摘要：为了保证城市的可持续发展，加强对水资源的有效利用，降低运行能耗，建议市政给排水工程改造及管理过程中引进相应的节能技术。本文主要针对市政给排水工程中节能技术的应用进行了简要的探讨分析。
关键词：节能技术；应用
引言
随着城市的不断发展，市政给排水管道规模不断扩大，在当前能源紧缺的背景下，市政给排水工程改造及管理环节的节能降耗对于经济的可持续发展具有重要意义。市政给排水工程应及时引进各种节能技术，将节能降耗落到实处。
1.市政给水工程中节能技术的应用
1.1二次加压余压利用技术的应用
随着人们对水资源需求越来越大，供水的节能降耗迫在眉睫。而供水系统的耗能主要部分是泵站，消耗了大约百分之七十的能量，提高泵站对电能的利用效率也就提高了供水系统对电能的利用效率【1】，其节能潜力巨大。
传统二次加压泵站先泄水后加压的运行方式浪费了市政管网来水所具有的能量，而新型二次加压余压利用技术在一定程度上解决了这种问题。技术核心之处在于设置水量分配调节器。根据加压泵站流量，二次加压泵流量及管网周边最小保护压力来调节分配调节器开度大小。通过实时的自控系统控制信号，根据系统管网水力变化进行跟进调节，从而能够最大限度利用市政管网剩余的压力，降低能耗。同时也可以相应降低贮水箱容积，减小占地面积，节省基建投资。
1.2物联网技术的应用
目前水资源的短缺情况日益严重，但市政给水管道仍然存在的漏损，爆管等高发生率事故，造成了水资源的极大浪费。市政管理部门进行维护管理时，通常是依据经验布置压力监测点，实现对给水管线的监控，但是该方法有一定的缺点，无法保证监测点布置的准确性及合理性【2】，在实际工程过程中，经验法只可作为一种辅助手段，市政给水管理需要一种新的科学方法。
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随着计算机和物联网技术的飞速发展，将物联网技术应用与给水管线管理相结合的方式可以作为解决上述问题的备选方法。该技术通过传感器采集给水管线运行数据，利用物联网数据大平台，不仅可以实时监测水压水质等数据，还可以提高管理效率。通过信息化管理和水力模型的构建，可以全方位的监控给水管线压力，控制管线漏损，降低爆管事故及供水能耗，对节能节水具有重要意义。
1.3GPS技术的应用
随着城市化进程的不断发展和新农村建设的不断推进，城市给水普及率迅速增高，给水管网建设也随之完善，这样就对管线管理提出更高的要求。但是由于各种原因，往往存在管网信息不全，资料存档紊乱，人工管理不到位等问题，这就需要一种科学准确的技术进行管线的寻线及定位工作。GPS技术依靠其高精度测量，全天候数据实时传递，定位导航等功能，可以满足这方面的要求。通过与给水管网GIS结合，能够极大的提高城市给水部门工作的时效性和准确性，有利于根本性的解决城市及管网规模不断扩大与城市给水管理形式落后的矛盾，对于城市经济建设及社会发展具有重要作用。
2.市政排水工程中节能技术的应用
2.1非开挖技术的应用
随着城市化的不断推进，市政排水管网也在不断完善，其规模也在不断扩大，许多铺设时间久的管道，由于各种物理化学作用，导致过水断面减小、输水能力降低。同时，由于沉降作用导致的承插口破裂，管道破损等情况，导致地下水过量渗入及排水管道周边土壤流失。而且管道的寿命都是有限的，当到达一定的年限以后会发生腐蚀而导致破坏。因此这些不能满足需要的管线和已到使用寿命必须进行修复或更换。传统的改造是开挖敷设，但由于管道大都敷设在人口密度大、建筑物多的市区，对其他现状其他市政管道和设施影响较大，不仅存在较大的社会影响，而且综合成本较高，改造工程的实施存在着相当的难度，因此推荐非开挖施工法更换旧管线【3】，特别推荐的是胀管法。通过破碎已经存在的旧管线来更换一个直径与之相等的或更大的新管线，是以非开挖更换地下管线替代路面开挖施工的一种高效、便捷、经济的施工工艺。施工过程包括：首先利用切割刀头使旧管线产生裂纹，然后用胀管器使其成为碎片并挤压碎片进入周围土壤，产生空间容纳新管线，依靠拉力完成新管线的铺设。
2.2管道清淤机器人技术的应用
城市排水管道实现其使用功能的基本要求保持排水畅通。对于众多小直径支线排水管道，面临的最大问题是容易堵塞。目前在很多因素限制下，需要管线维护人员下井手工进行清理，对工作人员身体健康造成负面影响。而且随着城镇建设的扩张，对低成本的管道管理和维护，尤其是清淤疏通工作提出更高的要求。目前管道机器人技术是目前发展最快的方向之一。管道机器人是在特殊环境下运行的机器人，而管道清淤机器人又是管道机器人中的“特殊品种”，清淤机器人是在排水管道内部自行移功的管道清理装置，是集机、电、液一体化的高科技综合体。它能够进入情况复杂的管道环境中，通过携带监护设备与清淤装置，在操作人员的控制下开展管道清淤疏通作业，保证排水管道通畅。清淤机器人可以大幅度提升平均工作效率，对于城市政管道清淤具有重要意义。
2.3PID控制技术的应用
随着我国近年来污水处理量逐年增加，新建污水处理厂虽然能够满足污水处理的要求，但受到工艺和技术的制约，污水处理能耗相对较高【4】，运行费用较昂贵，对污水处理节能降耗已势在必行。污水处理厂能耗主要来源于各处理阶段的电能、药剂和燃料的消耗。污水厂内处理工艺一般分为预处理、生物处理、深度处理和污泥处理四个单元。经过对比分析，生物处理段为耗能最高单元，而其中的曝气能耗一直处于最高比例状态，所以应将曝气单元节能降耗作为重点。对于曝气设备的节能降耗，需要根据水厂的实际情况进行调整，对曝气系统强化智能控制技术，在曝气池主要部分安装溶解氧检测器，通过PID控制系统实现曝气系统的自控，通过对变频器的调控将溶解氧浓度保持在稳定值附近，真正的做到节能降耗。
3.结语
综上所述，市政给排水工程中各种节能技术的应用能够大大降低能耗，对于城市经济建设及社会可持续发展具有重要意义。
参考文献
【1】 姚福来，张艳芳等；《为什么泵站会有节电潜力[J]》.节能与环保2003，（2）；
【2】 尹兆龙，信昆仑，项宁银；《供水管网压力监测点布置的实用方法[J]》.中国给水排水，2014，（2）；19~23；
【3】耿瑞伦；《当今非开挖铺设管线技术的新进展》.探矿工程，2000，Vol.（4）：54-56.
【4】羊寿生；《城市污水厂的能源消耗[J]》.给水排水，2000，85（6）：15~19.
论文作者:王猛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/26
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