一、前言

目前，我國(guó)城市污水處理率低，環(huán)境污染壓力大。然而，目前的處理技術(shù)大多面臨著資金投入高的問題，目前迫切需要低能耗、低生態(tài)污水處理技術(shù)。此外，隨著人民生活水平的提高和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)城市污水排放量不斷增加。我國(guó)水污染控制的重點(diǎn)已經(jīng)從工業(yè)點(diǎn)源控制轉(zhuǎn)向城市生活污水污染控制。如何經(jīng)濟(jì)有效地解決生活污水的污染問題已成為一個(gè)亟待解決的難題，引起了人們和政府部門的極大關(guān)注。

但是，污水處理的成本也是一個(gè)大問題。為了更好地處理污水和廢水，減少環(huán)境污染，我們必須以最經(jīng)濟(jì)的方式處理污水。這涉及污水能量消耗和功效。問題。以下是對(duì)污水處理廠整個(gè)污水處理過程的分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前常見污水處理過程的不足之處，并提出更好的解決方案，使未來的污水處理更容易，更全面，污水將是環(huán)境污染污染減少到最低限度。

二、污水處理廠工藝流程

目前，我國(guó)城市污水處理普遍采用集中式污水處理系統(tǒng)和傳統(tǒng)的三式化糞池。其他處置結(jié)構(gòu)相似，主要流程如下：

污水處理設(shè)施(包括污水管、雨水管、工廠排放管等)>污水提升泵站>格柵攔截器>沙沉淀池>一級(jí)沉淀池>曝氣池;厭氧池的核心處理工藝>二沉池>排水管或排水管[1]

核心處理流程可分為一級(jí)處理和兩級(jí)以上。深加工過程主要包括好氧處理過程，厭氧處理過程和兩者的結(jié)合。

目前，好氧處理方法主要有SBR法、UASB法、氧化溝法、氧化池法等。好氧菌在曝氣池內(nèi)充入空氣或氧氣，去除污水中的有機(jī)雜質(zhì)。主要的厭氧處理工藝包括厭氧流化床、兩相厭氧發(fā)酵、厭氧過濾器等厭氧發(fā)酵去除污水中有機(jī)物的方法。其他的，如A20及其變種，都是好氧和厭氧過程，其處理效果往往比單一過程好得多。

先進(jìn)的處理結(jié)構(gòu)有曝氣池、厭氧池、氧化池、厭氧反應(yīng)器和專用除磷脫氮設(shè)備，或它們各自的不同工藝，但處理原理基本相同。

三、各處理結(jié)構(gòu)的能耗分析

3.1污水處理系統(tǒng)

目前，污水處理系統(tǒng)具有集中式污水處理系統(tǒng)和分布式處理系統(tǒng)。前者指的是各種城市生活污水。經(jīng)過預(yù)處理以滿足管道排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水和城市融雪和降水等混合廢水通過城市污水收集，然后集中到城市污水處理廠。然后，城市污水處理廠根據(jù)水的水質(zhì)，綜合規(guī)劃，集中處理和適當(dāng)?shù)拇胧?一種污水處理方法，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后排入天然水系統(tǒng)。一般用于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的大中城市。該系統(tǒng)初期投資大，需要鋪設(shè)相應(yīng)的城市污水管網(wǎng)。運(yùn)營(yíng)管理成本很高，對(duì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的中小城鎮(zhèn)有很大的應(yīng)用限制。

分散式污水處理系統(tǒng)是指在區(qū)、廠內(nèi)設(shè)置化糞池或小型污水處理設(shè)施，對(duì)生活污水進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)廁所進(jìn)行沖洗、洗車、鋪面花壇灑水等。雖然分散處理工藝可能導(dǎo)致較高的處理成本，但這種處理方法有其優(yōu)勢(shì)，特別是在廢水處理成本越來越高，處理流量也越來越大的情況下，分散處理方法顯示出其優(yōu)勢(shì)。

3.2污水泵站能耗分析

隨著人們對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，大多數(shù)城市都建立了污水處理廠。該流程也從簡(jiǎn)單的初級(jí)處理升級(jí)到二級(jí)或更深層次的處理。但對(duì)于大中型城市，普什市仍在采用集中化的方式.污水處理廠有很大的污水處理面積，因此有必要使用起重泵站將遠(yuǎn)距離污水提升到污水處理廠集中處理。這些污水提升泵站不僅要確保所有污水都升級(jí)到污水處理廠，一般來說，污水排放很大，運(yùn)輸距離也很長(zhǎng)，污水管道一般埋得很深，泵站需要很高的揚(yáng)程，耗電量很大。

電費(fèi)是污水泵站的主要能源消耗。運(yùn)輸距離越遠(yuǎn)，電價(jià)越高。武漢龍王嘴污水處理廠有五個(gè)污水泵站，附近有大面積的污水收集。它仍然不大，目前正在擴(kuò)建的工程加工流程僅為15萬噸。

3.3網(wǎng)格、沉砂池、初沉池能耗分析

格柵用于截留污水中的粗雜質(zhì)。當(dāng)污水通過格柵時(shí)，柵極帶的屏障會(huì)造成水頭損失，因此有必要用泵來提升污水，以增加污水的勢(shì)能。此外，鋼渣的機(jī)械破碎也是一個(gè)耗能過程。這兩種能源是格柵工藝的主要能源。

用沉砂池和一次沉淀池去除污水中的粗砂顆粒和細(xì)懸浮物。除污水在池中的水分損失外，砂刮除泥設(shè)施及其后續(xù)處理還會(huì)產(chǎn)生大量的能耗，但這些能耗并不大。

3.4曝氣池能耗分析

曝氣池是好氧處理過程中的主要耗能設(shè)備，大部分能耗集中在曝氣池。降低曝氣池的能耗相當(dāng)于解決好氧處理過程的能耗問題。

傳統(tǒng)的曝氣池是以機(jī)械的方式將空氣泵入污水或?qū)⒖諝鈴乃涞撞砍錆M，并通過攪拌將空氣與污水混合，使空氣在污水中均勻分布，提高了好氧調(diào)節(jié)的效果。
曝氣池污水停留時(shí)間一般在2小時(shí)以上，且體積較大。無論是通過旋轉(zhuǎn)葉輪曝氣，還是通過加氣帽進(jìn)入儲(chǔ)罐底部的空氣中，電機(jī)的功率都很大，必須日夜運(yùn)行。能源消耗是可以想象的。

3.5厭氧池和厭氧處理設(shè)備的能耗分析

除好氧處理技術(shù)外，厭氧處理工藝也容易被人們接受。厭氧處理工藝能耗較低，可產(chǎn)生沼氣?；厥绽靡埠芊奖恪５?，在厭氧處理過程中，污水停留時(shí)間很長(zhǎng)，為了保證良好的處理效果，有必要采取更好的空氣隔離措施。然而，厭氧處理的發(fā)展趨勢(shì)是有希望的。

3.6二沉池及其它處理設(shè)備的能耗分析

二次沉淀池是處理后的污水分離泥漿和水的場(chǎng)所。目前二沉池一般采用刮隔板、出水排泥等裝置，二沉池的面積也相對(duì)較大。分離后的污泥也通過污泥泵輸送到污泥泵房，污泥的壓縮處理也消耗了大量的能量。

目前，采用污泥機(jī)械壓縮處理，濃污泥輸送等常用方法，耗能大，容易二次污染。像污泥這樣的高濃度污染物很容易再次進(jìn)入雨水循環(huán)系統(tǒng)，造成二次污染。二次污染的處理也很麻煩。

四、污水處理各環(huán)節(jié)節(jié)能途徑

4.1回收減少先進(jìn)加工

我國(guó)城市污水處理廢水的回用，在城市污水處理廠建設(shè)上投入了大量資金，但污水處理后的再生水還沒有得到充分利用，在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的回用問題。發(fā)展再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠色灌溉、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。

城市污水的回收利用應(yīng)根據(jù)用戶的需求和用途，合理確定水的水量和水質(zhì)。對(duì)于廢水回收，可提供先進(jìn)的處理技術(shù)，如凝結(jié)，過濾，消毒或自然凈化。因此，在缺水城市和水污染嚴(yán)重的地區(qū)，在規(guī)劃遠(yuǎn)距離輸水之前，應(yīng)積極實(shí)施城市污水回用項(xiàng)目，非投資或低投資，節(jié)水減污工作應(yīng)當(dāng)完成。

城市污水再生利用的規(guī)劃建設(shè)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)客觀需要和可能的原則，根據(jù)長(zhǎng)期規(guī)劃確定最終規(guī)模，主要根據(jù)現(xiàn)狀水量和需水量確定實(shí)施規(guī)模。城市污水再生利用的技術(shù)選擇和工程實(shí)施，應(yīng)當(dāng)考慮國(guó)情、實(shí)際情況和用戶需求。城市污水回用規(guī)模、處理程度、處理工藝、輸水方式、回用水水質(zhì)和使用用途的選擇，不僅要符合要求，而且要經(jīng)濟(jì)合理。目前城市污水回用應(yīng)以農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用、景觀用水、生活雜用、工業(yè)冷卻、生態(tài)環(huán)境和地表水補(bǔ)充為主。

然而，城市污水再生和使用再生水的過程應(yīng)確保公眾和經(jīng)營(yíng)者的健康和安全，以及周圍環(huán)境的安全。特別是，應(yīng)有效控制病原體的污染和傳播。再生水的使用應(yīng)符合與廢水再利用有關(guān)的國(guó)家和地方水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和條例。處理工藝的選擇，特別是工藝的可靠性和安全性的保證，必須經(jīng)過專家的嚴(yán)格批準(zhǔn)，并經(jīng)主管部門的評(píng)估和批準(zhǔn)。

4.2環(huán)境自凈和生態(tài)處理以減少能源消耗

城市污水處理廠的污水也可視為水文循環(huán)的一個(gè)組成部分。符合質(zhì)量要求的出水排入河水體內(nèi)，使河水體能夠維持或成為下游使用的原水源，不僅經(jīng)濟(jì)上可行，而且可以減少。冒險(xiǎn)并發(fā)揮河流的自凈能力。

正是因?yàn)樽匀画h(huán)境本身具有很強(qiáng)的污水處理能力，我們可以采用生態(tài)的方法來處理污水，這不僅能取得良好的處理效果，而且節(jié)約了大量的處理成本，是實(shí)現(xiàn)兩頭兼顧的最佳途徑。

目前，許多生態(tài)治理方法都存在著占用土地多、流量少的問題。因此，生態(tài)處理方法應(yīng)因地制宜，應(yīng)用于人工濕地、土壤微生物濾池、植物浮床等較多開放空間和良好生物生長(zhǎng)的地方，是很好的生態(tài)處理方法，能耗低，值得推廣。

4.3各種處理結(jié)構(gòu)的節(jié)能方法

在污水處理過程中，有許多方法可以為每個(gè)污水處理結(jié)構(gòu)節(jié)省能源。以下是污水處理過程中每種結(jié)構(gòu)的節(jié)能方法。

污水提升泵站的節(jié)能途徑。將現(xiàn)有的集中污水處理改為分散處理，充分利用一級(jí)處理后的二次水，可以降低市政污水處理廠的壓力，大大降低深度處理的成本。同時(shí)，污水提升泵站的水量將適當(dāng)減少，甚至取消，均采用分散處理方式。污水處理廠僅負(fù)責(zé)處理廠附近污水量較大的用戶排放的污水。

電網(wǎng)的節(jié)能途徑。盡可能將污水處理設(shè)備安裝在地勢(shì)較低的地方，可以降低泵的功率。當(dāng)污水通過網(wǎng)格時(shí)，可以較快的流速通過網(wǎng)格帶，必要時(shí)用提升泵將污水提升到沉淀池。

曝氣設(shè)施節(jié)能途徑[3]。無論是好氧處理設(shè)施還是厭氧處理設(shè)施，能耗都很大。因?yàn)槲覀儽仨氂秒姎庠O(shè)備把空氣充滿污水，但是我們可以使用多層好氧過濾器來降低能源成本。各過濾層的厚度不同，過濾效果也有很大差異。

好氧過濾的具體方法是：污水被網(wǎng)格攔截后，可直接進(jìn)入第一層好氧過濾層。第一層好氧過濾層的孔隙非常大，一般用粗砂巖填充，主要是污水中的大懸浮物被去除，空氣中的氧氣被水中的湍流混入污水中。砂。然后污水進(jìn)入第二層好氧過濾層。該層砂的粒徑相對(duì)較小，污水在該層中的停留時(shí)間較長(zhǎng)，主要是由于好氧微生物對(duì)有機(jī)物的氧化過程。在氧氣過濾層中，生物膜很容易形成，類似于生物膜的處理。如果污水中的有機(jī)物含量不是很高，則處理后的水基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，也可以收集處理過的水作為中水。如果污水中的有機(jī)物含量高，污水可以繼續(xù)進(jìn)行下一層的好氧過濾，過濾層的孔隙會(huì)更小，處理時(shí)間更長(zhǎng)，效果更好。在該層中，由于污水的停留時(shí)間較長(zhǎng)，污水中的N和P也具有更好的去除效果。

經(jīng)過好氧過濾處理后的出水能滿足排放要求，因此無需設(shè)置二沉池進(jìn)行污泥分離。本處理工藝適用于河流、湖泊附近的施工，處理后的水就近排放，無需水管或溝渠即可使用。m.xingkaxiu.com