近年来,水资源短缺、水污染严重,已经成为制约世界各国经济社会发展的关键,我国也是如此,建造污水处理厂是当前解决水污染问题的最佳措施,也是缓解水资源短缺的有效措施。污水处理厂的建造能够取得良好的社会、经济和环境效益,但是此类工厂的建造和运行过程中不仅需要消耗大量的能源,而且还需要大量的资金给予支持,因此污水处理厂建造过程面临着重重困难,特别是能耗过大,已经成为制约该行业发展的障碍。我国属于资源短缺型国家,特别是电力资源,供需严重失衡。只有建造能源利用效率高的污水处理厂,才能够缓解当前资源短缺的现象,实现我国社会的可持续发展。在调查中发现,我国一直以来把污水处理厂的设计建设和处理成果作为管理的重点,污水厂的后续运行成本往往被忽略,很多污水厂设计建设虽然取得了良好的成果,但是在后续运作过程中因为资金不到位等因素,导致污水处理厂的利用效率不高,出水指标并没有达到理想状况,久而久之,污水处理厂就会因为成本过高、效益低而停止运营,起到持续有效的污水治理效果。所以,在分析处理单元能量转换的基础上,对于当前已经建成的污水处理厂节能改造问题进行全面研究和分析,重新设计新建污水厂节能等方面的问题,有利于实现污水处理厂的持续运行。本论文选择了高新北区污水厂作为研究对象,深入的分析了该污水厂工艺和作用设备的运行状况,基于节能提出了优化运行的具体方案,并得到以下结论:(1)本次研究的高新北区污水处理厂,生化处理单元能耗占总能耗71.65%,预处理单元占10.32%,污泥处理单元占11.37%,其中对于单体构筑物电耗主要在于提升水泵间、曝气系统和污泥脱水机器。所以应该选择以下三个单元作为优化运行的重点:生化、污水和污泥处理单元。(2)高新北区污水处理厂污水提升部分占总能耗10%左右,此次设计中,在进水泵房位置,新增超声波液位计,由此对进水水位进行监控,准确查看水位变化情况,并且在流量计的协同作用下,对潜水泵变频的优化情况进行判断和分析,保证潜水泵的稳定运行,以降低提升潜水泵的电能消耗;同时对厂区内已安装的粗格栅机、细格栅机进行一次整体性的维修工作。(3)对于占目标厂总能耗70%以上的生化处理单元,在厂区建立网络控制系统,利用计算机功能对曝气设备运行、污泥回流泵进行精准控制。网络控制系统有自动控制模式、人工手动控制模式,可以根据厂区进水的实际需求任意切换。利用网络控制系统,能够提高设备运行的效率,从而实现能耗的降低。(4)污泥处理过程耗能占目标厂总能耗11%左右,本文为了加强对脱泥机房的管理,实现该单元能耗水平的降低,优化了两个关键环节,一是优化已有的脱水机器,使用带式浓缩压滤设备的纠偏阀,二是优化冲洗水管等部件。(5)经过检验,优化运行后的各项出水指标满足国家标准,明显的提升了污染物的去除率,吨水电耗降低,吨水电耗降低为0.0412 kW·h/m~3。本文对优化运行后水厂整体处理效果检测过程中运用了模糊综合评价法,共设置了5个评价等级,评价的结果显示,其运行效果为良好。