浅谈污水处理低碳运行策略

浅谈污水处理低碳运行策略

江明

32092419871024903X

摘要：本文就污水处理阶段中碳排放状况进行探讨，并基于低碳理念论述了环保污水处理科学策略，对提升污水处理综合效能，创设显著低碳经济效益，有积极有效的促进作用。

关键词：污水处理；低碳；环保

污水处理是我国一项重要的环保举措，然而污水处理工艺对电能的消耗却制约了其在我国的推广，污水处理的低碳运行策略能够很好的解决这一问题，有效地促进我国社会的可持续发展。

一、污水处理阶段中的碳排放

污水处理实践中，应用传统工艺方式通过供氧进行有机物消耗，同时会产生较多二氧化碳气体，这样一来势必会造成空气污染。基于利用能量及控制温室气体视角，该类处理污水模式不适应可持续发展综合战略。污水之中含有的污染有机物以COD为主，通过处理，其最终生成二氧化碳气体。为降低能量消耗，还有一类处理方式为，令COD有机物转换为氢气、甲烷等能源物质，并可进行其化学能二次应用，而后通过逐步处理生成二氧化碳气体。上述两种处理方式，最终均会令有机污染物COD以二氧化碳形式排放，后一种模式则有效降低了应用外部能源需求。污水之中的有机污染物COD包含较多化学能，倘若对其能量有效的利用收集，则可缓解碳排放污染，对于实现低碳污水处理有着重要的实践意义。

二、污水处理的低碳运行策略

1.降低污水处理各环节的能耗

污水处理过程的能耗主要体现在对电能的消耗上面。目前污水处理工艺流程中对电能消耗较大的几个环节分别是：预处理前期对污水的提升、生化处理环节的曝气等过程、污泥的浓缩和脱水过程以及污泥和混合液的回流过程。在众多环节中，生化处理过程和污泥的脱水浓缩过程的耗电量占到了全部工艺流程耗电量的60％90％之多。因此，想要实现污水处理的低碳运行，便要从这两个环节人手，对其工艺方法加以改进，切实的降低污水处理的能耗，达到节能减排的效果。

在污水处理流程中，各个环节往往按照预定的参数运行。而在实际的处理过程中，污水的流量和水质却是在时刻变化的，这就导致了在污水处理的过程经常伴随着能量的浪费以及出水水质不达标的现象。想要改变这一现状，就需要对进水的水质与水量进行实时监测，并以此为依据调节污水处理装置的运行参数，使装置的运行状态恰好符合进水的需要。在这一方面，若能将目前被广泛采用的在线检测技术与数学建模技术相结合，将会取得良好的收效。

2.剩余污泥的资源化

剩余污泥是污水生化处理过程的副产物之一，虽然它已经被认定为一种潜在的绿色能源，但是目前国内处理剩余污泥的办法基本上还停留在脱水浓缩、加药固定与高温处理的阶段。实际上，只要能够解决剩余污泥的二次污染问题，便能够变废为宝，使剩余污泥够成为良好的能源物质。

3.减少外加剂的使用

污水的处理过程不只是单纯消耗大量的电力，在改善污水的化学构成时添加的外加剂实际上也是一种间接的能源消耗。因此，想要降低污水处理过程中的能耗，应该从降低电力消耗和减少外加剂的使用这两方面同时入手。实际上，相比于降低污水处理过程中对电能的消耗，减少外加剂的使用有着十分简单的办法。通常情况下，城市的生活污水和养殖场废水所含的有机物浓度较高，而工业污水的有机物含量相对偏低，若将两种污水按照比例进行混合，便可减少甚至省略人工碳源的加入。同样，不同工业废水的pH值也不尽相同，如果将两种或多种pH值各异的污水以合理的配比进行混合，便可以节省大量调节污水pH值的外加剂。同时，在对污水进行脱氮除磷处理时，应尽可能选用生物方法而非化学方式，不仅可以降低成本，还能够提高污水脱氮除磷的效果。

三、低碳污水处理运行实践

3、1剩余污泥能源的科学回收

污水处理中的剩余污泥可通过三类方式进行能源利用转化，首先可通过对其焚烧实现发电目标，其转化能源效率可达到百分之八十以上。同时实施焚烧处理需要投入较多费用，并配备必要的设备设施。另一类方式则可通过对其厌氧消化处理生成甲烷能源，其效率一般在百分之五十左右，无需投入复杂设备，应用的技术也相对简单。还有一类方式为生物途径制氢，基于厌氧消化的科学控制获取一部分的氢气能源，该类处理效率不高，同时会生成二氧化碳气体，因此其低碳环保能效有限。通过上述剩余污泥能源利用转化的科学途径，我们认为，通过厌氧消化形成甲烷能源的途径较为合理，可成为主要利用开发能源方式。同时，该方式阶段中，由于厌氧传统模式下，微生物无法实现良好的裂解，因而影响了甲烷生成总量，因此，我们应深入探究细胞裂解的科学技术。可基于生物、物理学或化学方式，树立不同处理目标联合应用优势途径进行相关矛盾问题的科学处理，并有效解决。

3、2科学利用污水内含物理热能

污水之中蕴含着丰富的物理热能，通常来讲容易被忽视，无法得到良好利用。为此，我们应科学重视，可直接将其用在工艺处理环节。例如，中温亚硝化技术，通过处理余温可供给生物处理优质温度条件，而无需进行能源的二次加入，令耗能总量提升。还可基于热泵技术进行热能的有效回收。目前，污水低位热能为优质的清洁能源，广泛被业界认可，因此，我们应深入研发如何基于热泵系统对其进行科学回收，激发低碳潜力，体现环保应用价值。

3、3有效开发风能、太阳能洁净能源

污水中富含剩余污泥能源、大量物理热能，因此可基于这些能源，探析有效的开源方式。同时，节流途径也不可或缺。行业人员可基于实践经验大胆设想，例如位于曝气池进行收集能量的太阳能板设置，令其发挥保温防护、隔绝作用，最大限度利用太阳能洁净能源，进行各类有害毒气的收集与处理。再者，基于碳中和科学处理污水原则，还可设想如何利用风力发电创建风场，基于碳信用与碳权交易进行能源的科学获取。

四、低碳污水工艺应用研究

4、1污水除磷及脱氮工艺

污水除磷通常基于反硝化原理，结合除磷与脱氮，这样一来令碳源能量有效节约，并可转化污水之中的有机物COD为甲烷。我们可应用当前较为成熟发展的BCFS技术，优化整体处理能效，创设良好的实践运行环境。污水脱氮处理可科学应用自养脱氮技术，进行短程硝化，有效降低排放二氧化碳气体总量，并合理控制系统运行处理成本费用投入。目前，荷兰等国已成功应用CANON短程硝化技术，实现了生产加工高氮氨废水的处理，令低碳综合污水处理能力得到了显著优化提升。

4、2优化污水处理综合工艺能效

污水处理企业实践运行中，水质及具体进水量会伴随阶段的推移、季节的更替而不同。因此，各类污水处理用到的机械、设备并不是始终在运行的良好标准。因此，我们应科学应用处理措施预防不良浪费能量现象。可借助变频交流技术进行速度的合理调控，进而科学实现对回流量的有效控制，并令曝气更加准确。可令设备始终在良好、健康标准运行，实现优质工况。应用该技术阶段中应全面了解水量、水质的综合特性，可引入在线监测实现信息的高效传输。同时还可令其融合至模拟技术模式之中，令污水处理工艺更加科学、优质，良好运行，并及时反映各类实时参数，形成对调速变频系统的科学调控管理。污水处理实践中，有效降低外加药剂、碳源总量可令间接能耗显著下降。因此，应由工艺处理阶段，科学基于内部单元现实特征，进而实现药剂加入量的有效控制，提升除磷氮污水处理综合能效。

五、结束语

总之，基于污水处理排放碳总量对空气环境造成二次污染状况，我们应科学树立环保、低碳理念，科学探究低碳污水处理实践策略，引入行之有效的实践处理技术，深入研究发展低碳处理工艺，才能真正提升低碳污水处理综合效能，实现节能环保目标，进而促进污水处理事业的持续、健康与全面发展。

参考文献：

[1]郝晓地，涂明，蔡正清，甘一萍.污水处理低碳运行策略与技术导向[J].中国给水排水，2010，26（24）：1-6.

[2]岳治杰.污水生物处理工艺中低碳运行技术的浅析[J].环境科学与管理，2013，38（04）：8-11.