【关键词】水厂；节能降耗；水泵
根据相关数据显示，在供水行业中水泵的能源消耗能够占到企业能源消耗的80%-90%。如此高的能源消耗与当前我国所倡导的可持续发展战略不符合的，因此如何提高水厂水泵的运行效率，把能耗平稳的降下来是一个非常关键的问题。本文将对水厂水泵运行中的节能问题进行探讨，并提出相应的解决措施来达到降低企业经济成本，为国家的能源的可持续发展和经济增长做出贡献的目的。
1水厂水泵机组概述
机泵设备通过将机械能转换为液能完成了液体的抽送工作。目前，机泵设备已被广泛应用于供水、污水处理、石油化工等多个领域。然而，经过长时间的工作，机泵设备由于受锈蚀、腐蚀等作用的影响，泵壳和泵轮表面凹凸不平，导致这两者之间的摩擦系数上升，进而增加了电能的消耗，降低了设备的运行效率。
1.1水泵机组能耗大、效率低的原因
自来水厂机泵设备出现能耗增大、效率降低的主要原因有以下几个：①机泵设备在长期使用过程中，由于受水流的冲刷，叶轮过水面和流道内壁渐渐变得粗糙，内流道受到的阻力增大，从而降低了设备的使用效率。②机泵叶片背水面在运行过程中会产生一定的负压，导致蜂窝表面和气穴的形成。同时，叶轮表面在电化学的腐蚀作用下，发生汽蚀现象，从而增大了能源的消耗。③由于在制水过程中，会在泵壳内投入相关药物，再加上受原水水质因素的影响，泵坑内会出现积垢，严重情况下还会增加泵壳的壁厚，从而使水泵水力效率下降。④机泵生产、加工工艺不过关，机械、容积等出现了损失，这些情况均会增加机泵能源的消耗，从而降低设备的工作效率。
1.2对水泵站的控制技术
水泵站的参数包括流量、液位和压力等，其中最重要的参数是流量。对流量的调节和控制可以有效的降低水泵的能耗，减少浪费。通过供水理论依据，可以将流量的调节方式分成两种：
第一是调节供水管路阀门的开启程度，有效的控制流量的大小，阀门开大，流量增加；相反如果阀门转小，流量也会减少。但要注意的是不论阀门调大或调小，水泵的转速不能发生变化。
第二可以对水泵的转速和流量实施变速调节，水泵的转速与流量是呈正相关的由于水泵的转速不断加大，流量也会随之有所提升，若转速下降，流量会相应减少，但供水管路的状态要始终保持一致。对水泵进行调速，可以降低不必要的能力耗损，有效的体现了节能的效果。还有其他一些对压力或液位进行控制的方法，如采用不同尺寸的泵搭配工作，或是调节泵的叶片角度等，都是能够有效降低水泵的电能消耗的措施。
2水厂水泵工作的节能技术
2.1水泵的类型
目前国内水厂普遍采用的水泵分为节流调节式与调速调节式。调速水泵的节能要比节流调节式的水泵效果更好，要合理的选择水泵的调速范围和调速控制方式，达到理想的调速节能的效果，在选择水泵是就必须要结合实际的运转情况来进行选择。
2.1.1控制水泵调速范围
在确定水泵的调速范围前，要充分的考虑到水泵的性能、特点、管路特征，对水泵调速采取何种控制方式。虽然调速越低代表所能调控的范围越大，但在设置最小的调速时也要考虑到调速过小所起到的节能效果并不明显，因此对水泵的转速的设置不能过低。在调速完成后，要注意控制水泵实际工作时的工况点，尽量保证水泵是在高效区的范围内工作，这样的工作状态才能达到理想的节能目的。
2.1.2调速泵和恒速泵的选择
目前大多数的水厂都在采用一台调速泵与几台恒速泵并联运行的搭配方式。当进行多泵并联的运行方式时，应最好能够应用两台调速泵同时进行使用，而且要以调速控制为依据，合理的选择调速泵的类型。
2.2加大叶轮的切割改造力度
机泵的特性曲线不吻合、机泵的扬程过高等是目前大部分自来水厂出现机泵配置不合理，导致机泵设备运行效率偏低的原因。针对这种情况，最简便的解决方法就是对叶轮进行切割。在进行叶轮切割操作中，需依照具体的参数设置对切割量进行准确计算，从而将叶轮的外径改变。在完成叶轮的切割后，设备运行电流就会大大降低，实现了节约电能的目的。同时，机泵的特性曲线随着叶轮外径的改变而发生变化，机泵设备也达到了实际需要的高效运行区间，大大降低了能源的消耗。
2.3新材料的应用
自来水厂的机泵设备由于受腐蚀、水力、机械、容积等损失的影响，加大了机泵与叶轮表面的摩擦力，使机泵运行效率降低。针对这个问题，可以采用新型喷涂材料和密封技术进行解决。由于机泵设备消耗的能源会随着叶轮与机泵表面摩擦力的增大而增多，因此可以将新型高分子材料喷涂在叶轮表面，使叶轮表面形成光滑的表层，这样可以减少水泵因抵抗摩擦力而消耗的能量。例如美国一家公司研究致力于开发高分子修补材料，该公司最近研发生产了一种新型特种内涂式材料，被叫做泵增效节能涂料，工艺流程包括：先将水泵进行拆卸，擦拭干净叶轮表面和泵壳内腔，在其表面行喷砂修补处理，再对叶轮的表面均匀喷涂上两层泵增效节能涂料，喷涂后一定温度下晾干，全部干燥后进行水泵的再装配。在这个过程中，水泵流道表面的气蚀部分经过了喷砂修补，涂漆处理两个环节后，整个表面已被修复完整，摸上去不存在之前的凹凸感，手感也比修补前光滑了许多。应用这种新型的涂料对水泵进行喷涂后，水泵的运行效果可以得到显著的提高，对推进水泵的节能起到了重要的作用。
2.4水泵的换代更新
水厂在进行水泵的选型工作时，要从水厂的最初投产，中期生产到理想的设计规模几个时间点对水泵的运行工况点进行详细的分析，还要对不同季节的水量需求，供水量曲线等都应做一个深入的了解和比较，在此基础上来完成选用水泵工作，这样才能既满足了供水要求又能降低能耗。目前高效节能水泵应用广泛，高效节能水泵质量技术较为先进，不仅能在节能方面获得显著效果，其低振动技术和低噪音污染的优点也能使水泵在运行时对环境不产生污染，除此之外，高效节能水泵还具有机械密封性好的优点，彻底解决了常规水泵轴向易发生渗漏的现象，减少了水泵维修保养的时间和金钱也提高了设备的使用寿命。
3结论
水厂提高水泵的运行效率，降低电耗方法是有多种渠道的，因此水厂要根据实际特点选择合理的方法来达到节能的目的。想让水泵更好的节约能源，就必须对水泵的各种性能参数有正确的设置和认识，同时在水厂水泵的设计选型与配套中，还要合理的选用变频器。节能工作的道路还远远没有尽头，如何把能耗降到最低，这需要我们继续不断地去摸索总结，只要我们能紧密的结合平时实际工作，在工作中多发现问题，多思考解决办法，就一定能把水厂水泵的节能工作做好，从而有效的减少水厂的运行成本，提高整个社会经济的经济效益。
参考文献
[1]王智为.水厂水泵运行的节能问题探讨[J].科技咨询导报，2012，11（06）：218-220.
关键词：污水处理厂；能耗；污水提升系统；曝气系统；污泥处理系统
近年来我国城市化建设进程速度较快，城市每天有大量的污水需要进行处理，这也导致城市水资源匮乏现象十分突出。目前城镇污水处理厂在对污水处理过程中存在能源消耗量大的问题，为了实现节能降耗的目标，需要对污水处理厂能耗情况进行分析，从而采取有效措施实现污水处理厂的节能。
1 污水处理厂的能耗分析
城镇污水处理厂每天都需要对城市生产生活中产生的大量污水进行处理，采取各种方法将污水中的污染物进行分离，从而使排放的水质能够达到规定的标准，这不仅能够有效的保护水资源环境，而且对经济的可持m发展也具有非常重要的意义。
一直以来我国污水处理厂发展都较为缓慢，污水处理厂能源消耗量大的问题得不到有效重视。近年来人们生活水平提升速度较快，对水质处理有了更高的要求，加之大量污水处理厂的兴建，这也使污水排放标准更为严格。排放标准的提升，进一步加剧了污水处理过程中能源的消耗量，这使污水处理厂能源消耗问题越来越受到重视。当前我国污水处理厂在污水处理过程中，在提升污水和污泥、生物处理供氧及污泥处理等工艺过程中存在大量的能源消耗问题，特别是污水生物处理和污泥处理过程中能耗比重更大，在曝气、污水提升及污泥处理等生化处理阶段也存在着较大的能耗。由于污水处理厂存在着能源消耗大及运行成本高的问题，这对城市污水处理厂的建设和发展起到了较大的阻碍作用，因此需要加大对污水处理工艺和设备能耗能效等问题进行研究，注重新工艺的应用，从而实现污水处理的高效性和低能耗，加快城镇污水处理厂建设，确保水资源环境的安全。
2 城镇污水处理厂节能措施
2.1 污水提升系统的节能措施
水泵作为污水处理厂中非常重要的设备，其在运行过程中存在着大量的电能消耗，因此需要有效的提高水泵的运行效能，实现泵房的节能，从而达到污水处理厂节能降耗的目标。
首先，科学对水泵扬程进行设计，实现水泵的节能。
在对污水厂高程设计过程中，普遍采用估算方法来对水头损失进行计算，而且估算值往往都要高于正确值，这就导致实际设计过程中水泵扬程存在偏高的现象。因此在对污水处理厂设计时，对于污水处理系统总水位差的计算需要与地形有效结合，并利用详细的水力学进行计算，这样所确定的水泵扬程也更为合理。同时为了能够进一步达到节能的效果，还需要尽可能的降低水泵扬程，即在高程设计时尽可能的做到一次提升，选用合理的设备型式来对构筑物的进水口、出水口和管道之间进行连接，有效的降低水头损失。同时还可以利用可调堰代替固定堰，利用淹没堰代替非淹没堰，合理对构筑物进行布置。
其次，重视设备的管理和更换，以此来达到节能的效果。当前部分污水处理厂泵房效率较低，设备能耗一直居高不下，无法实现水量的连续调节，这就导致污水处理厂能耗量很难降下来，因此需要对水泵进行改造，以此来达到水泵节能的效果。在对水泵改造过程中，可以利用就频调速度技术，将其在污水提升系统中进行应用，实现泵站设备的合理搭配，提高水泵运行效率，并进一步减少水泵运行过程中对电网带来的冲击。在设计污水厂水泵机组过程中，尽可能选择同一泵型及同一型号的水泵，这样可以为后续的维修和管理工作带来更多便利。在实际水泵运行过程中，需要针对实际情况进行科学合理的操作，尽可能减少水泵启动的频率。
2.2 曝气系统的节能措施
当前我国城镇污水处理厂在对污水中有机物进行降解时主要采用好氧处理工艺，通过利用曝气方法向污水混合液中供氧，使污水中有机物与微生物之间能够有效接触，实现有机物的降解。这个过程中曝气系统需要较大的耗电量，因此需要做好曝气系统的节能工作。
首先，合理对曝气系统规模进行确定。
在污水处理厂设计客串，需要以时高峰或是日高峰需氧量来确定曝气系统的规模。而且在曝气系统运行过程中，采取合理的控制措施，这样即使在氧气不足的情况下，活性污泥浊也能够正常运行一段时间，不会对水质带来太大的影响。
其次，在选择曝气设备时要综合考虑供氧能力与调节能力。
污水处理厂曝气系统曝气效率的好坏与曝气设备的设计规模和可调节性有了直接的关系，因此在具体设计时，需要综合考虑供氧能力和调节能力，并以此作为依据来选择曝气设备，从而实现曝气系统的节能。
再次，有效对风量进行控制。
污水处理厂风量需要借助于气阀调节来进行控制，因此可以采用变频调速系统，自动控制风量，实现良好的节能效果。
最后，在反应器结构设计时要与氧传递规律有效结合。
2.3 污泥处理系统的节能措施
现阶段我国的污泥处理要想减少污泥脱水系统的能耗，不仅要选择高效絮凝剂，还要科学的调整各个环节的关系，降低电耗和用水量，提高压滤机的效率。在污泥处理过程中，可以采取以下两种措施实现节能的目标。
其一，选择高效低能耗设备。随着科学技术的不断进步和发展，目前开发了带式浓缩脱水一体机和卧螺沉降离心脱水机，这两种设备占地面积少，自来水耗量小，能耗较低，运行条件好，设备磨损率低，运行费用低，得到了广泛的应用。
其二，厌氧沼气的利用。污水的厌氧处理可产生甲烷沼气，将沼气送至锅炉房或者居民住宅燃烧，可用于消化池加温、污水厂取暖等。另一方面，沼气还可以用于发电，一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可大大补偿全厂用电量，降低了污水厂电能消耗及运行费用。
2.4 药剂消耗节能措施
在污泥消毒、调理及除磷过程中都需要消耗一定量的药剂，虽然消耗比例并不大，但也存在着一定的节能空间。即在除磷环节，可以采用生物除磷技术，不仅不需要投加药剂，而且污泥产量也少。选择化学除磷时，可以使用高分子混凝剂来进行除磷，降低药剂的消耗。为了有效的提升污泥的脱水性能，需要进行污泥调理，通常会以化学调理和物理调理两种工艺为主。选使用辐射技术进行污泥消毒，不需要高温高压，有利于实现节能降耗的目标。
3 结束语
实现城市污水处理厂的节能能耗，可以更好的促进城市的可持续发展。因此在实际工作中，需要有效的提高对污水处理厂能耗的认识，合理选择工艺系统，进一步减少能源的消耗及降低运行成本，确保处理完成的污水能够符合排放的标准，更好的实现对水资源环境的保护。
参考文献
[1]常江，杨岸明，甘一萍，等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水，2011（4）.
关键词：全面质量管理；节能降耗；水电厂；可持续发展
1明确问题指标，找准节能方向
水电厂的运营管理中，需要按照一定的部门进行有区别的管理与监控，这其中的班组是节能降耗管理工作中的组织者与发起者，并且是实施技术举措改善问题指标的执行者与检测者。所以进行节能降耗管理工作，要以班组为单位，通过对各年指标的统计来分析绩效及最优值，并结合实际工作来找到问题的根源，得出最主要的问题是用电率的增长趋势高于能耗指标的最优值，这严重影响了水电厂的节能降耗工作，因此需要针对此问题制定整改方案。首先可以确定水电厂发电量、厂用电率、综合厂用电率等的节能降耗指标，并将相应的指标进行下分，保证每个班组的一线员工都分到一定的指标额度，而且各个员工还要签订保证完成目标任务的安全责任书，班组的管理人员及成员按照全面质量管理的方法来执行任务。也可以在每个班组之间进行比赛竞争，从而找出推行节能降耗机制效果最好的小组，这样其他小组也可以按照一定的模式运用到自己的组别内部。再有就是在奖惩制度上也应细化、优化，保证有进步的员工都能得到表扬和奖励，这样才能激发员工的内在潜力，找到最优的革新政策，从而做到深层次、具体地实施节能降耗工作。
2运用全面质量管理实施节能举措
水电厂用电率的居高不下是制约生产节能降耗的主要因素，针对此问题，班组应根据生产情况进行小组的划分，并按照计划制定、课题选择、现状调查、目标确定、原因分析、要因确认、对策制定、实施方案、效果鉴定、巩固措施、总结分析的步骤来实施全面质量管理计划，将能耗控制在一定范围内，具体措施如下。2.1提高发电计划完成率。水电厂正在逐步进行AGC功能调试，在正式投入使用后，其整体的月平均发电值要比原来少，而且很多水电厂都不能按时完成计划目标。这时就需要对AGC的控制瓶颈问题进行分析，并尽量提升水电厂的发电率。班组人员可以按照具体的工作方案及总调AGC的下值规律进行分析，从而研发出新的考核控制条款。也可以进一步规定出AGC的调节时间段，以便更加完善其调节规定。具体的AGC调节可以分为两类：一类是在退出单机AGC的情况下进行单机调节；再有一类是在通过与总调进行沟通的情况下进行全厂AGC目标值的联调。这两种AGC的调节方式可以帮助其在功能正式投入后完成水电厂的目标发电量。2.2调整机组空冷用水，从而降低隐患提升发电量。水电厂机组运行的冷、热风温度主要通过PDCA循环的方法进行分析，这期间需要多次对运行数据进行收集分析与计算，其运行过程中要想保证做到节能降耗，就应保证机组定子铁芯和绕组的温度都要低于设计值，并病要保证机组的安全稳定运行。这样就可以节约空冷器用水量，降低了机组运行的安全隐患。2.3优化冷空调运行方式，降低水电厂用电量。由于水电厂机组设备运行的要求，一般情况下厂子选址的地理位置都较低，在夏季，厂房的温度普遍偏高，水冷机组在刚投产时都处于全开的状态，这就会大大增加水电厂的用电量，违背了节能降耗的宗旨。因此就要求工作人员在综合考虑天气、温度、机组运行台数的情况下来计算水冷空调的开启状态。在此基础上还需对水冷空调的机组运行方式进行优化分析，从而降低水电厂的总体用电量。
3分组别开展节能降耗指标竞赛活动
在水电厂开展节能降耗分组竞赛活动，可以帮助一线员工提升节能降耗工作的积极性，从而帮助水电厂降低其综合用电率，使其用电率达到最优值。
3.1合理优化水库调度，增加发电量。在遇到来水量一定、或者枯期的情况下，就要考虑水电厂的发电量是否能达到该情况的最大量。这时需要工作人员将水电厂的库容及电网的负荷需求进行综合分析，进而对水电厂流域的出力进行综合调整，在保证发电量的同时做到用水量的最小化。在该环节中应结合实际生产情况设定机组的运行状态，做到机组运行台数的最优组合，并保证机组间负荷的最优分配。如果是汛期，一线的工作人员就需要实时监测天气情况，从而开展负荷的预测，根据相关数值制定最优的发电计划，以便实现汛期发电工作的安全生产。
3.2优化主变运行方式，在节水节电的情况下增加发电量。水电厂运行过程中所用到的接线方式主要为一机一变单元与联合接线的组合方式，在机组初期投入生产时需要对其进行检修工作。如果对应的主变为空载的运行状态，则需要为一个单台主变空载运行配备两台冷却器，这就会严重出现用水浪费的现象。因此需要同时保证水电厂发电设备的可靠性与机组运行方式的协调性，技术人员在实际工作中需要与调度人员进行沟通工作，使机组在检修时可以退出对应主变的运行方式，在一定程度上避免了主变冷却用水的损耗量与主变空载的损耗量。
3.3优化全厂照明方式，减少厂用电量。水电厂在投产初期照明系统灯具均为高功率日光灯且灯具长期处于全开状态。班组通过收集合理化建议并向上级部门反应，要求对照明系统灯具进行改造和优化运行方式。通过对照明系统控制回路进行改造并将日光灯改为LED灯，在满足生产照明充足的情况下，将全开方式调整为部分照明定时启停，有效降低照明所需用电。
4建立节能奖惩机制，促进节能管理常态化
为促进节能降耗工作管理常态化，班组内部可以建立节电到岗、节水到人、度电必争，形成点点滴滴降成本，分分秒秒增效的全员节能意识。在实施节能举措后开展指标竞赛，再次运用对标管理方法对能耗指标进行监控，年底电厂对指标竞赛工作进行总结，对过程中表现突出的班组及个人进行物质奖励，激励员工突破思维瓶颈，探索节能手段，达到指标可控、指标在控、指标到人、节能创新的目的，在全厂形成点点滴滴降成本，分分秒秒增效益的全员节能意识。全面质量管理在水电厂的节能降耗工作中起到了重要作用，优化了生产环节中涉及到的制度及规定，并严格执行以达到节能情况下发电量的最大化，因此水电厂需要根据实际需求及本厂的容量合理安排管理监督任务，从而科学的调配工作人员及厂内机组设备，保证其发挥最优效益。
作者:曾令锋 单位:南宁市航电投资有限责任公司
参考文献
[1]徐越华.水电厂计算机监控系统项目质量管理的研究[J].中国科学院研究生院，2011（2）：107.
关键词：自来水厂；机泵设备；节能降耗
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0093-02
1 概述
自来水厂是城市企业的用电耗能大户。在自来水厂的能源消耗成本中，电力消耗占了很大一部分，几乎占了整个能源消耗的95%以上。而在整个电力消耗中，机泵设备用电量又占到了95%～98%。其他辅助设备，如风机、电动阀、排泥机等等，耗能才占用2%～5%。所以，自来水厂降低成本，减少能源消耗的重点在于机泵设备的节能降耗。节能降耗可以有效地减少资源浪费，提高资源的利用率，对于建设绿色生态的节约型社会发挥着重要的作用。同时，节能降耗还有利于降低企业的成本，提高经营效益。因此，如何降低机泵的能源消耗从而做好自来水厂的节能降耗工作具有现实的意义。
2 机泵设备效率下降、能耗增多的原因
机泵设备广泛地运用到社会生活的各个领域，其将机械能变为液体能量从而达到抽送液体的目的。一般来说，机泵可用于城市供水、污水系统、化工系统、石油工业系统等。但在长时期的使用过程中，由于腐蚀、锈蚀、空蚀的作用，使泵轮与泵壳表面变得凹凸不平，摩擦系数增加，机泵电耗增加，效率降低。具体来说，首先，在长期的水流冲刷下，流道内壁和叶轮过水面变得粗糙，内流道的阻力增大，使得效率降低。其次，叶片背水面运行时产生负压，从而产生气穴和蜂窝表面，在电化学腐蚀的作用下，叶轮表面产生汽蚀，从而使能耗增加。再次，由于投加的药物或水质原因使得泵壳内积垢，严重的可使泵壳壁厚度增加，从而降低水力效率。最后，机泵加工工艺粗糙、容积损失和机械损失都会使水泵性能变差，降低机泵运行效率，增加能耗。
3 机泵设备节能降耗措施
3.1 了解机泵设备节能原理，选择高效、范围宽的设备
目前，大部分自来水厂都使用的离心泵。离心泵的工作原理主要是在水泵开动前，将泵和进水管灌满水，待运行后，在叶轮高速旋转产生的离心力作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口处形成真空，水池里的水在大气压下沿吸水管吸入，填补这个空间。而吸入的水又通过蜗壳被叶轮甩出。所以，关键作用在于离心泵叶轮的高速旋转，通过连续吸水、压水，使得水向上推压。如果叶轮片和泵壳的构造好，水流状态也会更好，机泵的效率就会更高。因此，可采用具有良好叶轮片和泵壳构造的机泵设备，更换效率低的水泵，选择高效、范围宽的设备，使机泵始终运行于高效区间，提高机泵效率，降低能源消耗。
3.2 提高机泵节能降耗的控制水平
对于机泵节能降耗技术，早期的控制方法就是关闭阀门，降低输出减少功耗。后来，运用变频调速节能控制技术，使得机泵技能走向了科学化和智能化。变频调速是调速技术中最好的一种，能有效地解决机泵能耗问题。变频调速主要是针对装置的运行负荷偏低，设备负荷过大的情况，但变频调速器价格较高，维修技术要求也很高，所以，自来水厂需要针对实际情况选用变频调速器。
3.3 合理调度，优化机组运行
根据自来水厂所使用的机泵设备的运行情况，对机泵进行单独的性能测试，分出性能和功效不同的机泵，并根据各自机泵的性能进行科学地调度使用。比如，可将效率低的机泵仅用作水量和压力的调节，不作主力机使用。而将高效区间开阔，适用于偏低扬程大流量的机泵当作主力机使用。另外，有些机泵高效区虽然较窄，但在偏高扬程的条件下，工作性能较好，可在白天高峰供水时使用。因此，根据不同机泵的性能和功效合理地调度使用，优化整个机组的运行，可有效地降低能源消耗，同时降低机泵的损耗，最大限度地提高机泵的效率，延长使用期限。
3.4 叶轮切割改造
目前，大多数自来水厂的机泵配置不合理，主要原因在于机泵扬程偏高、机泵特性曲线不吻合，从而使得机泵效率过低。这种情况下，对叶轮进行切割是最简单的方法。叶轮的切割是针对少数运行不合适的机泵进行的改造措施。其需要根据具体的参数，计算切割量，从而改变叶轮外径，叶轮切割后，电流降低，可有效地节约电力，而且由于叶轮外径改变使得机泵特性曲线变化，从而机泵运行达到实际所需的高效区间，并达到节能的目的。因此，对叶轮的切割改造在自来水厂的节能降耗工作中广泛地运用。
3.5 采用高分子喷涂材料和新的密封技术
机泵在工作中由于腐蚀、锈蚀、空蚀的作用，还有机械磨损、容积损失、水力损失等原因，使得叶轮表面和机泵摩擦阻力增大，降低了机泵的工作效率。因此，可使用喷涂材料和密封技术有效地解决这个问题。一方面，既然机泵、叶轮表面摩擦阻力增大会使能耗增大，可通过在叶轮表面喷涂高分析材料，使其表面形成光滑表层，降低水泵在工作过程中用于抵抗摩擦阻力的能量消耗。这种通过喷涂材料达到的光滑表层，可以减少泵内流体的分层，降低泵内的容积损失，降低电力消耗。而且，一般来说，高分子材料都具有抗腐蚀的性质，可提高机泵的使用效率。另一方面，可采用新的密封技术减少由于克服摩擦阻力而增加的能耗。具体来说，可将注入式的密封填料用专用的油压诸如水泵填料函内，在机泵工作过程中，部分填料就会附着在轴套上，从而形成“旋转层”，而另外的填料则与机泵填料函接触，形成“不动层”，这样就避免了轴套的磨损，减少机泵的能量损耗。
4 结语
自来水厂作为城市生活赖以生存和不可或缺的企业，由于其用电量和能源消耗大，开展节能降耗工作十分重要。机泵作为自来水厂能耗最大的设备，实施有效的节能降耗措施能够达到自来水厂节能降耗的目的。所以，可针对机泵设备的能源消耗原理采取了一系列节能技术和方法，根据自来水厂的实际情况进行科学的改造，最终达到节能降耗的目的。
参考文献
[1] 滕方莉.浅谈自来水企业的节能与降耗[J].科技资讯，2006，（30）.
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[A].水行业节能减排经验交流技术研讨会[C].2008，（6）.
[3] 苏勇文.浅谈自来水厂水泵、变压器节能降耗技术
[J].现代企业文化，2009，（23）.
[关键词]污水处理；节能降耗；技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0369-01
污水处理企业的工作重点是污水的整治和处理，但其中涉及到原料的消耗问题，只有在内部运行管理有效的基础上才能开展企业与外部企业的交流，实现设备的更新，并引入新的节能降耗技术。随着生产技术的进步，许多节能降耗设备也被开发出来，能够在企业的污水处理工作中有效降低原料和资金的消耗，在企业的生产运作中起到重要的作用。
1.污水处理工作中常用的节能降耗设备
1.1 水泵部分
污水处理工作的能源浪费和消耗主要集中在生化处理系统、污水回流系统等部分，因此，对污水处理厂进行节能降耗改造也需要针对这几个系统提出改革措施，改良系统中应用的设备设施。水泵是污水处理厂中必不可少的设备，能够有效调节污水和净化水的水压，控制水流的流向和流速，并为污水处理工作创造条件。但水泵安装过多会造成不必要的能源浪费，因此，要对水泵的使用进行设计和调整，选择必要的水泵设施进行污水流控制和调节。同时，工厂在日常的污水处理工作经营中，可以选择使用变频水泵，根据水流变化和水压的调节自动调节自身的能耗，不仅能够增加污水处理系统的灵活性，还能够有效降低水泵设施的能量消耗。
1.2 鼓风曝气部分
鼓风曝气设备主要在生化系统中应用，并在整体的污水处理过程中产生较大的能源消耗，因此，可以对曝气设备进行改造和调整。生化系统中的鼓风设备如果采取机械设备，会直接消耗工厂中的电能等能源，并需要消耗较大的能量。但随着生产技术的进步，在鼓风设备中出现了鼓风曝气设备，空气悬浮离心鼓风机的产生能够带来能源的节省和生产工艺的进步。随着鼓风工作的进行，污水处理中需要的鼓风强度降低，空气悬浮离心鼓风机能够自动调整工作的强度，降低鼓风的效率，同时降低鼓风机工作的能耗，能够有效实现能源的节省和控制。
1.3 曝气器部分
在污水处理设备中选择扩散曝气系统能够实现污水充氧，设备充氧的效率与曝气器的形状、与水的接触面积、水压、水中的杂质、水温、大气压、曝气头的质量等因素相关。因此，在选择曝气头时污水处理厂可以从这些因素的角度选取合适的曝气头。同时由于氧化沟垂直轴叶轮表面曝气机一般只用于小型的曝气池，因此使用在氧化沟上制约了其充氧效率。为了选取高效的曝气器，污水理厂可以水底管式微孔曝气器，覆盖橡胶膜片，这种微孔曝气器采用橡胶膜片与水体接触面积大，气泡小且均匀，充氧能力强，实现氧气与水的充分接触，提高氧气的利用效率，实现污水处理能源的节省。
2.污水处理厂运行的节能降耗措施
2.1 加强日常管理控制，节省工厂运作成本
合浦县污水处理厂的员工人数较少，便于加强管理控制，并在采取有效管理措施的基础上进行部门分工，有利于对员工工作和工厂的生产状况进行及时的控制。合浦县污水处理厂的员工大多具有高等学历，员工能够掌握污水处理工作的基本操作，并学习新的污水处理知识和技能，能够实现企业内部的智力资本积累，为企业的长期发展提供发展的动力和基础。在此基础上，企业需要制定标准的操作流程和工作标准，将污水处理工作标准化，并加强对员工的激励和监督，提高员工的工作效率。污水处理企业能够实现水资源的再利用，为地区居民提供更加便利的生活环境，因此，企业在生产运营过程中要注重工作的质量和效率，提高污水处理工作的标准，实现工作的合理开展。
2.2 采取能量利用审核制度，控制能源消耗
在污水处理厂的日常运营中，厂方可以采用能量利用审核制度，对污水处理中的各个流程进行能量消耗的监测，获取工厂运作状况的实时数据。根据这些数据，工厂能够调整生产的效率，并在工厂设备更新时将利用效率较低的设备更换掉。在对工厂的生产数据进行阶段性总结和调整时，企业也可以通过流程各部分的能量消耗对比来确定下一阶段工作改进的重点，并设计符合标准流程的工作操作方案。能量利用审核制度能够实现企业内部能源消耗的有效监督，并对各个阶段的浪费现象进行监督和控制，结合企业内部的管理模式，能够将节能的责任落实到各个部门，实现有效控制。
2.3 实时监测污水处理数据，实现监督控制
下图是合浦县污水处理厂的污水处理流程，通过图片，可以得到污水处理厂污水处理的流程和各阶段的物品、能量消耗状况。对污水处理流程中的各个阶段进行监督和分析，并根据具体得到的生产状况资料调整企业的污水处理方案，能够实现污水处理工作中的节能降耗。采用中控在线系统读数能够对污水处理工作中的具体状况及时了解，将调整生产的指令下达到相应的部门，并能根据异常数据判断生产中出现的问题和需要调整的部分，减少企业不必要的能源消耗。
3.总结
合浦县污水处理厂是由广西北部湾投资集团有限公司投资建设，现由广西北部湾水务集团有限公司运营管理，在环保竣工验收后正常开展合浦县城生活污水的处理工作，为合浦县居民提供了高质量的生活环境。本文主要就污水处理厂运行中可以选择的节能降耗设备进行介绍，并根据合浦县污水处理厂的实际运作状况提出节能降耗措施的建议，希望能对相应的工作者提供有效的参考和建议。
参考文献
[1] 李勇，何强，赵晓龙等.小城镇污水处理厂节能降耗改造工程实例[J].给水排水，2015，（11）：17-20.
关键词：污水处理；节能降耗；途径；浅析
作者简介：刘娜（1976—），女，汉族，黑龙江哈尔滨人，本科，助理工程师，主要从事环境保护方面研究
我国的污水排放量很大，排放总量占世界第一[1]。虽然近年来我国不断加大对城镇污水的处理力度，据2014年一季度统计数字，全国城镇污水处理问总量为109.9×108m3，增长速度为7.2%。但是由于技术的滞后和污水处理能力的不足，污水处理能力和比例远远落后于发达国家。由于污水处理是一项运行费用高、能量消耗大的工程，根据城镇污水处理及再处理“十三五”规划，要求到2020年达到297×108m3年污水处理能力。我国污水排放总量之大，污水成分之复杂，要达到理想处理目标，会各级政府和排污企业带来了巨大的经济负担。污水处理如何处理，使消耗能量降到最低具有现实意义和长远意义。
1分析能耗
污水处理厂的能量消耗分为直接能耗和间接能耗，能耗是推动污水处理正常运行的需要，也是推动处理设施内生物反应的需要，一定的能耗是必须的。能耗由不同功能件的能耗共同组成的，例如：直接耗能有机械曝气或鼓风曝气需要耗能、污水提升泵需要耗能、回流污泥泵需要耗能、污泥脱水需要耗能、搅拌推流过程中需要耗能。而间接消耗能量为一些外加碳源、石灰、活性炭、絮凝剂等物料所消耗的能量[2]。当前我国大多数污水处理中，污水生物处理的能耗和污水的提水能耗和污泥的处理能耗这三者能耗占70%以上[3]，其中污泥的处理能耗占10%～25%左右，污水的提水能耗占10%～20%，污水生物处理的能耗占50%左右。为了使污水处理更加合理，必须采取合理有效的节能降耗措施，主要从以下三个方面下手：水耗、物耗和能耗等。
2节能降耗对策和措施
2.1改造节能技术
为了可以有效降低能耗，对现有设备及时改造是一个重要措施之一。首先对提升泵的变频改造。最大扬程、最大流量不利因素是大多数污水处理厂对提升泵进行设计时必须考虑的因素，这样很容易产生水泵扬程偏高，大多处于大流量、低扬程、低效区的形态下，大大地浪费了能耗。因此，积极地对提升泵的变频电机进行改造，以应对水池中的水位的变化特点。其次改造倒伞曝气机，主机及叶轮是曝气机发挥动力效率的两大关键部件，叶轮是倒伞曝气机的主要部件之一，叶轮的结构是否合理影响着整个曝气机的动力效率。因此，将倒伞曝气机的螺旋式倒伞改造成翘片式，用直齿轮代替螺旋式锥齿轮。随着对排水标准的逐步提高，要处理好污泥中释放的磷，可以加设快速浓缩池等措施，可以提高在进入脱水前的浓度[4]。
2.2选择关键设备节能
污水处理厂的能耗的重要措施之一是关键设备的选择，将对降低能耗产生重要影响。（1）对于泵的选择，泵的选择将直接影响污水处理厂的能耗，影响泵消耗能量的重要参数为流速和流量，这两个参数不仅影响泵的规格，而且影响实现峰值流量，还会对后期水量增长的需求产生影响。因此，为了实现节能降耗目标，首先一般选择定速与变频组合泵或使用大小泵。（2）控制系统，选择优良、合理的控制系统大大地缩短反馈周期，从而为采取其它调整措施提供参数依据。（3）电机的选择。据相关数据反应，污水处理厂的电能消耗主要用在曝气系统和提升泵。因此，选择相匹配的电机，对于电机进行日常的维护工作，可以促使电机的有效运行，降低能耗起到积极的作用。
2.3节能减排管理措施
加强日常管理，也是实现污水处理厂节能降耗的重要措施之一，也是提供科学化运行方式的需要。第一是定期维修相关设备，对于管道要经常清洗，对于一些异常现象，如水头或吸程降低或升高或泵吸压力的增大，都要引起足够的重视，及时查找问题产生的原因，以便及时解决。其次是用电负荷的调度和水量的管理，尽量避开用电高峰期，降低负荷峰值；再次对污水处理厂运行体系进行优化，污水处理厂运行体系是一个整体，哪个部分运行不佳，都会影响部能耗。因此，选择一种优化运行方式。另外，不断地淘汰老部件，更换新部件，也是降耗的措施之一。最后完善激励机制，实现全体员工参与，发挥工作积极性，并实行奖惩分明，实现企业和个人的双赢。
3结语
污水处理厂的能源消耗是来自各个功能部件的能耗的叠加。污水处理厂为了达到使能耗降到最低。需要在多方面采取措施。当然选择节能型设备是必要的，其次改进处理厂的生产工艺。在确保出水水质达到相关标准的情况下，根据污水处理厂各个功能件的实际情况，提出一些合理化的能耗降低的措施和对策，从而使污水处理厂的成本降到最低，实现既实现污水处理厂既正常运转，又实现经济效益和社会效益双丰收。
参考文献
[1]陈琼珂.我国污水排放量居世界之首[J].城市导报,2013,3,15.
[2]章北平,刘礼祥,陆谢娟,等.城市污水生物生态处理工艺与能效分析[J].中国给水排水,2008,24（5）：69-71.
[3]高旭,龙腾锐,郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J].重庆大学学报:自然科学版,2002,25（6）：143-148.
关键词:节能降耗;机泵选择;运行调节
对于自来水厂来说，整个水厂的能源消耗中有一大部分是电力消耗，而在整个电力消耗中，通常有50%以上的用电量是被机泵设备消耗了，而其它一些辅助的设备如排泥机、风机等耗电量所占比例仅约为2%～5%。因此要想降低自来水厂的能源消耗就要重点降低机泵设备的能耗，做好机泵设备的节能降耗措施。对自来水厂的机泵设备采取节能降耗措施可以有效地减少自来水厂的资源浪费，提高了资源的利用效率，降低了企业的能耗成本，同时对于我国建设资源节约型社会有一定的推动作用。因此做好自来水厂机泵设备的节能降耗有着重要的现实意义。
1机泵设备效率下降、能耗增多的原因
机泵设备在社会生产的各个领域都有广泛的应用，城市中它主要用于供水、污水系统以及化工等领域，在使用的过程中，可以将电能转变为机械能再转变为液体的动能，从而实现液体的输送［1］。①自来水厂的机泵设备在长期的使用过程中会受到水和水中一些物质的腐蚀而出现锈蚀的情况。较严重的锈蚀会使得泵轮与泵壳的表面不再平滑，而出现凹凸，从而导致摩擦系数的增大，导致机泵的耗电量增大，设备的效率降低。具体分析即设备在水流长期的冲刷之下，流道的内壁和叶轮的过水面会因为腐蚀而变得越来越粗糙，内流道的阻力增大，使得设备的效率降低，能耗增大。②在机泵设备运行的过程中，叶片背水面会产生负压，导致气穴和蜂窝表面的出现，这样在电化学腐蚀的情况下，叶轮的表面会产生汽蚀，使得设备的能耗较之前增加许多。③自来水厂的机泵设备除了受到水流的冲刷而产生的腐蚀外还会受到一些药剂的腐蚀，比如在水处理的过程中会根据水质的情况来投加一些药物，使水质得到改善，满足自来水厂生产水的需要。而药剂的投加会使得泵壳内积垢，积垢增多到一定程度会使得泵壳的壁厚度明显增加，导致设备的水力效率降低［2］。④机泵设备的加工工艺也会对设备的能耗有较大的影响，粗糙的水泵产品会使得设备的能耗较高，影响了泵体的容积和流体流速，增加了机械磨损等，也会降低水泵的性能，造成运行效率不佳，能耗增加。
2水泵效率的提高
2．1水泵的选择
自来水厂在选择机泵设备的时候应当注意水泵的电动机应选择高效能电机，水泵功率的大小也要与使用要求相匹配，在有条件的情况下可选择增加变频调速控制器。目前城市中的自来水厂所使用的机泵设备大部分是离心泵，该类型的水泵在工作的过程中是通过叶轮高速转动而产生离心力，从而将内流道中的水压入蜗壳里再被甩出，而与此同时叶轮口会形成一段真空，水池水在大气压的作用下直接进入水泵，如此反复进行下去水不断地被向上推压实现液体的抽送。从离心泵工作的过程来看，如果保持叶轮片以及泵壳的表面光滑，可减少表面摩擦力，使得水流的流动更加顺畅，有效地提高机泵的运行效率。而一些结构设计有瑕疵，工艺粗糙的机泵会使得运行的效率大大降低。因此自来水厂要想实现机泵的节能降耗，要选用一些叶轮和泵壳构造较好的设备，这样才能有效地保障机泵设备高效、长期的使用，在提高了设备运行效率的同时也为企业降低了能耗［3］。
2．2水泵的安装质量
对于自来水厂来说，水泵是厂内工艺运行的重要组成部分，自来水厂的机泵通常是全天不间断运行，因此设备的损耗较大，设备很容易达到大修的周期，这就导致设备会比较频繁地进行装卸。在对机泵设备进行安装的过程中如果安装不到位容易使得设备的安装不稳定、不固定，导致运行的时候设备会有较强烈的振动，这就会使机泵的损耗加快，且较易出现堵、漏、跑的情况，对于设备的运行效率产生不利的影响并导致能耗的增加。因此要想使机泵设备的运行效率有保障，就要对水泵的安装重视，提高安装的质量。
2．3水泵的维修
在机泵设备使用的过程中，机泵要按规范进行保养，按时更换机油和轴承等易损件。操作人员要及时巡检设备，掌握机泵的运行状态，发现异常问题的设备要及时停用维修［4］。这样才能使得水泵处在一个比较好的运行状态下，提高水泵的运行效率。有时机泵所出现的并不是很大的问题，比如加一些油就可以使得轴承更好更顺利地进行工作，因此要及时地对轴承内的油进行检查，判断是否需要进行补充，并检测油质的情况，当油质情况不理想时要进行更换，这些小问题的及时发现和解决能够有效避免其发展成为大问题，导致设备产生机械损失。另外，当密封环的间隙宽度超过一定的标准值时也会使机泵设备的运行效率降低，因此在对设备进行检修的时候要对此问题加以重视。
3机泵设备节能降耗措施
3．1使用变频控制，提高机泵节能降耗的控制水平
为了更好地控制机泵的能耗，可以在电气控制方式上进行改进。传统的控制方法是将阀门关闭，这样就可以降低机泵设备的输出，减少了功耗，现在随着技术的不断发展，变频调速的节能控制技术应用越来越广泛，采用变频控制能够实现稳定的供水压力，使得机泵的性能更加地智能和科学。变频调速能够有效地控制机泵的能耗问题。但变频器本身存在电能损耗的缺点，同时电气控制部分成本较高，一旦出现问题，进行维修时的费用以及对技术的要求也高，因此自来水厂应当根据自己的实际情况和需求来选用变频调速器。
3．2合理调度，找出水泵的高效区，优化机组运行
为了实现自来水厂各机泵组设备的性能优化组合，要对机泵设备单独运行时的性能进行测定，对其进行分析，判断其性能以及功效的特点和不同，从而才可以有效地根据机泵的性能来科学的调度使用机泵，实现设备组合的优化。比如可以将运行效率较低的机泵用于水量和压力的调节，不将其作为主机使用，而选用高效区间更广，适用于偏低扬程大流量运行效率高的机泵作为主机［5］。另外，有些机泵的高效区范围较窄，但其适用于偏高扬程，在此种条件下工作性能优良，因此可以用在自来水厂白天高峰供水时段。由此可见，根据不同机泵的性能特点对其进行合理调度使用可以有效地优化整个机组的运行效率，使得能源的消耗得到降低，同时将各机泵的优点发扬，可有效延长其使用的期限。
3．3采取叶轮切削方法，对叶轮进行切割改造
目前一些自来水厂的机泵通常存在配置不合理的问题，主要是机泵的扬程偏高，机泵的特性曲线不吻合，这就使得机泵的运行效率受到影响。在现有的情况下可以通过机械方式解决此类问题。最简单的方法就是对叶轮进行切割，对现有的机泵进行改造。在对叶轮进行切割之前，要根据设备运行的具体参数来计算切割量，在叶轮经过切割后可使电流降低，能够有效地节约机泵的能耗。而且叶轮外径的变化也会导致机泵特性曲线的变化，使机泵运行时可以达到自来水厂实际需要的高效区间，达到节能的效果。
3．4采用高分子喷涂材料
机泵在使用的过程中会受到腐蚀而使得叶轮表面与机泵摩擦阻力增大，使机泵的工作效率降低。因此采用高分子喷涂材料可以使这个问题得以解决。高分子材料的喷涂可使叶轮的表面形成光滑的保护层，降低了运行过程中与水流的摩擦阻力，减少了能耗。且通常来说高分子材料具有较强的耐腐蚀性，可使机泵的使用效率提高。
4结语
自来水厂在城市生活中扮演着重要的角色，由于其用电量较大，能源消耗大，因此对自来水厂进行节能降耗十分有必要。机泵的能耗占到自来水厂能耗的绝大部分，对其采取节能降耗的措施可以有效降低自来水厂的能耗。
作者:张海涛 单位:深圳市水务( 集团) 有限公司
参考文献:
［1］王玉倩．浅析自来水厂机泵设备节能降耗措施［J］．中国高新技术企业，2013(20):93－94．
［2］唐红霞．基于自来水厂机泵设备节能降耗的措施的探讨［J］．江西建材，2015(1):288－289．
关键词：污水处理厂；节能降耗；控制技术
中图分类号：x505文献标识码：A文章编号：
城市污水处理厂是解决城市水污染问题最有效和最重要的措施，由于许多城市污水处理厂在建设过程中重点考虑了处理工艺的稳定性及工程投资等问题，而忽视了运行成本，造成处理厂建成后运营成本过高而不能正常运行。因此，对污水处理厂设计和运行管理进行优化，对降低费用、节约处理成本十分必要。
1、污水处理厂的能耗分析
目前，城市污水处理厂大多采用以生物处理工艺为主的二级或三级处理，通常包括预处理、生化处理和污泥的处理处置3部分。污水处理厂的能源消耗包括电、燃料及药剂等方面的消耗。国内外众多污水厂能耗分析表明，污水提升泵、曝气系统和污泥加热设备是主要的能耗设备。对于一般的二级处理工艺而言，提升泵的耗电量占全厂用电的10%～20%，曝气系统占50%～70%，污泥处置（消化、脱水）占10%～25%，三者的能耗综合占直接能耗的70%以上。因此污水处理厂的节能重点在于提高提升泵、曝气系统和污泥处理的用电效率，减少能耗。
2、节能降耗措施
2.1 工艺节能
（1）合理选择设计参数
将现状已投产运行的污水处理厂进水水质与现场排水水质资料对比分析，提出合理的污水进水设计参数，避免取值过高，使构筑物及设备过大，造成能源浪费。
（2）采用合理的处理工艺
采用合理的处理工艺是污水处理厂节能的重要环节。项目所选工艺流程经应过多方案比选，选用污水处理效果好，节约能源的工艺、技术。目前，城市污水处理厂常用的生物处理工艺有传统活性污泥法（ASP）、AB法、A/O、A2/O、经典SBR及其改进工艺（如CASS和ICEAS）、氧化沟、BAF等，其工艺比较见表1。
表1 主要生化处理工艺比较表
污水处理厂在设计时除考虑不同工艺各自特点的同时，还要结合项目所在地的气温、地形、电价、征地费用及项目自身的情况、原水水质情况、出水达标要求、污泥处置情况等进行综合考虑，选取技术上合理、经济上合算、易于管理、运行可靠，且有利于近、远期结合的工艺方案，使能耗最低。
（3）污泥处理系统的节能
污泥处理系统包括污泥的脱水和污泥的稳定。目前污泥脱水设备有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机。前两者需要投加无机絮凝剂，通常为铁盐、石灰或铝盐；后两者主要用有机高分子絮凝剂。真空过滤机运行稳定可靠、脱水泥饼性状好、管理方便，但耗电量大；板框压滤机间歇工作，操作简单，泥饼量最少，但生产率低；离心机适用于难脱水的污泥，不散发臭气，但由于转速高，设备磨损大；带式压滤机生产率高，运行稳定，可连续运转，耗电最低。因此脱水设备应综合考虑污泥处置方法、污泥性质、处理厂规模等，从而实现节能。
（4）节约药耗
污水厂常用的药剂主要是PAC、PAM等絮凝剂。在加药系统中采用高精度的计量仪表和投加设备。加药系统均采用复合环控制方式。絮凝剂投加量先根据流量进行比例投加，再通过FCD、出水浊度检测的反馈信号对其进行调节，以达到最佳投加量。采用复合环控制系统能使水厂的加药量始终处于最佳值。
（5）其余节能措施
污水厂平面布置应严格控制处理工艺流程的总水头损失，以降低进水的提高度，达到节能目的。
对处理构筑物进行合理的分组，在非满负荷的条件下，可用两组或三组并联运行，减少了各段之间的水头损失，达到节能的目的。
2.2 设备节能
（1）提升泵的节能
提升泵的电耗一般占全厂电耗的10％～20％，是污水厂的节能重点。提升泵的节能首先应从设计入手，进行节能设计；污水厂投产后，通过加强管理或更换部分设备进行节能。
1）精确计算水头损失，合理确定泵扬程
从泵的有效功率NU=γQH，可以看出当γ、Q 一定时，NU与H 呈正比，因此降低泵扬程节能效果显著。
工程设计时为降低水泵扬程可采取以下措施：总体布置紧凑，连接管路短而直，尽量减小水头损失。
2）流量调节方式
污水厂进水量往往随时间、季节波动，由轴功率N=NU/η1 (η1为泵运行效率)可以看出，一定流量扬程下NU 是一定的，而泵的轴功率直接由η1 决定，所以应选择合适调控方式，合理确定泵流量，以保证泵始终高效运转。另外可通过设置多台水泵和变频调速措施使水泵长期运行在高效段范围内。
（2） 曝气系统的节能
鼓风曝气系统电耗一般占全厂电耗的50％～70％，是全厂节能的关键。最根本的节能措施就是减小风量，而减小风量必须提高扩散装置效率，降低污水对氧的需求。
1）改进布置方式
传统的曝气池，曝气管是单边布置形成旋流，过去认为这种方式有利于保持真正推流，另外可以减小风量，但经过多年实践与研究发现，这种方式不如全面曝气效果好。全面曝气可使整个池内均匀产生小旋涡，形成局部混合，同时可将小气泡吸至1/3 到2/3 深处，提高充氧效率。
2）采用微孔曝气器
微孔曝气器可以减小气泡尺寸，增大表面积，因而转移速度高，节约风量。天津东郊污水厂和纪庄子污水厂均采用微孔全面曝气，比穿孔管节电20％以上。
3）风量控制节能
选择风机时，都要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，以满足最大负荷时的需要。所以在日常负荷下一般都要适当减小风量，负荷低时更应如此，这不仅是节能的需要，也是防止过曝气、保证处理效果的要求。而进行风量控制是曝气系统效果最显著的节能方法。根据已有工程运行经验，采用DO 控制风量可节电10％～30％。
（3）其他措施
1）按照国家有关技术政策要求，采用高效节能设备，特别是部分关键工序采用数控设备及专用设备，以提高工效，节约能源并保证产品质量。
2）应用变频技术使电机运行状态由轻载转变为接近新条件下的额定负荷量，使效率和功率因数提高，从而达到节能的目的，变频技术节电率可达21%。
3）加强设备、电气维修保养，使设备在最佳状态先运行。
4）加强维修、操作人员的培训，力求全面掌握设备的使用、操作性能，通过提高设备的使用效率，达到节能的效果。
3 节能发展趋势
污水厂的节能减排是一项综合性工作，设计到工艺、设备及其它诸多环节。因此，污水厂的节能技术应从工艺设计、设备选型、运行管理等各个环节入手，处处树立节能意识，不断开发研究节能新工艺；设计人员应加强学习，提高自身水平；污水厂要建立能耗绩效的管理评价体系，在实践中总结节能经验，同时借鉴国外先进管理经验，提高污水处理厂的运行管理水平，使污水处理技术由高能耗向低能、高效的方向发展。
参考文献：
[1]高旭，龙腾锐，郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J].重庆大学学报：自然科学版，2002,25（6）:143-148.
[2]杨博，杨长军.城市污水处理厂的节能降耗[J].华北水利水电学院学报，2011,32（4）:148-151.
关键词：节能降耗；污水能耗与功效；超量减排；分析；建议
一、概述
目前，我国城市污水处理率较低、环境污染压力较大，而现行的处理技术多数面临大量资金投入的难题，迫切需要能耗低、生态型的污水处理技术。但是污水处理费用是一个较突出的问题，要将污水处理达标，对环境的污染降到最低，就必须以最经济实用的方式处理污水，这就涉及到一个污水能耗与功效的问题。下面就花桥污水处理厂的整个污水处理的流程进行能耗分析，提出污水处理厂的节能措施，以供参考。
二、花桥污水处理厂的处理成本分析
对于污水厂而言，其主要成本为能源消耗、药剂消耗、维修费用、大修改造费用、人员费用等。
（1）污水厂成本组成
1）生产成本组成：能源费用（电费、水费）；材料费用（煤、油、药剂）；人工费用。
2）制造成本组成：修理费（土建、设备、自控仪表维护检修费）；大修及改造费（设施、设备、仪表大修费、固定资产购置费）；污泥处置费；物料消耗等其它费用。
3）管理费用：办公费、培训费、保险等。
（2）简单分析及控制重点
1）简单分析：生产成本中油耗、电耗、药剂消耗是生产过程中必须发生的费用，必须在有效控制的前提下，其所占比例越高，企业生产越正常，产生的效益就越大；制造成本在企业可持续发展的基础上，应尽量减少维修、大修和固定资产投入等费用，能使企业的利润最大化；煤费、水费、管理费等是企业运行成本的组成部分，应加以控制、尽量减少，增加企业的利润。
2）控制重点：首先，控制重点应放在生产成本中的能源消耗、药剂消费的控制上，使其在满足工艺运行要求条件下的合理化、最小化，真正达到经济运行是企业的关键；其次，控制重点应放在制造成本中维修、固定资产的购置费用的控制上，如何建立班组、部门有效控制方式，使其必须满足污水厂自身正常运行和长期正常运行要求条件下的减量化、合理化，使污水厂可持续发展也是企业的关键。
三、花桥污水处理厂的能耗分析
污水处理厂的运行重点控制在处理工艺运行过程中的能源消耗上，如何根据具体情况建立能源、药剂消耗成本的有效控制方式，使各种消耗实现最小化，并有利于企业的可持续发展，是污水处理这个新兴产业面临的迫切要求。
（1）花桥污水处理厂的工艺流程
下图示为花桥污水处理厂A2/O处理艺流程。
整个过程从城市管网收集的污水通过粗格栅经过劳动路和竹沙桥泵站的污水提升泵提升后，输送至花桥污水处理厂。再经过细格栅，之后进入沉砂池，对污水进行砂水分离，以上为一级处理(即物理处理)。经过砂水分离的污水进入曝气池，进行厌氧、缺氧、好氧处理，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放，一级处理结束到此为二级处理。二沉池的污泥一部分回流至厌氧池，一部分经过剩余污泥泵输送至脱水机房进行脱水处理，然后由运输工具运往垃圾处理场。
（2）各个处理构筑物的能耗分析
花桥污水处理厂各部分的能耗比例如下图所示：
从以上图表可以发现，节能的主要潜力在污水提升部分和生化处理阶段的曝气部分、污泥回流部分。因此面对能源价格的上涨和运行费用的缩减，节约能耗的重点主要集中在污水处理厂的二级处理的曝气系统和泵站的水泵机组部分。
1）污水提升泵站的能耗分析
花桥污水处理厂服务范围包括黎托、武广、井圭、环保科技园四大纳污片区，汇水面积99.3平方公里，因此需要用劳动路和竹沙桥提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要集中到污水处理厂，还要适应水量变化的要求，其流量一般很大，输送的路程也较远，再者污水管道一般都埋设较深，泵站需要有很高的扬程，电耗一般占全厂电耗的20% ～30%。
2）格栅和沉砂池的能耗分析
格栅是利用栅条拦截污水中粗大的杂质，污水经过格栅时，由于栅条的阻挡会引起水头损失，这就需要水泵提升污水以增大势能；再者，栅渣的机械粉碎处理也是耗能过程。这两者是格栅处理流程的主要能耗来源。沉砂池用以除去污水中粗大的砂粒以及细小的悬浮物，刮砂刮泥设施以及其后续处理会有一定的能耗，但是这些能耗都不大。
3）厌氧池、缺氧池和好氧池的能耗分析
厌氧池、缺氧池和好氧池中的潜水搅拌器及混合液回流泵将消耗一部分能量。其中好氧池是好氧处理工艺的能耗大户，降低好氧池的能耗就相当于解决了好氧处理工艺流程的能耗问题。常规的好氧池都是用鼓风机向污水中鼓入空气让空气和污水充分混合 ,并保证污水在曝气池里停留4小时以上 ,从而使空气均匀地分布于污水中 ,提高好氧处理的效果。因鼓风机电机的功率大，且要昼夜运行，其能耗约占污水处理厂直接能耗的50%左右。
4）二沉池及其它处理设施的能耗分析
二沉池是处理后的污水进行泥水分离的地方，二沉池的刮渣挡板，出水排泥等装置，二沉池的面积也比较大。分离出来的污泥还要用污泥泵输送到污泥泵房，耗能也很大。
5）污泥处理的能耗分析
污泥处理工艺中的离心脱水设备需要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。
四、污水处理主要环节的节能途径
（1）污水提升泵站节能途径
污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约。在运行过程中采用转速加台数控制方法，定速泵按平均流量运行，定速运转以满足基本流量的要求；调速泵变速运转以适应流量的变化，流量出现较大波动时以增减运转台数作为补充。但是由于泵的特性曲线高效段范围不是很大，这就决定了对于调速泵也不可能将流量调到任意小，而仍能保持高效。水泵调速方法，可减少集水池水位变化引起的水泵效率下降。同时定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。
（2）曝气设施的节能途径
国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。
曝气系统的能耗相当大，为此国家科技支撑计划设立了“A2O工艺城市污水处理厂节能降耗”研究项目。花桥污水处理厂曝气系统采用能耗低的微孔曝气，通过淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法。曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。可通过试验确定曝气系统的各项参数，严格控制曝气量，防止过度曝气而出现DO过高的现象，是节能降耗的一种途径。
（3）污泥处理的节能途径
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。
五、污水处理厂其它节能途径
（1）加强职工技能培训，实现班组成本控制
花桥污水处理厂提出要高素质、高技能、高责任心的职工上岗，以岗带面，一岗多能，与此同时狠抓职工的技能培训，每年都针对运行工人进行岗位培训，以提高职工的综合素质。
（2）建立完善的财务监管体系，制定合理的费用计划
财务监管是一套系统的综合性管理工作。首先要建立健全财务监管组织，制定完善的监管工作规章，逐级落实责任，层层到位。财务监管的具体内容有：1.财务监管的组织机构；2.财务监管的计划与制度；3.财务监管的宣传与教育；4.检查；5.超计划指标的报告与处理；6.奖励与处罚。监管的内容简明易懂，便于操作。
（3）超量减排
从上海市环保部门获悉，为了鼓励污水处理厂挖掘减排潜力，上海出台了“超量减排政策”，通过技术改造等措施获得超量减排的污水处理企业可获得可观的经济补贴。环保新政有效调动污水处理企业通过技术改造、提升减排能力的积极性。污水处理厂增加必要的投入，尽可能降低污水处理厂COD（化学需氧量）出水浓度。“超量减排政策”的出台达到了经济、社会、环境效益的三统一，一是通过管理减排，促进COD减排目标的完成，具有明显的社会效益；二是提高了污水处理厂的出厂水质，有利于进一步改善水质，具有明显的环境效益；三是降低了单位污染物去除成本，具有明显的经济效益。
六、结论
污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。能否解决耗污水厂的能耗问题，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。所以对污水处理厂进行能耗分析，合理进行能源分配，发挥污水处理厂的巨大节能潜力，提高污水处理厂的经济效益，是保障污水处理厂正常运转的重要措施，同时也有利于缓解社会能源日益紧张的局面。在污水处理厂的运行中，要大胆运用先进的技术实现设备的优化运行，加强管理，实现污水的资源化和再利用，那么污水处理才能逐渐向高效低耗的方向发展，实现其社会效益。
参考文献：
[1] 《排水工程》 张自杰主编，第四版，中国建筑工业出版社.
[2] 《污水处理能耗与能效》[美]W.F.OWEN，章北平、车武译，金儒霖校，能源出版社.
