山西省典型污水處理廠能耗分析與節(jié)能措施研究

【摘要】：興建城市污水處理廠來加強(qiáng)對城市污水的收集、處理和排放是解決水污染問題的最主要和最有效的途徑之一,因此近幾年山西省建造了許多城市污水處理廠,但由于污水處理系統(tǒng)能耗大、運行費用高,造成許多污水處理廠不能正常生產(chǎn)運行。因此,科學(xué)分析山西省城鎮(zhèn)污水處理廠的能耗情況,探索合理可行的節(jié)能降耗措施以降低運行費用具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文通過對山西省兩個典型污水處理廠的運行情況進(jìn)行調(diào)查,分析了其能耗的構(gòu)成及分布情況,探討了主要的節(jié)能方式和節(jié)能措施,得出以下結(jié)論： (1)山西省典型污水處理廠處理系統(tǒng)的總體能耗中,預(yù)處理單元能耗約占總能耗的20%,二級生物處理單元能耗約占總能耗的67%,污泥處理單元能耗約占總能耗的10%。其中能量的消耗主要集中在預(yù)處理單元的污水提升系統(tǒng)、二級處理單元的曝氣系統(tǒng)、污泥處理單元的污泥提升系統(tǒng)和脫水系統(tǒng),其分別占總能耗的比例為18.24%、56.8%和7.44%,是污水處理廠中節(jié)能的最主要和最關(guān)的環(huán)節(jié)。 (2)污水提升系統(tǒng)的電耗較高,約占到污水處理廠總電耗的20%。因此,在設(shè)計時,應(yīng)通過精確的水頭損失的計算來確定污水提升泵的揚程,而不應(yīng)采取估算；在泵的搭配選型上,應(yīng)采用變速泵與定速泵搭配的優(yōu)化組合方式以適應(yīng)污水進(jìn)水量的變化；在運行管理中,應(yīng)加強(qiáng)提升泵的變頻調(diào)速控制以適應(yīng)污水流量的波動；另外,加強(qiáng)熱源泵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,可降低污水提升系統(tǒng)的能耗。 (3)曝氣系統(tǒng)的電耗在整個污水處理系統(tǒng)總電耗中所占比例最大,一般在60%左右。曝氣設(shè)備采用微孔曝氣擴(kuò)散裝置,可提高曝氣設(shè)備的溶氧效率,節(jié)能效果顯著。曝氣系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)以生物池內(nèi)微生物的平均需氧量為依據(jù),選擇動力效率高且充氧能力強(qiáng)的曝氣裝置,以定速加變速的優(yōu)化組合方式運行,根據(jù)單元過程中溶解氧的梯度變化合理布置擴(kuò)散裝置,并采用在線檢測反饋控制曝氣裝置的運行功率和開啟數(shù)量,可取得很好的節(jié)能效果。 (4)污泥處理系統(tǒng)能耗主要用于污泥的提升和污泥脫水。污泥提升泵的節(jié)能與污水提升泵類似,應(yīng)注意合理確定泵的揚程,盡量縮短輸送距離。污泥脫水系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)注意根據(jù)污泥的產(chǎn)量和含水率,合理選擇脫水機(jī)的型號和數(shù)量,盡可能選用高效低能耗的脫水設(shè)備,并加強(qiáng)運行管理控制,使設(shè)備始終運轉(zhuǎn)在高效區(qū),可減少污泥的處理費用；另外選用高效絮凝劑,并通過實驗確定最佳投加量,可減少藥劑的消耗量,降低藥劑費用。 【關(guān)鍵詞】：污水處理 能耗 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X505
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 我國水環(huán)境現(xiàn)狀與水污染防治11-12
• 1.1.1 我國水環(huán)境現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 水污染的防治12
• 1.2 國內(nèi)外城市污水處理廠能耗研究狀況12-16
• 1.2.1 國內(nèi)城市污水處理廠能耗研究狀況13-15
• 1.2.2 國外城市污水處理廠能耗研究狀況15-16
• 1.3 國內(nèi)外污水處理工藝比能耗分析16-20
• 1.3.1 國內(nèi)污水處理工藝比能耗分析17-18
• 1.3.2 國外污水處理工藝比能耗分析18-20
• 1.4 城市污水處理廠節(jié)能措施及運行費用分析20-25
• 1.4.1 污水處理新工藝的研發(fā)20-21
• 1.4.2 節(jié)能新材料設(shè)備的應(yīng)用21-22
• 1.4.3 污泥處理單元高效藥劑的研發(fā)和使用22
• 1.4.4 污水和污泥的資源化利用22-23
• 1.4.5 城市污水處理廠運行費用分析23-25
• 1.5 污水處理廠節(jié)能研究存在的問題和發(fā)展趨勢25-26
• 1.6 課題的來源、研究目的和內(nèi)容26-27
• 1.6.1 課題的來源及研究目的26
• 1.6.2 課題研究的主要內(nèi)容26-27
• 第二章 山西省城鎮(zhèn)污水處理及比能耗狀況27-33
• 2.1 山西省污水處理及污水處理廠建設(shè)現(xiàn)狀27-29
• 2.2 山西省污水處理比能耗狀況29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-33
• 第三章 山西省典型污水處理廠能耗分析與評價33-57
• 3.1 典型工藝的選擇及污水處理廠的介紹33-41
• 3.1.1 典型工藝的選擇33-34
• 3.1.2 典型工藝污水處理廠的選擇34-35
• 3.1.3 典型工藝污水處理廠的介紹35-41
• 3.2 典型工藝能耗分析41-46
• 3.2.1 典型工藝各單元過程的電耗分析41-44
• 3.2.2 工藝過程的能耗分析44-46
• 3.3 典型工藝單元過程電耗的分布46-48
• 3.3.1 單元過程的耗電量比較46-47
• 3.3.2 各處理工段的電耗分布47-48
• 3.4 主要單體構(gòu)筑物的能耗分析48-53
• 3.4.1 污水提升泵房的能耗分析48-49
• 3.4.2 曝氣系統(tǒng)的能耗分析49-51
• 3.4.3 污泥處理系統(tǒng)的能耗分析51-53
• 3.4.4 其他構(gòu)筑物的能耗分析53
• 3.5 山西省典型污水處理廠的能耗統(tǒng)計及影響因素分析53-56
• 3.5.1 處理工藝對典型處理規(guī)模污水處理廠能耗的影響53-54
• 3.5.2 處理規(guī)模對典型處理工藝污水處理廠能耗的影響54-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 污水處理廠的節(jié)能措施研究57-67
• 4.1 污水提升系統(tǒng)的節(jié)能措施57-61
• 4.1.1 工藝設(shè)計方面的節(jié)能措施57-58
• 4.1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用58-59
• 4.1.3 水泵優(yōu)化組合與其他節(jié)能措施59-60
• 4.1.4 污水熱源泵技術(shù)的應(yīng)用60-61
• 4.2 曝氣系統(tǒng)的節(jié)能措施61-63
• 4.2.1 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計及其設(shè)備的選擇61-63
• 4.2.2 曝氣系統(tǒng)的運行管理63
• 4.3 污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能63-65
• 4.4 其他構(gòu)筑物的節(jié)能措施65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 結(jié)論和建議67-69
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 問題及建議68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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