住建部：淘汰这些污水处理设备！广东、山东等多省出台“地方版”方案
继国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》后，住建部发布《推进建筑和市政基础设施设备更新工作实施方案》，提出推进污水处理设施设备更新。
此外，各地政策也在持续“刷新”。环保水圈梳理观察，广东、山东、江苏、浙江、黑龙江、等多个省份也紧跟其后，陆续出台了「污水处理设施设备更新“地方版”方案」。比如，《广东省推进建筑和市政基础设施设备更新工作方案》编制本地区污水处理设施设备系统更新计划，改造存在不满足标准规定、国家明令淘汰、节能降碳不达标等问题的设施设备，包括水泵、鼓风机、污泥处理设备、加药设备、监测及自控设备、除臭设备、闸阀及各类专用机械设备等。
《山东省推动建筑和市政基础设施领域设备更新工作方案》：加快淘汰更新改造城市生活污水处理厂、再生水厂、污泥处置、污水提升泵站等设施中能耗高的泵机、鼓风机、污泥处理设备、加药设备、监测及自控设备、除臭设备、闸阀及各类专用机械设备等。
01、污水处理厂鼓风机选型
二级处理单元的节能途径与措施
二级处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上。其中，鼓风机是全厂最大的耗能处理单元，因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上。
1、鼓风机的合理选型
鼓风机选型时，首先应具有充足的压力，鼓风机向曝气池充氧，必须克服管路阻力、曝气池液位高程及曝气头堵塞、水位变化等带来的额外阻力。
风机流量是风机选型的关键参数，在小流量范围内，一般罗茨鼓风机的成本最低，性价比较好；在中流量范围内，多级离心风机成本比罗茨鼓风机稍高，但是其能耗低、效率高，性价比较好；在大流量范围内，单级离心风机成本最低，能耗也最低。
目前，国内外使用的鼓风机主要有罗茨鼓风机、多级离心鼓风机、单级高速离心鼓风机、空气悬浮离心鼓风机、磁悬浮离心鼓风机。有水处理同行对这5类常用鼓风机进行了对比，结果显示：
◎ 当额定功率≤74kＷ时，罗茨风机性价比较高，实用性强。假设总采购台数为4台，罗茨风机比单级离心风机（单级高速、气悬浮、磁悬浮）节省约130万元，比多级离心风机节省约30万元。其中：在能耗方面，工况所需机型越小，罗茨风机与其他风机的能耗差值越小；在设备更换和维护方面，国内罗茨风机技术成熟，更换和维护费用低。
◎ 当额定功率在90～132kＷ时，多级离心风机具有价格优势。假设总采购台数为4台，多级离心风机比单级高速风机节省120～150万元，比悬浮风机节省150～200万元，与罗茨风机之间的价格差距减小；而在效率、降噪等方面，多级离心风机优于罗茨风机。
◎ 当额定功率＞132kＷ时，单级高速风机性价比更高。由相同工况下的单级高速风机与多级离心风机的额定功率比较可知，多级离心风机功率较大，且两者的功率差值随机型增大而增大。
2、曝气量的精确控制
目前绝大部分污水厂的曝气调节方式由人工调节曝气立管的阀门开度，控制精度不高而且劳动强度较大。
精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统，为曝气系统提供自动化、精确化的曝气解决方案。
精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量，并按照该气量进行精确控制，曝气控制系统会连续检测曝气量，及时检测系统中压力的微小变化，控制系统及时进行调整。
02、污水处理厂进水泵的选择
预处理单元的节能途径与措施
进水泵是预处理单元最大的耗能设备，是该单元节能的关键设备。
污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，主要包括：污水提升泵的节能；正确科学地选择水泵，使其在高效率下工作；合理利用地形，通过减小污水的提升高度来降低水泵的轴功率；定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗等。
1、合理选择进水泵
污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统，必须将水泵系统和管道系统结合起来，根据系统的特性来选择合适的水泵。
由于污水量往往随着季节、天气、用水时间等不断变化，选择的水泵必须满足系统输送最大流量的需求。但从经济的角度考虑，采用最大流量选取的水泵实际上全速运转的时间不超过10%，大部分时间内水泵处于低效运转。因此，为了使水泵处于高效工作状态，应根据管道系统的特性曲线选择合适的水泵。
一般来说，泵稳定运行时的工作点由泵性能曲线H—Q与管路特性曲线He—Qe决定，两曲线的交点即为运行工作点。需要特别说明的是：
◎ H—Q曲线由水泵生产厂家提供；He—Qe曲线由具体的管路系统自然形成，具有固定性，可根据具体的管路进行流体力学计算。
◎ η—Q为泵的效率曲线，其上有一最大值点为泵的最高效率点；
◎ 泵运行的工作点应该位于泵的最高效率区内，一般为最高效率点的92%左右。如此一来，泵才能够高效运行。
管路特性与泵曲线
2、合理选择电机
水泵电机不能将所有输入的能量转变成机械能，电机输出的机械能与使用电能的比值称为电机效率。电机效率一般为70%～96%，电机在低负荷下工作一般效率较低。
选择与水泵负荷相匹配动力的电机对于保持电机的高效运转非常重要。
通常选择大功率的电机来满足额外负荷的需求，而大功率的电机在低负荷下的工作效率都比较低。由于无功电流的增加，功率因数下降，电机在负荷≥75%的条件下工作其效率比较高，而在50%的负荷下工作其效率较低。
最近几年高效率的电机有了新的发展，但价格比较昂贵，费用比标准电机高15%～25%。
通常，由于其运行费用较低，在电机投入运行后，该部分投资的回收期很短，一般几个月或者数年就可回收增加的成本。
因此，在污水处理厂新建设计或升级改造工程中，应优先选用高效电机。
3、合理降低水泵扬程
为了达到节能效果，合理降低水泵扬程可采取如下措施：
设计高程时，尽量做到一次提升，避免多次提升污水。尽量利用重力流、自流经过处理构筑物，避免由于多次反复提升带来的能量消耗。
设计构筑物的进、出水口形式和管道之间的连接方式时，要合理选用设备的型式，减少处理流程的水头损失。各构筑物和管线的布置应紧凑、简洁，避免不必要的拐弯和长距离输送，这既可以减少水头损失，又可以降低污水一级提升泵的扬程，这将大大降低电能消耗。
改固定堰为可调堰，非淹没堰为淹没堰，落差可由35-40cm减少到10cm。
充分考虑构筑物的特征和构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如污泥浓缩池与调节池或初沉池集中。
当实际条件允许时，可把某些处理单元合建，如中和反应池与沉淀池，反应池与气浮池或滤池，调节池与浓缩池，格栅与沉砂池等，以此降低土建工程量。一些国家总水位差比较小，如日本，关键在于初沉池、曝气池、二沉池都采用方形平流式，三池合建，首尾相连，水流通畅，最大限度减小了水头损失。
在平面设计时，充分考虑构筑物的特征与构筑物之间的相互关系，合理集中布置某些构筑物，如把污泥浓缩池与调节池或初沉池集中，节省土地资源，减少水力输送环节，降低能耗。
4）定期维护及检修
定期对系统进行检修，消除阀门、管线、水泵内的结垢，保证管线不渗漏；定期维护皮带、齿轮、轴承和过滤器，防震和隔热也是水泵节能的有效措施。
水泵像其他机械设备一样，随运行时间的延长磨损不断加大，流量和泵扬程也会有所下降，及时维护与检修尽管增加了额外的检修费用，但检修后通过消除水泵结构的表面粗糙度可提高水泵的效率，使水泵保持高效工作。
03、污泥脱水机的选项
污泥处理单元节能途径与措施
污泥处理是污水处理厂必不可少的处理环节。污泥干化及外运处理阶段的耗能比较大，约占污水处理厂总能耗的10%～25%，主要体现在污泥产量、药剂投加和污泥处理设备三个方面，其能耗的大小主要由污泥产量的多少决定。
1、污泥脱水机的选型
选择合理类型、合理型号的污泥处理设备是降低污泥处理单元能耗的重要途径。国内外常见的污泥脱水机一般有板框压滤机、带式压滤机、离心式脱水机以及叠螺脱水机。在能耗方面：
◎ 与带式和板框式脱水机相比，离心式脱水机对絮凝剂和清洗用水的消耗量少，但缺点就是电耗高；
◎ 在污泥处理量相同时，叠螺式脱水机相比于离心式脱水机可节能85%，占地面积仅为其一半；在表面清洁方面，相比带式脱水机可节水95%。
2、絮凝剂的选择
尽量使用高效型的絮凝剂，提高质量性能，其用量控制在污泥的0.25%，即可达到优质的脱水效果，不会耗费过度的絮凝剂，同时又降低了絮凝剂的成本，有效减少污泥脱水的处理费。
值得一提的是，絮凝剂的投放量也是一项重点考虑的因素，需要按照污泥的数量，选择符合脱水需求的剂量，尽量降低絮凝剂在污泥脱水中的比例，避免损坏污泥脱水中的运行设备。
3、合理调整设备参数
污泥脱水运营中的设备参数，经过合理的调整后，可以达到高效的运行状态，降低设备运行时的用电能消耗。
比如，一些污水处理厂会根据污泥脱水时的泥饼状态，调整滤带的工作速率。尤其是在泥饼较薄时，降低滤带的速度，既可以保障脱水的效果，又可以降低能耗，体现变频调速在节能降耗中的应用价值。
