【合肥纯水设备行业新闻】

降低电耗，就是降低碳排放。针对高能耗的问题，许多污水厂也进行了各种升级改造，改造升级路子通常有3条，提升污水厂运营管理水平、提高污水处置过程中的能源回收率及寻找能源替代。

污水处置这个事，听起来似乎是个环保的事，但实际上并不完全是这么回事。大家也知道，污水处置行业是个高能耗行业，尤其是环保督察和排放规范越来越严格的形势下，污水厂不惜过量投入电耗，以高能耗换取高水质。耐久以来，污水处置厂至少有50%利息来源于电费。据统计，污水处置电耗大约占全社会总电耗的1%

污水厂“节能降耗”口号喊了几十年，以前是为了降成本，而现在碳中和的大背景下，碳减排又成了一个重要目标。据统计，污水处置行业的碳排放量约占全社会总排放量的1%而污水厂因为耗电所形成的碳排放，大概占全社会总排放的0.5%

所以说，降低电耗，就是降低碳排放。针对高能耗的问题，许多污水厂也进行了各种升级改造，笔者总结了一下，通常有3条路径。

1提升污水厂运营管理水平

首先我要明白，污水厂的高能耗是什么原因导致的一是落后的工艺设备，二是粗放的运营管理。先说工艺设备。落后的设备能耗高，这是毋庸置疑的只要淘汰换新就行，但是工艺的话就稍微有点复杂。要想从工艺环节降低能耗，首先就要知道污水厂的电到底耗在哪里了这就需要进行能耗审计工作，对污水处置各环节的能耗进行统计分析。这样做的好处，一个是大概能确定自己有多大的节能潜力，好制定节能目标；第二是通过与行业的能耗基准作对比，可以找出能耗较高的工艺环节，进而制定具体的节能计划。

一个典型案例是德国的Bochum-?lbacht污水处置厂。这个污水厂的进水COD=380mg/L接近我国市政污水COD高值，比较具有借鉴意义。这家污水厂是2013年进行升级改造的先说结论，这家污水厂改造之前全年总耗电量为12.77GWh改造之后，全年总耗电量为5.1GWh降耗率高达30%

那么这家污水厂是如何通过调整工艺流程降低能耗的呢？

该厂采用三段进水前置反硝化工艺，改造手段包括2局部：

1进行工艺流程的优化。

将原来的单点进水改为3点进水，并且去掉了第23段的内回流，只保管第一段的内回流，且根据第一段末端硝酸盐(NO3-浓度高低选择性开启，以提高反硝化程度，这样做的好处是可以减少内回流泵的能耗。改造后工艺流程如下图)

二是对设备进行优化，选用更加先进节能的曝气器以及搅拌器。

改造后，内回流的降耗率高达95.7%整体的降耗率达到30.3%

工艺设计有问题，往往就随同着高能耗的问题，尤其是国市政设计单位为保证污水处置厂出水稳定达标，设计时取值比较保守，但污水处置厂在实际运行中，平均污水进水浓度及进水量远达不到设计水平，负荷率偏低，许多污水处置厂设备存在大马拉小车”情况，使得吨水电耗偏高。

再来说运营管理。这个大家应该都深有体会，目前大多数污水厂为了出水达标，会过度使用化学药剂，而粗放的加药方式以及曝气方式都会增加污水厂的电耗，现在凡事都讲究数字化、智能化，要解决的就是这个问题。

2提高污水处置过程中的能源回收率

污水处置中有两个途径可以回收能量，一个是剩余污泥的利用，另一个是污水厂尾水中余温热的利用。

剩余污泥可以通过厌氧消化发生沼气，再进行热电联产，可供污水厂使用。不过这里存在一个问题，那就是沼气的发生量取决于剩余污泥量，而剩余污泥量又跟进水有机物浓度(COD有关，而我国进水碳源又是普遍缺乏的搞定水中的污染物已经是心有余而力不足，剩余污泥这一步，剩下的碳源就更少了所以通过剩余污泥回收的能量，相比于污水厂自身消耗的能量，还是小巫见大巫。

不过，这也有解决的方法，有些污水厂会同时收集厂外生物废弃物与污泥共消化，这样既增加了沼气产量，又减少了废弃固体量，发生了1+1>2效果。奥地利的一个工程案例中，共消化中添加有机废弃物至25%有机负荷增加了94%而沼气产量可以增加2倍。

另外一个解决办法是碳源分离技术。这种技术可以使污水中大部分COD进入到污泥中，提高污泥厌氧消化的产能效率。目前，国际上先进的碳源分离技术主要为一级化学强化法、高负荷活性污泥法以及厌氧膜生物反应器法。

另外一种能源回收方法是利用污水中的热能。这个热能可以通过水源热泵进行回收，由于污水中的余温热不太受重视，应用的比较少，大家可能对此没啥概念。

拿上面的COD化学能来做比较，根据研究显示，乡村污水中化学能约占总潜能值的10%而污水的余温热能占了90%如果把污水余温热能利用起来，污水处置厂就能实现从“耗能大户”能源工厂”华丽转身。

这种热能的应用场景也比较广泛，可以用于污水处置厂自身和周边(35km建筑供热或者制冷、温室供暖，甚至还可直接用于厌氧消化器加热、污水冬季加热、污泥干化等。比方，冬天的时候，生物处置系统效果下降，就可以利用污水余温热给生物系统供热，既不会增加耗电本钱，又能为碳中和出一份力。

如果说污水厂要做到碳中和，那么光靠污水化学能是不够的研究标明，污水化学能仅能弥补53%污水处置运行能耗，而剩余47%能量赤字怎么弥补呢，目前来看最可靠的就是利用污水热能了

但是污水热能之所以还没有被利用起来，也是因为它有很大的局限性：一个是污水热能属于低品位热能(50-60℃)不能用于发电，只能直接利用，而且热量有效输送半径才有3-5公里。远距离输送会导致热量损失，而且会增加成本。

另一个是作为一种清洁回收能源，想要发展起来，政府部门的支持是必不可少的不光是政策、立法，更要有经济上的支持，目前我国这方面做的还比较欠缺。

3寻找能源替代

这几年最热的新能源就是太阳能了国光伏产业在政策的扶植之下，发展迅猛，国家也曾鼓励污水处置企业多多利用自身的场地空间，自己发电自己用，以弥补自己能量上的缺口。

很多污水厂也响应号召，和光伏组起了CP水处理+光伏的好处很明白，首先是发的电可以供污水厂自己使用，从而降低电耗成本，做的好的甚至还能向电网供电，或许还能有额外的收益；其次是对于污水厂的转型具有重大意义。

最典型的就是王小郢污水处置厂。通过在污水处置厂的氧化沟和沉淀池上方空间布排光伏组件，有效地实现了土地及空间资源的二次开发利用。每年可提供约1200万度绿色清洁电能，相当于每年节约规范煤3936吨，减排二氧化碳11965吨，降低碳粉尘排放3264吨，节省电费支出70万元以上。

不过我也能发现，污水厂+光伏的模式并没有大规模落地，其中很重要的一点就是利息问题。光伏发电有个很大的特点，就是发电量很不稳定，需要增加储能设备，发电多的时候贮存起来，少的时候就可以用存起来的电量。但是加上储能设备，又是一笔非常大的本钱，这对于搞光伏发电站的国企来说，都是不小的压力，更何况是污水厂。

如果污水厂都加上光伏，就还要配置相应的储能设备，相当于是多了一笔重资产，对于企业来讲，一笔很大的负担，所以水处理+光伏的模式，不是每个污水厂都能搞的

4写在最后

碳中和的大背景下，未来的污水厂势必会向精细化、低碳化的方向发展，而现在每座污水厂，都要不断积累转型的经验，不时进行优化升级，才干不被时代所淘汰。