降低城市污水处理电气能耗的对策

降低城市污水处理电气能耗的对策

谢得杰

江苏纬信工程咨询有限公司 江苏南京 210000

【摘要】城市污水处理对于提高城市整体治理能力非常重要，降低城市污水处理能够显著减少环境污染，使环境问题得到进一步改善，但是在污水处理过程中，需要消耗电能，如果电能消耗过多，也会造成资源的浪费。基于此，本文首先介绍了城市污水治理过程中电气节能的意义，其次分析了电气节能设计要点以及相关对此，希望能够为今后的城市污水治理提供参考。

【关键词】城市污水；降低；电气；能耗；光伏；新能源；储能

引言

为了降低工业废水以及生活污水对城市发展的影响，污水处理厂进一步发挥作用，降低污水对环境的污染，进一步美化环境，使得水资源进一步得到应用，但是在相关污水处理过程中，电能损耗不可避免，这在一定程度上会造成资源的浪费，虽然说环境治理得到了有效改善，但是电能支出的成本增加，对于污水企业发展来说也极为不利。希望通过本文的介绍，能够进一步加深人们对城市污水处理过程中电气耗能的认识，更好地推动城市污水治理的发展。

1城市污水处理厂电气节能的重要意义

城市的发展越来越快，人民生活产生的污水以及工业废水也随之增多，需要建设污水处理厂，对污水进行治理，达到环境改善、水污染降低的目的。结合当前城市污水治理发展来看，污水处理厂虽然没达到了指定的环境治理要求，但是设备在运行过程中消耗电能过多，节电技术水平较低，对污水处理厂的治理成本影响很大。大部分污水处理厂电气设备老旧，无法采用电能降耗措施，只能采用比较相对落后的污水处理工艺。尤其是在早期建设的污水处理厂，经常存在电气设备久远失修、无相关节能配套措施，而且污水处理效果较差。为有效解决上述问题，提高污水处理效率以及节能治理，污水处理厂需要采取节能措施，降低设备运行中的能耗，降低成本，提高经济效益。

2降低城市污水厂电气节能设计要点分析

2.1照明系统

大面积的污水处理厂和进出水口在线监测房间采用低耗LED灯作为照明手段。例如，如果选择小口径直管三色荧光灯作为光源，配备节能电子镇流器，就可以达到足够的节能效果相比于室外照明，水池上方可采用金属杆新能源LED灯和高压钠灯照明，这样能够进一步达到节能降耗的目的。对于处理厂室外的照明，采用庭院LED灯和高压钠灯相组合的方案也能够达到很好的节能效果。

2.2电气系统

通过计算负载来选择变压器安装。根据标准和实际需要，选择的变压器负载因数应在60%~70%的范围内，以有效控制变压器的运行损耗。与此同时，还需要结合污水处理厂自身的盈利能力和亏损等因素，选择为建筑物和污水处理厂中的单个电气设备供电的油杆变压器。按照实际应用情况，可选择柴油发电机组供电，保证厂区满足二级负荷要求。电表柜需要安装在塔侧变压器设备中，补偿器将安装在塔侧变压器接线盒中。经补偿后，低压侧功率因数可达标。

2.3电气线路节能

从能耗控制的角度来看，线损是一个关键问题，必须采取有效的解决方案才能实现有效的能耗控制。分析表明，三相负载不平衡会导致系统运行损耗较大，因此必须进行优化。具体设计必须遵循三相负载分担原则，电路设计必须达到稳定状态，降低负载的能耗。此外，输电线路类型的选择和截面积的计算必须根据工艺运行的当前负荷和能耗进行适当控制，以确保工艺运行的合理和安全。

3.城市生活污水处理厂电气设计中的节能策略

3.1合理搭配，减少运行损耗

城市生活污水处理厂最常用的电气设备有两种：水泵和风机。技​​术人员在选择上述设备过程中，根据最大负载选择类型很重要。但是，在实践中很难达到相关设备中所应用的值。所以，进水泵是多台泵的组合，吸水量不同，但吸水泵性能相对稳定。然后可以为泵配备变频速度控制器来控制泵流量并使其更靠近进水口。如果流量与速度成正比，而功率与速度的立方成正比，则使用水泵或风扇等变频调速器会降低流量。所需的功率也显着降低。获得节能效果。生活污水处理厂应尽量采用自动控制系统，以提高工作效率。此外，在系统调试过程中必须适当调整几个参数，以减少设备空转，提高设备运行效率。

3.2核算负载，降低变压器损耗

变压器损耗主要有两种类型：变压器空载损耗；额定负载传输的损耗。第一种也叫铁损，主要由铁芯罐内的电流损耗和漏磁损耗组成。损耗值主要和构成材料相关，与制造工艺密切相关，但与载荷大小无关。第二种也称为变压器线损。它主要由变压器绕组的电阻决定，与流过绕组的电流有关，与符合率平方成正相关。当变压器达到50/100的负载率时，其能耗最低，但此时只有变压器的导通损耗下降，铁损没有下降。此外，变压器负载率降低，空载损耗因数会进一步增大，功率因数不断降低，导致电能损耗较高，初装成本较高。因此，应综合考虑以下成本：初装成本、建设投资成本、变压器成本等，结合具体施工情况，需要将其调整为60%到75%的变压器负载率。

3.3优选节能设备

至于为什么要消耗能源，主要是各种设备的运行，例如：可以有效控制电能消耗的二手风机和水泵。例如，风机和水泵实际运行时，通常都是满负荷运行，设备的实际负荷明显低于设计值，废水处理过程的能耗相对较低。结果，电能被浪费了，在此基础上，节能设备优化、变频式节能设备推广、设备运行效率提升和计算机模糊控制理论应用是实现设备有效负荷监测的必要条件。协调其他作业，降低能耗，提高流程作业的能源效率。

3.4照明节能

污水处理厂运行过程中，照明能耗比较大，是降低能耗的重要环节。具体来说，在照明方面采取有效的节能措施，可以达到卓越的节能效果，实现有效的成本控制，提高运营效益。首先，光源是优选的。从结构上看，工厂环境的合理设计必须保证光源充足，达到照明节能的目的。推广使用新能源LED灯、高压钠灯等节能光源。最后，调整照明控制，在保证照明需求的前提下，推广使用声光控制方式，降低灯具能耗，增加节能效果。

3.5对污水处理工艺进行优化

城市产生的废水量逐年增加，对污水处理厂的污水处理能力的需求越来越大。污水处理厂需要采用先进的污水处理设备和工艺，提高污水处理能力，降低能耗，对传统污水处理方式进行改造升级。污水处理厂建设初期，应及时拆除污水处理厂的杂物，以减少厂区污水处理的雨水量和筛渣量，便于缓和处理。在污水量突然增加时调整流量和分压，应该防止使用潜水泵，避免对泵造成进一步损坏，延长潜水泵的使用寿命。第一时间获取电网运行信息，利用电网峰谷电价的具体定价条件和规则，调整污水处理厂大功率设备的运行时间，降低成本。污水处理厂必须采用变频调速技术对现有电气工程进行改造升级。采用该技术后，年污水处理量大幅度增加，用电量减少，能耗降低25%左右，降低电费，提高污水处理的经济效益。

3.6加装新能源光伏设备

近年来，随着国家双碳政策的出台，诸多污水企业紧随其后，积极探索，寻求新时代的能源经济模式。国务院曾在2021年4月明确提出鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目的指导意见。在“双碳”目标下，污水处理厂作为耗能大户节能降耗非常有必要。为了优化污水处理效率和水质，污水企探索光伏发电的模式。同时光伏发电成本持续降低，加之污水处理空间大的优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、生化池、二沉池拥有较大的表面面积，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也可以加装光伏电池组件，因此光伏在污水处理厂节能减排中有重要作用，同时应增加调峰的储能设备。

4.结语

由上可得，电气能耗的增加对于城市污水处理来说至关重要，降低电能损失，有效提高城市污水处理的效率是一件非常有意义的事情，正如本文所述，在进行城市污水处理过程中，要结合具体电气设计要点，针对性的减少电能消耗，严格按照相关节能举措，优先使用新能源，在降低污水的同时，电气能耗也能够得到降低，对污水治理企业以及城市发展来说，都非常有利。

参考文献

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