污水处理厂降低电耗方案优化研究

图 1 污水处理主要工艺流程图
第3期
王品苏：污水处理厂降低电耗方案优化研究
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3 整改方案
针对以上四点原因，采取以下四种措施： （1）把原监测池出口与外排水管线连接付线， 根据“U”型管原理当监测池液位高于外排水口时监 测池水自动溢流到外排水口，这样外排水泵就可停用。 （2）通过实验减少加药量，根据实验结果考虑 是否停止加药系统。 （3）减少二次提升泵运行时间，根据二次提升 水池水量间歇启动。 （4）通过实验逐渐增加二级气浮的进水量，增 加污泥负荷，在不影响出水的情况下，关闭一间气浮 运转。
5 经济效益分析
方案完全实施后，年降低电能消耗 3.47 万度， 降低电能消耗 28%，年节约电费 17.4 万元，如表 2.； 技术改造投入 0.36 万元，如表 3。投入产出比为 1： 48。
日期
2 月 10 日 2 月 11 日 2 月 12 日 2 月 13 日 2 月 14 日 2 月 15 日 2 月 16 日 2 月 17 日 2 月 18 日 2 月 19 日 2 月 20 日 2 月 21 日
理系统电耗的分析研究，从具体实际出发，通过采取优化工艺流程、改进管理制度等多种措施，在不影响污水处理
工程中工艺条件（活性污泥浓度、COD、含油量）的基础上，将年电力消耗降低了 28%，投入产出比达到 1：48，节
约了电能，减轻了环境负担。
关键词：污水；电耗；优化
中图分类号：X74
文献标识码：A
文章编号：1008-2395(2013)03-0072-03
第 34 卷 第 3 期 2013 年 6 月
大连大学学报
JOURNAL OF DALIAN UNIVERSITY
Vol.34 No.3 Jun. 2013
污水处理厂降低电耗方案优化研究
王品苏
（辽河油田分公司 黄金带炼油厂，辽宁 盘锦 124010）
摘 要：针对中小型炼油厂污水处理系统普遍存在“大马拉小车”、电能消耗高的问题，介绍了某炼油厂通过对污水处
[2] 李海英. 降低中小型污水处理厂能耗的有效途径[J].节能, 2007(3): 34.
Optimization Research for Sewage Treatment Plant to Reduce Electric Power
Consumption Plan
WANG Pin-su
(Huangjindai Refinery, Liaohe Oilfield Branch Company of CNPC, Panjin 124010, China)
收稿日期：2012-10-15
作者简介：王品苏（1988-），男，助理工程师，研究方向：油气加工。
１ 引言
炼油厂污水处理厂电耗一般会占到直接运营成 本的 50%左右[1]，大型污水处理厂处理 1 m3 污水的 耗电量一般为 0.14~0.28 kW·h [2]，如果包括污泥处理 在内，1 m3 污水的耗电量为 0.19~0.36 kW·h [2]，节约 用电对降低污水处理场的运行成本至关重要。为了节 约用电，使处理设备始终运行在最佳工作状态，避免 因负荷变化而普遍存在的“大马拉小车”的现象，一般 采用动力高效节电系统，其节电率在 20%以上[2]。但 是较高的投资制约了动力高效节电系统的大规模普 及。
电费
1.05 12.29 12.29×0.5548 元 =68.18 万元
0.74 8.82 8.82×0.5758 元 =50.78 万元
表 3 技术改造投入成本统计
项目 线材 安装费用 成果材料费用 合计
数量 10 米 5 工时 10 本
单价（元） 245 20 80 3630
金额（元） 2450 100 800
（3）二次提升泵运行措施不合理。二次水提升 泵目前的运行状况是一天 24 小时长期运转，但经过 现场调查发现，由于外排水量较小，可以考虑适当时 间停泵。当然这一方法可能对过滤罐有一定冲击，需 要现场具体测试。
（4）二级气浮运行措施不合理。二级气浮目前 的运行状况是 2 间同时运行。由于我厂污水处理量较 小，水质比较单一，所以二级气浮可以考虑单间运行。
4 方案实施
（1）经改造，把监测池出口与外排水管线连接 付线，这样根据“U”型管原理当监测池液位高于外排 水口时监测池水自动溢流到外排水口，外排水泵停用。 改进后现场测试，监测池中水可以顺利地通过付线流 出外排水口。因此外排水泵可以停止使用。
（2）停用加药系统。由于我厂产生污水过程中 没有化学变化，所以处理污水水质比较简单，混凝剂 和助凝剂的作用是使污水中的絮状污染物质通过药 剂的作用凝结在一起，而形成油泥浮渣。从而通过一 二级气浮的刮泥装置处理到浮渣池。以减少污染物进 入生化池，而影响生化池中活性污泥生长。
混凝剂 （kg）
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 10
0
助凝剂 （kg）
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 0
活性污泥浓 度(mg/L) 105 103 107 98 111 107 102 99 104 103 96 98
时间
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10 月 11 月
2 生产现状及原因分析
某炼油厂污水装置始建于 2000 年，年最大处理 量 7×104 m3。污水处理系统的设计值普遍偏大，目前 污水处理量仅在 2×104 m3，年电能消耗远远高于行业 平均水平。其污水处理主要工艺原理流程如图 1。
通过对处理厂高耗能用电设备的调查分析，污水
处理系统电费支出大的原因主要有以下几点: （1）外排水泵运行措施不合理。外排水量较小，
中小型炼化企业由于规模小、能耗高，在技术改 造上必须走低投入，见效快的技术路线；同时，在精
细化管理上下大功夫，也能起到事半功倍的效果。某 炼油厂的节约电耗的方法值得借鉴推广，在提高企业 经济效益的同时，也会产生较好的社会效益。
参考文献：
[1] 张荣, 蒲君, 张良忠. 浅谈污水处理装置降低能耗的途径 [J]. 科技信息, 2011, 29: 49.
表 2 年耗电量比较（万度）
实施前 1.02 1.01 1.03 1.01 1.04 1.04 1.05 1.04 0.99 1.01 1.03
实施后 0.80 0.81 0.79 0.70 0.71 0.69 0.74 0.73 0.73 0.72 0.71
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大连大学学报
第 3Baidu Nhomakorabea 卷
12 月 合计
某炼油厂经过技术改造和精细化管理措施，只用 了建设动力高效节电系统 1/10 的投资就解决了“大马 拉小车”的问题，有效节约用电 28%以上。即节约电 费，降低了能耗，又减轻了环境的负担。
可以间歇启动外排水泵。每天 24 小时不间断使用外 排水泵的方式不经济。
（2）加药系统运行措施不合理。加药系统目前 的运转情况是一天 24 小时运转，由于我厂产生污水 过程中没有化学变化，所以处理污水水质比较简单， 经过分析，可以考虑停用加药系统。
根据这个原理，在 2 月 10~21 日对加药量对活性 污泥的影响情况进行试验。实验情况如表 1 。
表１ 药剂对污泥活性情况影响统计表
通过以表 1 可以看出，污泥浓度始终保持在 100 mg/L 左右，符合我厂规定的污泥浓度在 90~120 mg/L 的标准。这说明随着加药量逐渐减少，对活性污泥的 培养没有影响。活性污泥已经逐渐适应了现在的水质。 由于搅拌系统的作用是使气浮进水和混凝剂、助凝剂 充分混合。所以随着加药系统的停用，一、二级气浮 搅拌器也可以随之停用。这样可节省 6 台加药计量泵， 两台加药搅拌机和一、二级气浮搅拌器各 2 台。
Abstract: This article in view of the small and medium sized oil refinery wastewater treatment system are widespread “Waste one's talent on a petty job”, the problem of high power consumption, power consumption of a refinery was introduced through the sewage treatment system of analysis and research, from the concrete reality, through optimizing technological process, improve the management system and other measures, in does not affect the wastewater treatment engineering of the processing conditions (activated sludge concentration, COD and oil content) on the basis of the annual electricity consumption was reduced by twenty-eight percent, the input-output ratio reached 1:48, both saves electric energy, and reduce the environmental burden, the practice is worth using for reference. Key words: sewage; electric power consumption; optimization
（3）减少二次提升泵运行时间。为了减少二次 水提升泵的运转时间，以达到减少用电的目的，经过 现场监测，决定采用间歇启动二次提升泵的方式。也 就是当二次水提升池液位满时启泵，当二次水提升池 达到标定液位时停泵。经过一段时间的试验，证明对 过滤罐的冲击影响不大。
（4）减少二级气浮运转间数。由于我厂污水处 理量较小，水质比较单一，所以经验证在二级气浮两 间同时运行时二级气浮出水 COD 在 180~210 mL/L 左右，含油 6 mL/L 左右，而当单间运行时 COD 在 200~230 mL/L 左右，含油 7 mL/L 左右，从以上数据 可以看出二浮出水水质不但对生化段不会造成影响， 而且还能适当的提高对生化段的污泥负荷，增加活性 污泥的营养。所以二级气浮单间操作完全可行。这样 一来可以节约一台二级气浮内循环泵，和刮渣机一台。