城市汙水處理能耗能效研究論文
城市汙水處理能耗能效研究論文
摘要：分析了中國城市汙水處理存在的問題，研究了完善城市汙水處理技術，以提倡節能處理，從根本上解決汙水處理高能耗問題。
關鍵詞：城市汙水處理；能耗能效；節能處理技術；途徑
引言
眾所周知，城市汙水處理作為保障城市穩定運轉，保護城市生存環境的關鍵技術，其對於城市發展有著重要的作用。而隨著人們的能源意識逐漸加強，城市汙水處理的高耗能問題逐漸成為人們關注的焦點，現今，我們的城市汙水處理技術在能源消耗上還存在著巨大的問題，如何透過節能的手段、技術和途徑來降低汙水處理能耗就成為了研究的重點。下文針對當前我國城市汙水處理存在的問題進行研究，就一些節能技術和手段展開分析。
1當前中國城市汙水處理存在的問題
1.1中國城市汙水處理現狀分析
所謂城市汙水物理就是對城市生產生活廢水進行處理，改變汙水的性質，使其不會對環境水域產生危害而採取的措施。目前，我國的汙水處理面臨著水汙染嚴重、汙水治理起步較晚、基礎差、要求高等形式。在傳統的汙水處理基礎上進行了一系列的升級和創新，根據不同特性研製出了多種新型處理技術。儘管我國在全國661個城市中設有多個汙水處理廠，但與國際上的行情相比較，我國城市汙水處理效率低下，再加上汙水處理廠建設滯後，汙水處理設施和方案耗能較高，最終影響著城市汙水處理的效果。而能源問題一直以來都是我國汙水處理的焦點，因技術不成熟、工藝處理佔不到優勢，導致城市汙水處理能源消耗高，以及致使汙水處理成為高能耗的工程。根據相關調查顯示，我國城市汙水處理廠能耗主要對於汙水、汙泥的處理耗能就能[2]佔到整個汙水廠直接消耗能源的60%以上。
1.2當前城市汙水處理存在的問題
另外，因我國對於耗能沒有一個明確且清晰的界限和標準，在實際的汙水處理過程中，缺乏對於汙水處理廠能量需求的制定，這就使得汙水處理廠的能量消耗測定更加有挑戰性。再加上缺乏對汙水處理設施和汙水處理廠能耗的相應調查，在實際使用中的耗能[1]與間接消耗則無法反映出來。除此之外，因缺乏一個科學合理的標準對城市汙水處理能耗進行評價，各地對於能耗的標準不一，採用的指標也不同，有的是根據汙水處理量來制定，以一定數量的汙水處理量電耗值作為指標，而有的卻是以汙染物的數量，以其所表示的能耗作為指標。因此，很多城市對於汙水處理能耗的最終評價不一，再加上處理工藝與步驟複雜，最後使得能耗評價不能準確反映出實際處理消耗。
2城市汙水處理節能途徑
2.1完善能源使用審計與管理
需要特別注意的是，城市汙水處理能耗分析研究與技能技術、手段的發展往往是不同步的，因汙水處理能量平衡分析不成熟，儘管政府和相關部門制定了一系列的技能措施和實施措施，但技術和研究跟不上，使得汙[3]水處理節能戰略止步不前。因此，為推動城市汙水節能處理戰略的進一步落實，首先要做的就是完善能源使[4]用審計與管理，促進相關戰略和措施落實。早在20世[5]紀70年代，WPCF所編制的汙水處理廠執行手冊中就曾提出過針對當時汙水處理廠節能的基本方案，包括各單元過程的能量用量分析、節能措施制定等。後來，更有研究者針對特定的單元過程，將汙水處理廠作為一個整體來考慮能源消耗要素，提出了減少能量費用的兩種策略：節約和符合管理，這對於跟蹤節能方案的實際效果和實現手段都有促進作用。
2.2提高能效技術手段
1）事實上，城市汙水處理工藝能量密集過程和操[2]作主要集中的就是生物處理單元，尤其是曝氣系統和汙泥處理系統。透過對曝氣裝置進行改進來提高曝氣系統的能效技術，隨著裝置的不斷革新與改進，總體上可以分為兩種。一方面，利用淹沒式的多孔散頭使其產生空氣泡，透過空氣泡的運動將氧氣運送至溶液中。另一方面透過機械的膠東，是大氣中的氧進入到溶液中。前者因輸氧效率較高，因此可以節約很大一部分風量，從而減少能源損耗，目前被使用在很多國家的汙水處理技術中。而後者透過改變曝氣系統的執行方式以達到節能的效果，同時這種方式還能增加生物處理系統功能，在汙泥處理中用淹沒式攪拌器混合還能有效去除磷，保證系統執行穩定性。2）汙泥處理系統對於汙泥處理系統來說，要實現其高能效，最關鍵的就是進行能量回收。正如前面所說，在實際的城市汙水處理中，汙泥處理大約佔到了總汙水處理廠耗能的`6成左右，而透過技術處理進行改革，至少可以消化四成左右。而最後還要對消化的氣體進行儲存，以轉化為機械能活著電能，實現高效的迴圈再利用。另外，將固體的廢棄物與汙泥進行集中焚燒，也就是城市垃圾焚燒發電技術，將燃燒餘熱轉化為電能，還能為汙水處理廠提供一定的電量，最終[1]降低能耗。
2.3推廣節能新工藝
當前城市汙水處理技術的能耗較高，而隨著人們意識的提升，選擇合理的節能高效措施成為關注的解決城市汙水高耗能問題的重要途徑。綜合國內外的相關研究得出，未來節能研究發展還將進一步深入，將會涉及到生物熱力學、化工熱力學以及能源工程學等多個領域。而更多節能新工藝的使用需要更多的資金投入和政策支援，相信在未來，綠色、低能耗的城市汙水處理技術將廣泛發展，為我們打造一個安全、舒[4]適的生存環境。
3結語
城市汙水處理是一個長期性、涉及面廣的工作，因其高耗能使其成為城市發展的一大阻礙因素。而透過完善能源使用審計與管理，提高能效技術手段，同時進一步推廣節能新工藝，全面促進城市汙水處理新工藝的運用，最終從根本上解決汙水處理高能耗問題。
參考文獻
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