污水處理企業(yè)的運(yùn)營(yíng)節(jié)能一般通過精細(xì)化智能管控和新技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。

1.3.1 污水處理廠運(yùn)營(yíng)精細(xì)化智能管控的節(jié)能情況

精細(xì)化智能管控，即通過采用先進(jìn)的管理思維和技術(shù)手段，提供一套應(yīng)用于污水處理廠的集智能化控制、物聯(lián)網(wǎng)接入采集、一體化中央監(jiān)控、移動(dòng)化管控平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析和科學(xué)化決策于一體的自動(dòng)化、智能化、智慧化污水處理廠整體解決方案，在實(shí)現(xiàn)污水處理廠少人或無人化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，特別是實(shí)現(xiàn)對(duì)電耗和藥耗的控制。

精細(xì)化智能管控目前在我國(guó)處于發(fā)展階段，大部分企業(yè)正通過“試點(diǎn)帶動(dòng)局部”再到“全面布局”的方式在集團(tuán)內(nèi)部開展精細(xì)化智能管控的推廣，目前已初見成效。

典型案例如下：

1）北京排水集團(tuán)重點(diǎn)對(duì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)及藥劑投加系統(tǒng)展開精準(zhǔn)控制，曝氣能耗降低了10％，藥劑投配率降低了30%～50%。通過精準(zhǔn)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，全集團(tuán)每年可降低電力消耗1500萬～2000萬度，減排二氧化碳9000～12 000噸。

2）北控水務(wù)構(gòu)建了基于大數(shù)據(jù)的水廠信息數(shù)據(jù)中心，建設(shè)了水廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，建立了集約化的管控體系，建立了分析決策支持系統(tǒng)，建立了規(guī)范的業(yè)務(wù)流程，建設(shè)了運(yùn)營(yíng)移動(dòng)互聯(lián)APP應(yīng)用系統(tǒng)，建成了基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的智慧水務(wù)系統(tǒng)。通過智慧水務(wù)的運(yùn)行，2020年北控水務(wù)原材料費(fèi)用下降5339萬元，原材料噸水成本下降25.8%，年節(jié)約碳源15 000噸，年節(jié)約除磷劑20 000噸，并大幅減少了二氧化排放量和剩余污泥量。

3）首創(chuàng)股份聚焦于重點(diǎn)能耗設(shè)備的運(yùn)行效率管控，通過多項(xiàng)舉措的落地和能力建設(shè)的深入，實(shí)現(xiàn)電耗、藥耗的精細(xì)化管控和合理節(jié)約。合肥十五里河污水處理廠通過能效管控平臺(tái)的輔助，噸水電耗同比降幅達(dá)10%以上。長(zhǎng)治污水處理廠通過生物建模技術(shù)的輔助，最終實(shí)現(xiàn)碳源藥耗降低50%以上。成都陡溝河污水處理廠通過應(yīng)用智能曝氣控制系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)的節(jié)能率達(dá)12.5%，全年可節(jié)約用電約15萬度。臨沂青龍河凈水廠通過實(shí)施智能藥劑投加系統(tǒng)，噸水碳源投加量降幅達(dá)13%，噸水除磷劑投加量降幅達(dá)27%。

4）上海城投的白龍港污水處理廠在精細(xì)化智能管控方面也做了相應(yīng)布局，在污水生物處理中實(shí)施精確曝氣措施，在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，按需提供微生物所需的溶解氧，避免曝氣能耗的浪費(fèi)；在污水除磷處理中，通過智能計(jì)算和調(diào)控，實(shí)現(xiàn)按需調(diào)整加藥率并精準(zhǔn)加藥，在滿足出水達(dá)標(biāo)的前提下，避免了藥劑的過量投入。

5）中環(huán)水務(wù)的貴陽六廣門再生水廠處理量為12萬噸/天，工藝智能優(yōu)化系統(tǒng)采用模糊邏輯和閉環(huán)自動(dòng)控制原理，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)精確曝氣、精確加藥、精確回流、進(jìn)水異常處置等，實(shí)現(xiàn)生化處理系統(tǒng)運(yùn)行效果的優(yōu)化控制，節(jié)省設(shè)備的用電量。

1.3.2 污水處理廠新技術(shù)應(yīng)用后的節(jié)能情況

1.3.2.1 好氧顆粒污泥技術(shù)

該技術(shù)屬于最具發(fā)展?jié)摿Α⒖商娲鷤鹘y(tǒng)技術(shù)的戰(zhàn)略性前沿生物處理技術(shù)之一。與全球范圍廣泛使用的傳統(tǒng)絮狀活性污泥法相比，好氧顆粒污泥技術(shù)的微生物富集量是傳統(tǒng)技術(shù)的2～3倍，其生化反應(yīng)效率高，出水水質(zhì)好，占地面積比傳統(tǒng)工藝節(jié)省20%以上，藥耗、能耗都有明顯的降低。國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)已通過自主研發(fā)攻克了該技術(shù)的工程應(yīng)用瓶頸，突破了國(guó)外的技術(shù)封鎖。北京排水集團(tuán)2019年建成并運(yùn)行國(guó)內(nèi)首個(gè)好氧顆粒污泥方莊城市污水示范項(xiàng)目（1800立方米/天），正在建設(shè)國(guó)內(nèi)最大規(guī)模吳家村好氧顆粒污泥城市污水處理項(xiàng)目二期（80 000立方米/天），預(yù)計(jì)項(xiàng)目建成后因降低耗電量可較傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)減少碳排放882噸/年，其中2021年7月將實(shí)現(xiàn)一期（20 000立方米/天）調(diào)試運(yùn)行（見表1）。首創(chuàng)股份河南省南陽淅川縣馬鐙污水處理廠應(yīng)用自主研發(fā)的CREATE好氧顆粒污泥技術(shù)進(jìn)行提標(biāo)擴(kuò)容，深入挖掘處理潛力，原位擴(kuò)容3倍以上，降低能耗、藥耗20%以上，降低人工成本30%，同時(shí)出水水質(zhì)更穩(wěn)定。

標(biāo)注：該項(xiàng)目為好氧顆粒污泥工程2期

1.3.2.2 同步硝化反硝化技術(shù)

北控水務(wù)徐州睢寧污水處理廠日處理城市污水4萬噸，生化處理采用A2O工藝，長(zhǎng)期進(jìn)水碳氮比偏低（COD/TN為4：1），為確保出水總氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，日常運(yùn)行中需補(bǔ)充大量碳源，大大增加了污水處理成本。自2018年起，污水處理廠逐步嘗試采用同步硝化反硝化工藝，經(jīng)過運(yùn)行驗(yàn)證，優(yōu)化后的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定：出水COD、氨氮等保持原有處理效果；總氮得到明顯控制，出水總氮穩(wěn)定下降1.5～3.5毫克/升；碳源添加量下降15毫克/升；日處理能力提高2000～4000噸。

1.3.2.3 厭氧氨氧化技術(shù)

該技術(shù)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的污水生物脫氮技術(shù)，其利用亞硝態(tài)氮與氨氮反應(yīng)直接生成氮?dú)?，與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，可節(jié)省占地、投資和運(yùn)行費(fèi)20%以上，節(jié)約能耗30%以上，節(jié)約藥劑90%以上，全過程碳排放減少50%以上，為未來實(shí)現(xiàn)城市污水處理廠能源自給和能源供給提供支撐。北京排水集團(tuán)自主研發(fā)了系統(tǒng)性厭氧氨氧化技術(shù)體系，已在北京五個(gè)污泥處理中心建成世界最大規(guī)模的厭氧氨氧化污泥消化液脫氮工程，總處理規(guī)模15 900立方米/天，每年因降低耗電量可減少碳排放1.05萬噸（見表2）。

1.3.2.4 其他探索性工藝

具體包括：

1）免滅菌合成聚羥基脂肪酸酯技術(shù)。免滅菌合成聚羥基脂肪酸酯（PHAs，俗稱可降解生物塑料）技術(shù)，即利用污泥消化液制備可降解生物塑料。北京排水集團(tuán)已建成污泥合成PHAs中試系統(tǒng)（250升/天），利用1噸污泥（80%含水率）可生產(chǎn)8千克PHAs，開辟了市政污泥資源化利用新途徑，從而替代石油基塑料。

編輯：李丹