城市环境污水处理过程节能优化控制方法探索

城市环境污水处理过程节能优化控制方
法探索
摘要：二十一世纪各个国家发展中首要课题就是节能减排。

现如今世界人口
持续增长，各个国家持续推进工业化进程，导致能源消耗与日俱增。

快速增长的
能源消耗问题制约着各个国家的发展，尤其是水资源这一不可再生资源。

水资源
是人类赖以生存的资源，是各个行业发展的基础。

随着人口的增长，水资源消耗
量持续增加，产生的废水也与日俱增。

为控制水资源消耗，应加强废水治理，提
高废水治理水平。

关键词：城市环境；污水处理；节能控制；环境保护
中图分类号：X703
文献标识码：A
引言
随着我国社会经济的快速发展，城市化进程已经逐步接近发达国家水平。

而
城市化进程的加快，也带来了许多问题，如能源的过度消耗、环境污染等问题，
尤其是城市污水问题，已经成为不少城市难以负担的严重问题。

随着城市污水处
理技术的不断成熟，城市管理者又面临新的课题，就是污水处理成本的提高及相
应的能源消耗的增加。

为了建设可持续发展社会，要求对污水处理过程进行节能
优化控制，一方面能够提高污水处理效率，另一方面能够减少相对应的能耗支出，为城市发展提供更多所需能源。

对此，该文就污水处理问题进行阐述，同时提出
对应的节能优化控制方法，从而为相关从业者提供重要参考。

1污水节能优化控制方法研究的重要意义
1.1降低能源消耗
通过有效处理污水，并积极应用污水处理节能技术，不但可以达到污水处理
中净水资源消耗控制的效果，还能够提高水资源循环利用水平，为人类社会持续
发展提供有力支持。

我国经过南水北调后改善了北方水资源紧缺的问题，但是同
时南方地区面临着水资源减少的情况，总体来看，我国淡水资源十分紧缺。

此时
通过合理应用污水处理技术可以将水资源消耗显著减少，提高水资源的循环利用率，并且尽可能地降低污水处理中能源消耗，这有助于缓解水资源紧缺的现状。

1.2优化城市污水处理条件
居民污水、工业废水等都属于城市污水，其类型较多，污水中所含的杂质较多，同时污水处理要求也较高。

现阶段我国城市经济发展实力较强的为东南沿海
城市，这些区域污水处理技术、机械设备运营能力都较强，但是我国中西部城市、偏远农村等经济欠发达地区缺乏高水平的污水处理手段，机械设备也存在一定的
不足，污水处理条件有待完善。

复杂化的污水要求需要不断改进创新污水处理技术。

为此，相关单位应积极响应城市污水处理政策和要求，加强更新基础设施，
这必然会导致污水处理成本增加。

高额的污水处理成本会降低城市管理者处理污
水的积极性，不利于城市污水处理事业的长远发展，为此，应加大污水处理节能
控制力度，通过采取节能控制方法降低污水处理成本、提高污水处理效率，改善
污水处理条件。

1.3推动经济效益的增长
在城市污水处理中通过应用先进的节能控制方法可以将污水处理所需时间有
效减少，节约污水处理成本，提高污水处理效率，同时减少污水中的有害成分含量、种类，进而避免危害周边环境。

通过应用节能污水处理技术，城市可以节约
污水污染处理、治理方面的费用，可以说，在城市发展运营中，污水处理节能优
化控制方法至关重要，从总体来看，其不但可以进行污水处理成本的节约，还能
够节约净水资源，是落实可持续发展、促进城市经济效益提升的重要途径。

2节能技术在污水处理中的应用
2.1生态水处理系统
所谓生态水处理系统，是采用人工湿地、生态公园等原生态的方式进行水处理，其中人工湿地是最为常见的生态处理系统形式。

人工湿地是人按照生态环境
搭建的一种类似于沼泽的地面，能够利用淤泥和微生物的共同作用达到清洁污水、改善水质环境的效果，此种污水处理对环境负面影响小，污水处理产生的副作用
很小。

在污水处理中，人工湿地可以持续处理，城市管理者还可以借助人工湿地
建设旅游景点、打造湿地公园，进而提高人工湿地的经济效益，在保证污水处理
的同时提高城市综合发展水平。

不过人工湿地处理污水过程中需要投入较多的精
力进行建设和维护，对环境和地质有着较高的要求，通常在人口密度不高的乡镇
或者城市边缘采用此种处理方式。

2.2生物膜法
生物膜法是水体净化中充分借助生物膜的选择性渗透作用，将一些特定物质
过滤。

生物膜法相比于常规活性污泥处理法有着显著的节能减排效果，其消耗小、浓度大，不过在具体进行污水处理中存在一定不足，可以综合使用好氧活性污泥
法进行综合性处理。

当前污水处理中较为常见的是旋转式接触生物膜反应器，能
够去除污水中超过65%的2-氯酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚等。

该方法在
难降解有机物处理中有着十分良好的应用效果，污水处理人员可以根据污水处理
需求合理应用该技术。

2.3微生物制剂技术
该方法主要包括新型微生物菌剂、微生物吸附剂、微生物絮凝剂等。

在污水
处理中使用微生物强化处理的菌剂能够改善水体中的微生物菌种，进而发挥不同
类型菌种的作用，该方法有着较大的潜力空间。

新型微生物剂发酵工艺较为独特，工作人员按照一定的比例混合好氧微生物和厌氧微生物，培养多种微生物群落，
形成的微生物生态系统可以有效保证污水的净化效果。

生物絮凝剂主要以蛋清、
多糖等为培养基通过发酵、培养、纯化等步骤完成细菌、真菌等微生物处理，进
而处理污水中的有机物。

生物破乳剂在含油乳化液废水处理中有着良好的应用效果，其利用气浮作用将乳状液形式的难降解的有机污染物高效去除。

当前城市污
水节能处理中常常使用生物破乳剂，有着十分良好的应用效果。

2.4细胞固定技术
该技术是对游离细胞采取物理或者化学处理，使其定位于有限区域内，保证
细胞在该区域保持良好的代谢活性，进而循环应用于污水处理中。

当前海藻酸钙、琼脂、聚丙烯酰胺、多孔二氧化硅等都是常用的细胞固定化材料。

该方法常常用
于处理污水中的藻类、细菌等，有着较高的处理效率和较为简单的操作方式，消
耗的成本较低，在污水处理方面可以显著发挥其作用。

通过分析细胞固定技术在
不曝气及曝气条件处理绿苔、藻类中氮、磷能力可知，不同系统按照固定细胞与
曝气、固定细胞不曝气、游离细胞与曝气的顺序去除营养物。

细胞固定技术是一
种较为理想的处理方式，但是在具体应用中污水处理效果会受到固定化藻类所用
载体类型、藻类球粒径、生长状态、生长密度等因素的影响。

2.5人工智能技术优化曝气环节
在曝气环节使用智能技术能够高效处理水质参数、设备能耗等复杂多变的数
据信息，将设备运转所需信息提取出来。

科研人员针对污水处理中曝气环节可以
加强改造，比如运用神经网络系统分析污水处理系统能耗情况，通过对水质和能
耗影响因素关系的历史数据的深入分析，建立活性污泥分析模型，确定水质和能
耗的关系。

在此基础上，可以依靠预测控制技术对曝气系统控制器的控制参数实
现动态优化，消除生化反应和污水处理负荷不确定性带来的影响，根据实时监测
数据精准控制设备的运行。

结束语
污水处理技术的发展完善不但可以将城市污水问题有效解决，还能够控制城
市污水的排放量，减少污染城市周边环境的概率，改善城市发展水平和城市居民
居住环境水平。

在污水处理中应用节能技术符合可持续发展理念，相关工作者应
加大生物膜、生物制剂、细胞固定技术等节能技术的应用，并积极利用智能化技术，提高污水处理的节能水平。

参考文献
[1]刘忠祥，王俊杰，丁查明，等.自动化控制技术在污水处理过程中的应用和发展[J].仪器仪表用户，2020，27（4）：105-106，65.
[2]林莉莉，蔡阳波，万汉兴.污水处理过程中节能优化控制方法的研究[J].皮革制作与环保科技，2021，2（17）：170-171.
[3]张瑞垚，周平.基于鲁棒加权模糊聚类的污水处理过程监测方法[J].自动化学报，2022，48（9）：2198-2211.。