本文關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行能耗分布特征及工況控制研究

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【摘要】：我國(guó)多數(shù)中小型城鎮(zhèn)污水處理廠存在配套管網(wǎng)建設(shè)不健全的問(wèn)題,降雨期大量雨水涌入收集管網(wǎng),使污水廠進(jìn)水水質(zhì)水量產(chǎn)生大幅波動(dòng)。進(jìn)水負(fù)荷頻繁波動(dòng)導(dǎo)致污水處理工藝難以穩(wěn)定維持在設(shè)計(jì)工況運(yùn)行,不僅影響處理效果,還使處理設(shè)備長(zhǎng)時(shí)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(yùn)營(yíng)因資金短缺而難以為繼。為降低污水廠運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗,在分析進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)特征的基礎(chǔ)上研究污水處理工藝的運(yùn)行工況控制措施,保證污水處理效果的同時(shí)可有效提高設(shè)備工作效率,減少能耗浪費(fèi)。加之近年來(lái)我國(guó)對(duì)污水處理的標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)去除含碳有機(jī)物為主,到現(xiàn)在的除碳與脫氮除磷并重,這也對(duì)污水處理廠工藝運(yùn)行工況控制提出了更高的要求。本文通過(guò)對(duì)成都市武侯區(qū)某污水處理廠的進(jìn)水負(fù)荷與運(yùn)行能耗情況進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查與數(shù)據(jù)采集,在分析污水廠進(jìn)水水質(zhì)水量變化特征和水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行能耗分布情況的基礎(chǔ)上,通過(guò)合理調(diào)控提升水泵、曝氣風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行工況,提高設(shè)備的工作效率,達(dá)到降低電耗的目的。本文主要研究成果結(jié)如下：(1)污水處理廠運(yùn)行直接能耗主要包括格柵除污機(jī)電耗、調(diào)節(jié)池的提升水泵電耗、好氧生化處理池的曝氣風(fēng)機(jī)電耗、二沉池的污泥回流泵電耗、污泥濃縮脫水機(jī)設(shè)備的電耗,以及電控系統(tǒng)、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(guò)程中添加的絮凝劑等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),2015年間污水廠運(yùn)行過(guò)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(jù)污水廠運(yùn)行能耗分布統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),提升水泵與曝氣風(fēng)機(jī)的電耗占污水廠總電耗的65%以上(2)污水廠配套收集管網(wǎng)為雨污合流制,降雨期間有大量雨水涌入,污水廠進(jìn)水量受降雨影響較大,總體呈現(xiàn)夏季高,冬季低的趨勢(shì)。實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示,2015年間污水廠進(jìn)水量在設(shè)計(jì)規(guī)模的90%-100%區(qū)間內(nèi)的時(shí)間僅占全年的57.44%,進(jìn)水COD濃度在設(shè)計(jì)規(guī)模的85-100%區(qū)間內(nèi)的時(shí)間占全年的66.22%。進(jìn)水負(fù)荷的頻繁波動(dòng)導(dǎo)致泵與風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備長(zhǎng)期偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行,工作效率降低,能耗損失增大,因此需對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)控,使其恢復(fù)至高效運(yùn)行狀態(tài)。(3)為達(dá)到在不同進(jìn)水負(fù)荷下的污水處理工藝運(yùn)行節(jié)能降耗的要求,本文擬引進(jìn)可編程邏輯控制器(PLC)與變頻調(diào)速器調(diào)控提升水泵與曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況,優(yōu)化工藝運(yùn)行模式。根據(jù)設(shè)備調(diào)控前后耗電量估算結(jié)果,2015年間水泵運(yùn)行工況調(diào)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(dá)102935.02kW·h；風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況調(diào)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(dá)70309.54kW·h。2015年間提升水泵與曝氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況調(diào)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(diào)節(jié)提升水泵與曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況來(lái)達(dá)到降低電耗的目的外,還可通過(guò)加強(qiáng)進(jìn)水負(fù)荷預(yù)測(cè)、改造流體輸運(yùn)管線、規(guī)范工藝操作方式、提高設(shè)備維護(hù)與檢修頻率以及引進(jìn)效率更高的動(dòng)力設(shè)備等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能降耗。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1270932