本文關鍵詞：城鎮(zhèn)污水處理廠運行能耗分布特征及工況控制研究

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【摘要】：我國多數中小型城鎮(zhèn)污水處理廠存在配套管網建設不健全的問題,降雨期大量雨水涌入收集管網,使污水廠進水水質水量產生大幅波動。進水負荷頻繁波動導致污水處理工藝難以穩(wěn)定維持在設計工況運行,不僅影響處理效果,還使處理設備長時間偏離高效工作狀態(tài),效率降低,增加了能耗損失。高能耗造成高處理成本,致使一些中小型城鎮(zhèn)污水處理廠的運營因資金短缺而難以為繼。為降低污水廠運行過程中的能源消耗,在分析進水負荷波動特征的基礎上研究污水處理工藝的運行工況控制措施,保證污水處理效果的同時可有效提高設備工作效率,減少能耗浪費。加之近年來我國對污水處理的標準由原來去除含碳有機物為主,到現在的除碳與脫氮除磷并重,這也對污水處理廠工藝運行工況控制提出了更高的要求。本文通過對成都市武侯區(qū)某污水處理廠的進水負荷與運行能耗情況進行了實地調查與數據采集,在分析污水廠進水水質水量變化特征和水泵、風機等設備的運行能耗分布情況的基礎上,通過合理調控提升水泵、曝氣風機等動力設備運行工況,提高設備的工作效率,達到降低電耗的目的。本文主要研究成果結如下：(1)污水處理廠運行直接能耗主要包括格柵除污機電耗、調節(jié)池的提升水泵電耗、好氧生化處理池的曝氣風機電耗、二沉池的污泥回流泵電耗、污泥濃縮脫水機設備的電耗,以及電控系統、照明等其它形式的電耗；間接能耗主要包括污泥濃縮脫水過程中添加的絮凝劑等。根據現場調查發(fā)現,2015年間污水廠運行過程中平均噸水能耗為0.355kW·h/m3,平均單位COD去除能耗為1.250kW·h/kgCOD.根據污水廠運行能耗分布統計發(fā)現,提升水泵與曝氣風機的電耗占污水廠總電耗的65%以上(2)污水廠配套收集管網為雨污合流制,降雨期間有大量雨水涌入,污水廠進水量受降雨影響較大,總體呈現夏季高,冬季低的趨勢。實地調查結果顯示,2015年間污水廠進水量在設計規(guī)模的90%-100%區(qū)間內的時間僅占全年的57.44%,進水COD濃度在設計規(guī)模的85-100%區(qū)間內的時間占全年的66.22%。進水負荷的頻繁波動導致泵與風機等動力設備長期偏離設計工況運行,工作效率降低,能耗損失增大,因此需對設備運行工況進行調控,使其恢復至高效運行狀態(tài)。(3)為達到在不同進水負荷下的污水處理工藝運行節(jié)能降耗的要求,本文擬引進可編程邏輯控制器(PLC)與變頻調速器調控提升水泵與曝氣風機的運行工況,優(yōu)化工藝運行模式。根據設備調控前后耗電量估算結果,2015年間水泵運行工況調控日最大節(jié)電率為25.01%,節(jié)電量為337.88kW·h,全年總節(jié)電量可達102935.02kW·h；風機運行工況調控日最大節(jié)電率為14.24%,節(jié)電量為267.42kW·h/d,全年總節(jié)電量可達70309.54kW·h。2015年間提升水泵與曝氣風機運行工況調控的節(jié)電量約占污水廠全年總電耗量的14.68%。(4)除了采用調節(jié)提升水泵與曝氣風機的運行工況來達到降低電耗的目的外,還可通過加強進水負荷預測、改造流體輸運管線、規(guī)范工藝操作方式、提高設備維護與檢修頻率以及引進效率更高的動力設備等方式來實現污水處理廠運行過程中的節(jié)能降耗。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703

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