中总氮和总磷的去除效率不佳，因此同步脱氮除磷也必不可少。

4、污泥消化：

污泥消化其原理主要依靠好氧或厌氧消化的内源代谢作用。

内源代谢主要是指当外部可利用的基质消耗殆尽时，一部分细胞出现死亡和溶解，其细胞内存储的有机物被活细胞利用来维持生命的现象。

◎ 好氧消化 是在有氧的条件下，通过细胞的内源代谢作用， 将污泥转化为二氧化碳和水 ，以实现污泥减量。

◎ 厌氧消化 是在无氧条件下，通过细胞的内源代谢作用， 将污泥转化为甲烷 ，以实现污泥减量。

一般厌氧消化应用比较普遍。 厌氧消化的水解过程非常缓慢，为此需要提高初始阶段的污泥水解作用，加快反应进度 ，需要在厌氧消化前设置预处理工艺来克服。

主要的预处理工艺有：酶水解技术、机械破解、超声波破解技术、热解处理、臭氧氧化技术、化学和热化学水解、强氧化剂氧化技术、电处理技术等。

厌氧消化污泥减量的主要工艺流程为，剩余污泥先经过污泥浓缩池，进行泥水分离浓缩，提升污泥浓度，再经过预处理工艺提高初始阶段污泥的水解作用和污泥降解速率，然后再进入厌氧消化池，通过内源代谢作用降低污泥产量，最后经过污泥脱水机脱水，降低污泥含水率。

5、好氧—沉淀—厌氧工艺（OSA工艺）：

OSA工艺应用成本较低，工艺简单，耗能低，无二次污染，适合大型生产。

好氧—沉淀—厌氧（OSA）工艺是 在常规活性污泥（CAS）工艺的污泥回流过程中设置一段厌氧处理设施。

使微生物在好氧条件下合成的ATP在底物匮乏的厌氧环境下只能优先用于生命维持，几乎没有多余能量用于生物生长。

当污泥再次回流到底物充足的好氧池中，微生物会开始大量的对有机底物进行氧化分解，所生成的能量不会立刻进行细胞物质的合成，而是优先用于合成ATP储备，从而有效地降低了污泥的增长速率。

OSA 工艺与其他减量技术相比优势明显。从工艺改造的方面看， 只需在原有工艺的污泥回流过程中插入厌氧池即可，方便管理，且运行成本进一步较低 。此外，OSA 工艺具有污泥产量低、无二次污染等特点。

如何有效减少碳源投加量

（降低药剂使用成本）

我们厂采用A2/O工艺，污水来源全部为生活污水，在系统运行过程中存在碳源不足的问题。

为提高脱氮效率，保证出水总氮浓度达标， 采用甲醇作为外加碳源，投加点位于厌氧段进水口 ，实际运行证明出水水质能稳定达标，弊端是 甲醇药耗高，运行成本偏高 。

经调查研究后，厂长决定从调整碳源投加点与量、以及通过改变内回流流向、内回流比来提高脱氮除磷效果这2个方面入手，降低碳源投加量，减少污水厂运行成本。

1、调整碳源投加点

外加碳源主要保证缺氧段有充足的有机物供反硝化细菌利用，从而提高脱氮效率。

基于此，运行人员 将甲醇投加点从A2/O池厌氧段进水口调整至缺氧段，并对甲醇用量进行合理调节 （当进水浓度以及 C/N值低、出水TN值出现上升趋势时，加大投加量，反之则减少投加量），同时进行相应的工艺调控以满足生产运行需求，确保出水水质达标。

碳源投加点调整前，甲醇首先在厌氧段消耗一部分，再进入缺氧段进行反硝化；而 调整后，甲醇全部用于反硝化，避免了厌氧段对甲醇的消耗，从而使甲醇用量大幅下降。

从结果数据来看，甲醇日均用量减少约45.9%，大大降低了运行成本。同时，甲醇用量减少后，各项水质参数均能达标。

2、改变内回流流向

根据除磷理论可知，要得到较高的除磷率，释磷必须充分。同时，只有在严格的厌氧条件下，聚磷菌才能够从体内大量释磷而处于饥饿状态，为好氧段大量吸磷创造条件。

污水厂的内回流分别进入厌氧段、缺氧段，

◎ 一方面，部分硝化液回流至厌氧段，使厌氧段DO浓度升高，不利于释磷，且硝化液对聚磷菌的释磷具有抑制作用；

◎ 另一方面，为了保证反硝化的顺利进行，必须保证严格的缺氧状态，而硝化液部分回流至厌氧段，难以保证缺氧段环境。

因此， 为提高除磷脱氮效率，该水厂关闭厌氧段内回流拍门，使硝化液全部回流至缺氧段。

总的来说，根据生物脱氮除磷理论调整内回流去向，要严格保持厌氧段、缺氧段的DO范围，使硝化液全部回流至缺氧段进行反硝化，提高了反硝化效率；且消除了硝酸盐对厌氧释磷的抑制，聚磷菌在厌氧段释磷、好氧段吸磷的能力明显增强，提高了生物除磷效果。

3、 调节内回流比

内回流比r直接关系到脱氮效率，r值越大，系统总的脱氮率越高，出水TN值越低。

但r值过高时，对系统脱氮也会产生负面影响：

◎ 一方面，通过内回流带至缺氧段的DO较多，DO浓度较高时会干扰反硝化的进行；

◎ 另一方面，加大回流量使污水在缺氧段的实际停留时间缩短，使脱氮效率降低；

◎ 同时，加大回流量还增加了系统的能耗。

因此， 必须找到适合污水厂生产运行的最佳内回流比，使脱氮效率最高，并尽量降低能耗。

我们厂通过对不同回流比时脱氮效果的分析，发现内回流比在200%、300%时出水TN值均能达到一级A标准，内回流比为300%时的TN去除效果较200%时的好，且反硝化时间充足，故300%的内回流比更适合污水厂的生产运行需求。

如何采取有效地节能措施

（降低各单元用电成本）

1、预处理单元节能途径与措施

进水泵是预处理单元最大的耗能设备，是该单元节能的关键设备。

污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，主要包括：

◎ 污水提升泵的节能；

◎ 正确科学地选择水泵，使其在高效率下工作；

◎ 合理利用地形，通过减小污水的提升高度来降低水泵的轴功率；

◎ 定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗等。

1） 合理选择进水泵

污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，必须将水泵系统和管道系统结合起来，根据系统的特性来选择合适的水泵。

由于污水量往往随着季节、天气、用水时间等不断变化，因此选择的水泵必须满足系统输送最大流量的需求。但从经济的角度考虑，采用最大流量选取的水泵实际上全速运转的时间不超过10%，大部分时间内水泵处于低效运转。

因此， 为了使水泵处于高效工作状态，应根据管道系统的特性曲线选择合适的水泵。

2） 合理选择电机

水泵电机不能将所有输入的能量转变成机械能，电机输出的机械能与使用电能的比值称为电机效率。电机效率一般为70%～96%，电机在低负荷下工作一般效率较低。

选择与水泵负荷相匹配动力的电机对于保持电机的高效运转非常重要。

通常选择大功率的电机来满足额外负荷的需求，而大功率的电机在低负荷下的工作效率都比较低。由于无功电流的增加，功率因数下降，电机在负荷≥75%的条件下工作其效率比较高，而在50%的负荷下工作其效率较低。

最近几年高效率的电机有了新的发展，但价格比较昂贵，费用比标准电机高15%～25%。

通常，由于其运行费用较低，在电机投入运行后，该部分投资的回收期很短，一般几个月或者数年就可回收增加的成本。

因此， 在污水处理厂新建设计或升级改造工程中，应优先选用高效电机。

3） 合理降低水泵扬程

为了达到节能效果，降低水泵扬程可采取如下措施：

◎ 设计高程时，尽量做到一次提升，避免多次提升污水。尽量利用重力流、自流经过处理构筑物，避免由于多次反复提升带来的能量消耗。

◎ 设计构筑物的进、出水口形式和管道之间的连接方式时，要合理选用设备的型式，减少处理流程的水头损失。各构筑物和管线的布置应紧凑、简洁，避免不必要的拐弯和长距离输送，这既可以减少水头损失，又可以降低污水一级提升泵的扬程，这将大大降低电能消耗。

◎ 改固定堰为可调堰，非淹没堰为淹没堰，落差可由35-40cm减少到10cm。

◎ 充分考虑构筑物的特征和构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如污泥浓缩池与调节池或初沉池集中。

◎ 当实际条件允许时，可把某些处理单元合建，如中和反应池与沉淀池，反应池与气浮池或滤池，调节池与浓缩池，格栅与沉砂池等，以此降低土建工程量。一些国家总水位差比较小，如日本，关键在于初沉池、曝气池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相连，水流通畅，最大限度减小了水头损失。

◎ 在平面设计时，充分考虑构筑物的特征与构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如把污泥浓缩池与调节池或初沉池集中，节省土地资源，减少水力输送环节，降低能耗。

4） 定期维护及检修

定期对系统进行检修，消除阀门、管线、水泵内的结垢，保证管线不渗漏；定期维护皮带、齿轮、轴承和过滤器，防震和隔热也是水泵节能的有效措施。

水泵像其他机械设备一样，随运行时间的延长磨损不断加大，流量和泵扬程也会有所下降，及时维护与检修尽管增加了额外的检修费用，但检修后通过消除水泵结构的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。

2、二级处理单元节能途径与措施

二级处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上。其中， 鼓风机是全厂最大的耗能处理单元，因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上。

1） 鼓风机的合理选型

鼓风机选型时，首先应具有充足的压力，鼓风机向曝气池充氧，必须克服管路阻力、曝气池液位高程及曝气头堵塞、水位变化等带来的额外阻力。

风机流量是风机选型的关键参数 ，在小流量范围内，一般罗茨鼓风机的成本最低，性价比较好；在中流量范围内，多级离心风机成本比罗茨鼓风机稍高，但是其能耗低、效率高，性价比较好；在大流量范围内，单级离心风机成本最低，能耗也最低。

在风机选型时应综合考虑风量、压力、经济性等参数，尽量采用高效鼓风机。

2） 曝气量的精确控制

目前绝大部分污水厂的曝气调节方式由人工调节曝气立管的阀门开度，控制精度不高而且劳动强度较大。

精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统，为曝气系统提供自动化、精确化的曝气解决方案。

精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量，并按照该气量进行精确控制，曝气控制系统会连续检测曝气量，及时检测系统中压力的微小变化，控制系统及时进行调整。

3、污泥处理单元节能途径与措施

污泥处理单元的节能重点应该在污泥进泥泵及污泥浓缩机的节能降耗上。对于进泥泵的节能，可参考进水泵的节能措施。

以现阶段污泥处理系统情况看，要想减少污泥脱水系统的能耗，可从以下3方面入手：

◎ 选择高效絮凝剂，确定最佳投加量；

◎ 精心操作，科学调整各环节之间关系，使压滤机高效运转，降低泥饼含水率，达到减少电耗、用水量，降低运输费用；

◎ 工作人员严格操作维护规程，以降低检修费用。

其实，要想从根本上达到节能目的，在污泥处理过程中，还可通过如下几个主要方面来进行节能。

1） 选择高效低能耗设备

从能耗角度来看，带式压滤机能耗相对较少，但带式压滤机比板框压滤机易发生堵塞。带式浓缩脱水一体机浓缩和脱水一体化，无需设污泥浓缩池及搅拌设备，减少来占地面积，自来水耗量小，能耗较低。

卧螺沉降离心脱水机占地少，采用封闭式系统，运行条件好，设备磨损率低，运行费用较低。

2） 厌氧沼气的利用

污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化可产生甲烷沼气，体积约占60%。把产生的沼气送至锅炉房燃烧，可用于消化池加温、污水厂取暖等，同时沼气还可用于发电可回收大量电能，一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30&，降低了污水厂电能消耗及运行费用。

药剂

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全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

yj蓝天沙发

好资料，对于污水处理厂节能降耗有一定的参考价值，学习啦，谢谢楼主分享

2023-06-01 06:54:01
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