【摘 要】随着市场经济的快速发展，生活污水和工业污水处理成为影响城市环境发展的重要因素。社会各方开始广泛关注污水处理厂所引发的环境污染问题，采取何种措施以有效控制污水处理厂环境污染问题也成为业内人士聚焦的重要课题。我们应着眼于问题的环境条件以及产生规律，系统、全面、深入地展开研究分析，做好污水处理厂环境污染的治理工作，保护环境生态平衡。笔者从城市污水处理厂能源的消耗和分布情况入手，对我国的城市污水厂节能消耗的途径进行了相应的分析。并对药剂的消耗也进行了深入的研究。通过分析得知，城市污水处理厂中具有大量的节能降耗的潜力，而且通过改进传统的污水处理工艺引进相应的新技术，可以实现对节水管理机制的不断完善，这也是污水处理厂节能降耗的主要方式。
【关键词】城市；污水处理厂；环境污染；节能降耗；治理措施
一、我国城市污水处理厂能耗及分布
通过对我国传统的城市污水处理厂能耗地区情况分析得知，污水处理的过程中所消耗的电能燃料和药剂等，电耗占到了全部能耗的90%。我国虽然城市的污染相对来说比较严重，但与发到国家相比还是相对较好的，但是我国的城市污水能源消耗量确实美国的两倍以上，从这里也能看出我国的污水处理能源消耗的剧烈程度。通过分析得知，如果我国的城市污水处理水平提高后，能够节省五分之一的电能消耗量，就能节省30×108KWh，由此看出我国污水处理所消耗的能源是多么的巨大。
二、污水处理厂对邻近环境造成污染的排放物分析
污水处理厂是城市运转不可或缺的一个链条，其对于城市环境改善、水资源节约以及居民生活水平的提高有着极为密切的关系，同时也是保障城市日常运转的必要设施，是市政建设与城市环保不可或缺的一部分。随着近年来城建规模的快速扩张，部分拟建或已建的污水处理厂逐渐靠近商业区甚至住宅区。鉴于污水处理厂自身特殊性，其往往在改善、保障城市环境的同时制造出新的污染源，进而不同程度的污染了周围环境，引起一系列环境生态问题，这主要以恶臭气味、污泥以及出水标准不符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中关于污水排放标准的相关规定等问题为主。
1.恶臭气体问题
污水处理厂进水部分以及污泥处理部分是恶臭产生的主要污染源，其设施设备主要包括格栅间、污泥浓缩池、曝气池、储泥池以及脱水机房等等，而恶臭气体主要成分则包括氨气、大肠菌、硫化氢、细菌、甲硫醇、VOCs与VFAs。在邻近建筑部分布情况、水温、污泥龄、水质、气象条件以及处理工艺等相关因素影响下，污水污泥中的各类恶臭物质不断扩散至周围大气中，导致周边居民生活受到严重影响，同时也严重危害了污水处理厂相关工作人员身心健康。
2.污泥问题
污水处理厂日常运转与处理废水时会同时产生液态、固态或者半固态的各类废弃物，其中含有大量氮磷营养物、有机物、病原菌和重金属等成分，污泥来源主要包括如下：（1）格栅间截流后聚集的悬浮物；（2）处理污水时添加的各类化学药剂沉积后的化学污泥；（3）生物处理工艺产生的污泥；（4）过滤等深度处理工艺应用时产生的污泥；（5）沉砂池、初沉池以及二沉池中积累的污泥。处理污泥的整个作业链条中，污泥量相当于1%～2%的污水处理总量，倘若不及时、妥善地予以处理而任其随意排放，则会对周遭环境产生严重污染。
3.水质超标问题
据统计，现阶段国内出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中相关规定的城市污水处理厂仅为一半左右，其余50%生产所排放的污水通常未作有效处理就排放至周围土壤水体中，对后者自然生态环境平衡造成破坏，原本有限的环境自然净化能力也变得更为羸弱，乃至不堪重负。其原因主要在于部分污水处理厂运行时间较长，年久失修，相关构筑物难以满足设计要求；某一流程构筑物出现故障，只能暂时通过超越管向水体中排入未经处理的污水。此外，部分城市污水处理厂主要处理工艺仅仅包括炭类有机污染物的处理，一些深度污水处理工艺如脱氮除磷等等尚未得到广泛的应用。
三、城市污水处理厂节能降耗的途径
在城市污水处理的过程中，污水处理厂的能源消耗主要是在污水提升、污水处理和污泥处理中的单元。其中的设备主要是电能消耗设备和不同的污水处理以及药剂消耗。主要的耗能设备是污水提升泵、回流泵、鼓风机和污泥加热设备。药剂的使用主要是在除磷、污泥调理和污泥消毒阶段。所以想要在污水处理中提升能源的使用效率，就要对各个阶段进行分析。
1.污水提升
污水提升泵可以看做污水提升的主要能耗设备，而且这个设备通过分析和引进新技术后，可以实现较大空间的能源节省。通过对某污水处理厂的提升泵实际工作情况分析得知，污水提升泵占到全程污水处理整体能耗的五分之一。提升泵的电能消耗主要是用于扬程，但从实际情况来说，污水水头的设计确实超过了要求，增大了的污水提升所消耗的能源量。所以在进行前期设计的时候，应该全面照顾到出流和跃水的高度，尽可能的减少出水处水头的损失，从而实现减低污水提升的高度，进而实现对能源的节约。
2.污水处理
污水处理工艺耗能单元具有好氧和厌氧处理两个方面。污水生物处理的好氧工艺的主要系统就是曝气系统，而且可以从曝气系统中可以节省很多的能源。想要节省曝气系统的能源消耗，需要做到精确的设计，并选用压力，尽可能的减少管材和局部构建的损失。在选用微气泡空气扩散装置的时候，产生的微笑气泡需要重建考虑，提高氧气的利用率。在安装自动调节装置的时候，要根据曝气池中的溶解氧浓度，进行相应的调节，并减少能源的使用量。厌氧工艺的能源消耗与好氧工艺相比，具有能源较低的特点，而且通过分析得知，这些能源的消耗量占到活性污泥工艺的十分之一。
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3.污泥处理
对污泥的处理，也是需要消耗很多能源的，其中主要包括污泥浓缩、污泥稳定、污泥脱水等。一般来说常用的污泥浓缩的方法有重力浓缩和气浮浓缩，这些浓缩方式可以利用生物气浮代替重力气浮降低污泥浓缩能耗，进而全面降低能源的消耗量。通过对不同污泥浓缩工艺的分析得知，重力浓缩比的能耗一般在0.02-0.15KWh·m-1；气浮浓缩的能耗比在0.3-1.1 KWh·m-1；离心浓缩的能耗比一般在0.6-1.3 KWh·m-1；气浮浓缩中的生物气浮比能耗我0.06-0.14 KWh·m-1。到目前为止我国的国内常用污泥稳定技术是厌氧消化占41.12%，好氧消化占4.21%，污泥堆肥占6.14%，57.42%的污水处理厂都对污泥没有经过合适的处理。厌氧消化的能耗包括热耗和电耗，热耗需要维持消化的温度，电耗主要用在搅拌和泵输送，这些都要消耗很多的能源。引进新的技术后，可以改进污泥脱水工艺，并开发新的脱水工艺，节约对污泥脱水能源消耗。
从污泥脱水的角度来说，一般的污泥脱水有两种方法，分别是自然脱水和机械脱水。我国目前采用一般是机械脱水的方法对污泥进行脱水，在整个脱水的过程中，需要使用带式压滤脱水、离心脱水、板框压滤脱水等。在整个脱水的过程中，所消耗的就是电能。根据我国目前的已有数据分析，不同机械脱水方式的电耗情况，其中带式压滤DS脱水29～74 kWh·t-1，离心DS脱水14～42 kWh·t-1，板框压滤DS脱水24～63 kWh·t-1。通过分析不难发现，离心脱水的电能消耗比较少，但是这种工艺对污泥的预处理要求水平很高，十分容易导致机器的磨损。所以想要全面降低脱水对能源的消耗，就要开发新的脱水工艺，实现对污泥脱水的节能化。
四、治理污水处理厂环境污染的有效策略
1.恶臭气体污染的治理策略
城市化进程的不断推进促使城市规模与外延不断扩大，以往不少污水处理厂坐落于郊区，而随着城市规划的扩张而逐渐纳入市区范围。根据设计规范，居民生活区周围300m内不可建设污水处理厂，以免恶臭气体给居民生活带来不便。已建或分布于居民区的污水处理厂，应采取有效措施避免恶臭气体逸散。例如加盖封闭池体、引入活性炭吸附设备或者抽气设备，设置在曝气池以及敞口沉淀池周围；曝气池中淤积的污泥可适当延长污泥龄，以降低恶臭污染物逸出量。污水处理厂周围应建设相应的绿化隔离带，将其与临近建筑物隔开，同时也有吸收恶臭、美化厂容以及净化周围空气的功能。可采用“室内”建设的方法修建污水处理厂，利用集气装置收集臭气并适当加以处理。除此之外也可种植一些特殊植物分布在厂区各处，以吸收空气中逸散的各类污染物。此类植物种类较多，其中地衣、夹竹桃、臭椿、丁香以及山楂等可有效吸收空气中的二氧化硫；而垂柳、油茶以及拐枣则可净化氟化物；大叶黄杨、女贞以及美人蕉则有吸收氯分子的功效；黑藻、水葫芦、金鱼藻以及浮萍等水生植物可吸收氰化物以及酚类物质，对于部分重金属污染物也有较好的处理效果，有利于减少污染物毒性。
2.污泥处理资源化
污泥的资源化利用方式较多，主要是堆肥、热干化以及焚烧等等。其中堆肥是按照一定比例将秸秆、生活垃圾、稻草或者木屑等调理剂或者膨松剂加入污泥，促进其中的微生物发酵并氧化分解多种有机物，并使之转化为类腐殖质。污泥中富含氮磷钾钙等矿物质，有利于植物生长，可作为土壤改良剂或者农业肥料使用。所以污泥减量化、资源化、无害化乃至稳定化是污泥堆肥法的特点，这也是较为理想的一种污泥处理方法。热干化则是通过热能烘干污泥，使之成为粉末或者颗粒状，原来体积大幅缩小，含水率明显降低，有效抑制了其中的微生物活性，产品保存时间较长，方便储藏运输。焚烧则也是处理污水处理厂污泥的一种有效办法，可在回收热能的同时提取其中的油气物质，进而用于制备化工产品，也可作为燃料，其工业化前景较为广阔。
3.出水污染的处理策略
积极引入新工艺、新生产设备与生产技术来提高污水处理厂水处理标准，例如吸附再生法、SBR法、一体化池、AB/AO法、氧化沟法等等，将此类新技术新设备加以推广，广泛应用于国内污水处理厂生产中，并在生产实践中加以完善和发展。随着经济的发展以及城市现代化进程的不断加快，环保标准与水体质量标准也随之提升，以往以碳类有机物去除技术为主的污水处理工艺逐渐向现代化脱磷除氮等一系列深度处理技术方向发展，实现了BOD污染物的有效降解，并可将其中的氮和磷有效去除，防止水体富营养化。此外还应重视污水处理工艺流程的改善，以并联与串联共存的方式混合连接各类处理构筑物，将其设置为彼此联系且相互独立的多套污水处理系统，即便其中一套出现问题，也能保证污水处理作业不受影响，正常进行。
五、节能降耗管理
综上所述，想要实现节能降耗管理，需要首先对节能降耗进行分析，并控制污水处理厂能耗密切相关的控制点。于此同时，建立统一的能耗评估表，并以此反映出各部门的能耗水平，提升各工艺间的相互比较能力。最重要的就是要建立节能降耗目标，并深入的研究能耗的特点，进而实现对污水厂运行的精确控制，并根据城市污水处理厂节能的识别，并对能耗的管理水平进行不断的提升，逐渐实现对污水处理的节能降耗管理。
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论文作者:罗刚1, 宋新华2
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/10
标签：污水处理论文; 污泥论文; 污水论文; 城市论文; 工艺论文; 能源论文; 恶臭论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;