山西省典型污水处理厂能耗分析与节能措施研究

【摘要】：兴建城市污水处理厂来加强对城市污水的收集、处理和排放是解决水污染问题的最主要和最有效的途径之一,因此近几年山西省建造了许多城市污水处理厂,但由于污水处理系统能耗大、运行费用高,造成许多污水处理厂不能正常生产运行。因此,科学分析山西省城镇污水处理厂的能耗情况,探索合理可行的节能降耗措施以降低运行费用具有非常重要的现实意义。本文通过对山西省两个典型污水处理厂的运行情况进行调查,分析了其能耗的构成及分布情况,探讨了主要的节能方式和节能措施,得出以下结论： (1)山西省典型污水处理厂处理系统的总体能耗中,预处理单元能耗约占总能耗的20%,二级生物处理单元能耗约占总能耗的67%,污泥处理单元能耗约占总能耗的10%。其中能量的消耗主要集中在预处理单元的污水提升系统、二级处理单元的曝气系统、污泥处理单元的污泥提升系统和脱水系统,其分别占总能耗的比例为18.24%、56.8%和7.44%,是污水处理厂中节能的最主要和最关的环节。 (2)污水提升系统的电耗较高,约占到污水处理厂总电耗的20%。因此,在设计时,应通过精确的水头损失的计算来确定污水提升泵的扬程,而不应采取估算；在泵的搭配选型上,应采用变速泵与定速泵搭配的优化组合方式以适应污水进水量的变化；在运行管理中,应加强提升泵的变频调速控制以适应污水流量的波动；另外,加强热源泵技术的开发和应用,可降低污水提升系统的能耗。 (3)曝气系统的电耗在整个污水处理系统总电耗中所占比例最大,一般在60%左右。曝气设备采用微孔曝气扩散装置,可提高曝气设备的溶氧效率,节能效果显著。曝气系统的设计应以生物池内微生物的平均需氧量为依据,选择动力效率高且充氧能力强的曝气装置,以定速加变速的优化组合方式运行,根据单元过程中溶解氧的梯度变化合理布置扩散装置,并采用在线检测反馈控制曝气装置的运行功率和开启数量,可取得很好的节能效果。 (4)污泥处理系统能耗主要用于污泥的提升和污泥脱水。污泥提升泵的节能与污水提升泵类似,应注意合理确定泵的扬程,尽量缩短输送距离。污泥脱水系统的节能应注意根据污泥的产量和含水率,合理选择脱水机的型号和数量,尽可能选用高效低能耗的脱水设备,并加强运行管理控制,使设备始终运转在高效区,可减少污泥的处理费用；另外选用高效絮凝剂,并通过实验确定最佳投加量,可减少药剂的消耗量,降低药剂费用。 【关键词】：污水处理 能耗 节能
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X505
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 我国水环境现状与水污染防治11-12
• 1.1.1 我国水环境现状11-12
• 1.1.2 水污染的防治12
• 1.2 国内外城市污水处理厂能耗研究状况12-16
• 1.2.1 国内城市污水处理厂能耗研究状况13-15
• 1.2.2 国外城市污水处理厂能耗研究状况15-16
• 1.3 国内外污水处理工艺比能耗分析16-20
• 1.3.1 国内污水处理工艺比能耗分析17-18
• 1.3.2 国外污水处理工艺比能耗分析18-20
• 1.4 城市污水处理厂节能措施及运行费用分析20-25
• 1.4.1 污水处理新工艺的研发20-21
• 1.4.2 节能新材料设备的应用21-22
• 1.4.3 污泥处理单元高效药剂的研发和使用22
• 1.4.4 污水和污泥的资源化利用22-23
• 1.4.5 城市污水处理厂运行费用分析23-25
• 1.5 污水处理厂节能研究存在的问题和发展趋势25-26
• 1.6 课题的来源、研究目的和内容26-27
• 1.6.1 课题的来源及研究目的26
• 1.6.2 课题研究的主要内容26-27
• 第二章 山西省城镇污水处理及比能耗状况27-33
• 2.1 山西省污水处理及污水处理厂建设现状27-29
• 2.2 山西省污水处理比能耗状况29-30
• 2.3 本章小结30-33
• 第三章 山西省典型污水处理厂能耗分析与评价33-57
• 3.1 典型工艺的选择及污水处理厂的介绍33-41
• 3.1.1 典型工艺的选择33-34
• 3.1.2 典型工艺污水处理厂的选择34-35
• 3.1.3 典型工艺污水处理厂的介绍35-41
• 3.2 典型工艺能耗分析41-46
• 3.2.1 典型工艺各单元过程的电耗分析41-44
• 3.2.2 工艺过程的能耗分析44-46
• 3.3 典型工艺单元过程电耗的分布46-48
• 3.3.1 单元过程的耗电量比较46-47
• 3.3.2 各处理工段的电耗分布47-48
• 3.4 主要单体构筑物的能耗分析48-53
• 3.4.1 污水提升泵房的能耗分析48-49
• 3.4.2 曝气系统的能耗分析49-51
• 3.4.3 污泥处理系统的能耗分析51-53
• 3.4.4 其他构筑物的能耗分析53
• 3.5 山西省典型污水处理厂的能耗统计及影响因素分析53-56
• 3.5.1 处理工艺对典型处理规模污水处理厂能耗的影响53-54
• 3.5.2 处理规模对典型处理工艺污水处理厂能耗的影响54-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 污水处理厂的节能措施研究57-67
• 4.1 污水提升系统的节能措施57-61
• 4.1.1 工艺设计方面的节能措施57-58
• 4.1.2 变频调速技术的应用58-59
• 4.1.3 水泵优化组合与其他节能措施59-60
• 4.1.4 污水热源泵技术的应用60-61
• 4.2 曝气系统的节能措施61-63
• 4.2.1 曝气系统的设计及其设备的选择61-63
• 4.2.2 曝气系统的运行管理63
• 4.3 污泥处理系统的节能63-65
• 4.4 其他构筑物的节能措施65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 结论和建议67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 问题及建议68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77

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