城市污水處理廠的能耗研究與節(jié)能分析

【摘要】：我國城市污水產(chǎn)量巨大，且處理量在逐年增加，污水處理的能耗是不容忽視的問題。但是，一般在建設過程中處理工藝的合理性和穩(wěn)定性及工程投資等是主要考慮問題，并沒有對運行成本這一重要問題做具體的評價與分析，造成許多污水處理廠在建成后由于運營成本過高而不能正常運行。因此，優(yōu)化污水處理廠的運行管理以降低處理費用、節(jié)約成本成為污水處理工藝的重要課題。根據(jù)有關(guān)資料顯示，城市污水處理廠消耗的能源主要有電能、燃料及藥劑等潛在能源，其中電耗占總能耗的60%～90%，主要用于污水、污泥的提升，生物處理系統(tǒng)的供氧以及污泥處理這幾個工藝過程。本文將污水處理按能耗特征和功能分為預處理單元、生化處理單元和污泥處理單元來分別進行能耗分析，通過分析每一單元的能耗變化規(guī)律和主要影響因素，確立了針對污水處理廠的能耗分析方法，研究了主要的節(jié)能途徑并篩選出可行的節(jié)能方法。主要結(jié)論如下： （1）所調(diào)查的兩座污水處理廠分別采用我國最典型的A2O和氧化溝工藝，其中生物處理單元的能耗占到總能耗的60％左右，預處理單元占25％左右，污泥處理單元占10.0％左右。能耗主要發(fā)生在污水提升系統(tǒng)，供氧系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)三部分，是污水處理廠節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)。 （2）預處理階段的能源浪費嚴重，節(jié)能空間較大。主要方法是科學選泵，合理確定水泵揚程，在設計過程中，改堰口出水為淹沒出水，減少管道的水頭損失，從而減少污水的提升高度;此外，由于污水處理廠進水量隨著時間、季節(jié)波動，大部分時間都不能高效運作，使用變頻驅(qū)動技術(shù)是一種非常有效的節(jié)能措施。 （3）生物處理階段的能耗占全廠總能耗的50%以上，是節(jié)能最重要的環(huán)節(jié)。主要節(jié)能方法是：①減少管路阻力和管路漏氣，鼓風機的安裝盡量靠近外墻；②鼓風機變頻調(diào)速技術(shù)的運用；③利用DO控制技術(shù)來控制風量；④采用低阻、防堵塞的微孔管式曝氣器；⑤合理布置曝氣器，曝氣池前端增加曝氣設施，并減少后端的曝氣量。 （4）隨著污泥排放標準的提高和國家對污泥處理、處置的重視，污泥處理部分能耗的比重將大幅度增加。節(jié)能主要注意濃縮與脫水工藝設備的優(yōu)選，另外就是為了提高污泥的脫水性能而投加的絮凝劑藥耗量，因此設計人員應該精確計算污泥產(chǎn)量、含水率等，合理選擇脫水機的臺數(shù)和能力，最好通過實驗來確定絮凝劑的投加量。污泥消化過程則重點考慮甲烷的產(chǎn)量。 【關(guān)鍵詞】：污水處理 能耗分析 節(jié)能
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TU992.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 水污染問題及污水處理現(xiàn)狀9-12
• 1.1.1 水污染狀況9-10
• 1.1.2 國外污水處理現(xiàn)狀10
• 1.1.3 國內(nèi)污水處理現(xiàn)狀10-12
• 1.2 課題的研究目的和內(nèi)容12-15
• 1.2.1 課題的研究目的12
• 1.2.2 課題研究的主要內(nèi)容12-15
• 第二章 污水處理廠能耗研究現(xiàn)狀15-21
• 2.1 污水處理能耗研究狀況15-17
• 2.1.1 國外污水處理能耗研究狀況15-16
• 2.1.2 國內(nèi)污水處理能耗研究狀況16-17
• 2.2 污水處理能耗的構(gòu)成17-21
• 2.2.1 污水處理廠的能耗指標18-19
• 2.2.2 能耗的分布統(tǒng)計19-21
• 第三章 預處理段能耗分析與節(jié)能途徑21-29
• 3.1 預處理段能耗分析21-24
• 3.2 預處理階段各單元電耗分析24
• 3.3 預處理階段的節(jié)能途徑24-29
• 3.3.1 合理確定水泵揚程24-26
• 3.3.2 變頻調(diào)速技術(shù)的應用26-29
• 第四章 生物處理段能耗分析與節(jié)能途徑29-43
• 4.1 生物處理段能耗構(gòu)筑物分析29-31
• 4.2 生物處理階段各單元電耗分析31
• 4.3 曝氣系統(tǒng)的影響因素31-34
• 4.3.1 曝氣方式的分類32
• 4.3.2 曝氣設備在曝氣池內(nèi)的主要作用32
• 4.3.3 影響氧氣轉(zhuǎn)移速率的因素32-34
• 4.4 生物處理段的節(jié)能途徑34-43
• 4.4.1 鼓風機的節(jié)能管理34-36
• 4.4.2 變頻調(diào)速器在鼓風機的運用36-38
• 4.4.3 合理控制曝氣系統(tǒng)風量38-39
• 4.4.4 曝氣裝置的節(jié)能39-40
• 4.4.5 合理布置曝氣器40-43
• 第五章 污泥處理段能耗分析與節(jié)能途徑43-53
• 5.1 我國污泥處理現(xiàn)狀43-47
• 5.1.1 我國污泥處理分類及統(tǒng)計43-44
• 5.1.2 污泥濃縮物料與能源消耗44
• 5.1.3 污泥脫水物料與能源消耗44-45
• 5.1.4 污泥厭氧消化45-46
• 5.1.5 污泥發(fā)酵46-47
• 5.2 污泥處置分類及調(diào)研47-48
• 5.3 污泥處理段能耗構(gòu)筑物分析48-49
• 5.4 污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能措施49-53
• 5.4.1 污泥濃縮過程的節(jié)能50
• 5.4.2 污泥脫水過程的節(jié)能50-51
• 5.4.3 污泥消化過程的節(jié)能51-53
• 結(jié)論與建議53-55
• 結(jié)論53-54
• 建議54-55
• 參考文獻55-57
• 致謝57

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