论文部分内容阅读
摘要：由于我国经济建设的不断发展，进一步推进了工业化生产的步伐，虽然工业的发展带来了很多的经济效益，但随之而来的水源污染、能源消耗问题也日益严峻，并引发社会各界的强烈不满。为了有效解决污水处理问题，在污水厂供配电设计中，将关键处理设备的供配电进行科学的设计，并实施相应的节能控制改造对策，不仅提升污水处理厂的工作效率，还大大降低了能源的消耗。
关键词：污水处理厂；供配电设计；节能控制改造
目前我国污水处理厂通常采用周期循环活性污泥法进行污水处理，其中需要大功率用电负荷的设备有：生化池的鼓风机和进水泵房的提升泵。所以在其供配电的设计时，要对设备的电量负荷进行准确的计算，并以此为依据来进行相应的节能控制改造，使得污水处理厂的大功率设备可在一定程度上减少能源的消耗，以保障污水处理厂的经济效益。
1鼓风机台数设置与用电负荷计算
按照周期循环活性污泥法处理标准，每格生化池都安装一台75千瓦功率鼓风机进行曝气，生化池中还安装的设备有：预反应区设置两台3千瓦功率的潜水搅拌器；主反应区安装两台1.5千瓦的旋转式滗水器和一台功率3千瓦的剩余污泥泵：选择区设置一台1.5千瓦功率的潜水搅拌器和一台3千瓦功率的污泥回流泵。然而单体生化池用电负荷最大的情况就是进水设备和曝气设备同时运行。（如：图l所示）
根据周期循环活性污泥法的处理周期，可将四格生化池的处理过程分开进行，通过PLC控制器编写程序控制，可将其应用于不同的处理过程中，由此发现两格生化池分别进行进水和曝气结合的运行方式时，其運行功率达到峰值，所以可暗转两台鼓风机，每台鼓风机用电负荷计算公式为：功率因数COS 0=0.87，效率.n=94%，P30（有功功率）=75×2/0.94=160kW：Q30（无功功率）=P30tanθ=90kW；S30（视在功率）=P30/0.87=183kVA；130（计算电流）=S30/1.732×0.38=279A。
生化池使用的污水处理技术可进行合理的优化，可将两台关键设备鼓风机同时工作。污水处理优化后的优化效率相比于优化前提升约50%，减少两台鼓风机的使用，不仅可以降低成本的投入，还降低了整个系统用电负荷计算总容量，节省了设备资源的消耗。
2鼓风机供配电节能控制改造对策
鼓风机的电功率较高，使其在应用时的电能消耗较多。在生化池处理过程中，可按照氧气的溶解浓度来选择合适的供气量。如果利用控制阀门来调节供气量，就会增加电量的耗损；若想让鼓风机通过电能来控制生化池曝气操作，只需应用变频控制就能快速、搞笑的完成曝气工作。通过生化池内安装的溶解氧检测仪测量的检测值来确定周期循环活性污泥法的曝气量，按照氧气溶解浓度对鼓风机的工作频率进行合理调节，继而对生化池的曝气强度进行控制，不仅保证了所需的曝气量，还打到了节能降耗的效果。其控制原理：溶解氧检测仪-PLC-变频器-罗茨鼓风机。
按照鼓风机压力一流量特性曲线，根据污水处理技术所需的电流量，运用变频调速控制无疑是节能的最好方式。鼓风机流量、电机转速、运行功率之间有着必然的联系，风机的流量和转速成正相关，风机流量的三次方和运行功率呈正相关。选择不同的频率所得到的节能效果存在一定的差异，使用变频控制调节鼓风机的运行频率，可使污水处理厂的电能消耗不断减少。
3.提升泵供配电节能控制改造对策
提升泵技能应用工频运行，又能应用变频运行。工频运行可以找进水泵房水池液位进行高液位开泵，低液位停泵。通过软起控制动器，或控制阀门来调节流量，亦或促使生化池超负荷工作；变频运行可依照进水流量进行控制，其运行效率平稳可保证水量按时供给，不仅保证了污水处理的需求，还能避免水泵的多次开启，使得进水泵房输送出流量始终维持在特定范围内，从而使得生化池进水量的周期不稳情况得到缓解，也能一定程度上优化污泥的培养状况。如：日间的进水量远远超过夜间的进水量，通过进水瞬时流量信号控制提升泵的运行频率，既保证了污水处理的效果，还极大的节约了电能的消耗。其控制原理：电磁流量计-PLC-变频器-提升泵。
在生化池中应用软起控制工频运行两台提升泵，应用变频器控制运行一台提升泵；通常工频可运行一台提升泵，变频控制按照进水流量运行一台提升泵，对比两种不同运行控制方式的电机参数发现：当一台应用变频控制的提升泵和一台应用软起控制的提升泵同时工作时，其运行功率可降低约9千瓦，若提升泵每年需工作八千小时，那么每年可节省的电量约72000kw/h，按目前工业用电价格1kw/h0.55元计算，在电能消耗上能节省的费用约四万元，节能效果十分显著。
（如：图2所示）
4.全流程供配电节能控制改造对策
污水处理厂实现全流程节能控制技术的关键是确保污水处理过程中合理的配置能源。根据对污水处理厂的能源分配可知，應用过程控制可将污水处理的能源消耗在每个阶段有所降低，使得废水处理装置中污水能量与物质能量相融合，从而在污水流量发生变化时，能够有效的调配污水能量的流向，从而将有机污染物在处理过程中所消耗的氧气量降低。在我国污水处理厂进行节能控制改造策略的核心思想就是：将污水处理全流程节能控制改造作为发展方向，保证污水处理后的质量为基础，将整个流程能源消耗降到最低，以达到共同控制的标准，将整个污水处理过程的节能控制为主要方式，接住多参数智能控制技术，从而实现污水处理厂全流程的节能控制。
结束语：
近几年我国对污水处理的要求不断提升，旨在为保证工业生产量的前提下，逐渐强化污水处理效率，科学进行污水厂供配电设计，使得各项设备符合节能减排的标准，当前大部分污水处理厂都应用了较为先进的污水处理方法，结合精确地供配电计算，使得污水除了设备都能实现合理的优化，从而达到污水处理的高标准。
关键词：污水处理厂；供配电设计；节能控制改造
目前我国污水处理厂通常采用周期循环活性污泥法进行污水处理，其中需要大功率用电负荷的设备有：生化池的鼓风机和进水泵房的提升泵。所以在其供配电的设计时，要对设备的电量负荷进行准确的计算，并以此为依据来进行相应的节能控制改造，使得污水处理厂的大功率设备可在一定程度上减少能源的消耗，以保障污水处理厂的经济效益。
1鼓风机台数设置与用电负荷计算
按照周期循环活性污泥法处理标准，每格生化池都安装一台75千瓦功率鼓风机进行曝气，生化池中还安装的设备有：预反应区设置两台3千瓦功率的潜水搅拌器；主反应区安装两台1.5千瓦的旋转式滗水器和一台功率3千瓦的剩余污泥泵：选择区设置一台1.5千瓦功率的潜水搅拌器和一台3千瓦功率的污泥回流泵。然而单体生化池用电负荷最大的情况就是进水设备和曝气设备同时运行。（如：图l所示）
根据周期循环活性污泥法的处理周期，可将四格生化池的处理过程分开进行，通过PLC控制器编写程序控制，可将其应用于不同的处理过程中，由此发现两格生化池分别进行进水和曝气结合的运行方式时，其運行功率达到峰值，所以可暗转两台鼓风机，每台鼓风机用电负荷计算公式为：功率因数COS 0=0.87，效率.n=94%，P30（有功功率）=75×2/0.94=160kW：Q30（无功功率）=P30tanθ=90kW；S30（视在功率）=P30/0.87=183kVA；130（计算电流）=S30/1.732×0.38=279A。
生化池使用的污水处理技术可进行合理的优化，可将两台关键设备鼓风机同时工作。污水处理优化后的优化效率相比于优化前提升约50%，减少两台鼓风机的使用，不仅可以降低成本的投入，还降低了整个系统用电负荷计算总容量，节省了设备资源的消耗。
2鼓风机供配电节能控制改造对策
鼓风机的电功率较高，使其在应用时的电能消耗较多。在生化池处理过程中，可按照氧气的溶解浓度来选择合适的供气量。如果利用控制阀门来调节供气量，就会增加电量的耗损；若想让鼓风机通过电能来控制生化池曝气操作，只需应用变频控制就能快速、搞笑的完成曝气工作。通过生化池内安装的溶解氧检测仪测量的检测值来确定周期循环活性污泥法的曝气量，按照氧气溶解浓度对鼓风机的工作频率进行合理调节，继而对生化池的曝气强度进行控制，不仅保证了所需的曝气量，还打到了节能降耗的效果。其控制原理：溶解氧检测仪-PLC-变频器-罗茨鼓风机。
按照鼓风机压力一流量特性曲线，根据污水处理技术所需的电流量，运用变频调速控制无疑是节能的最好方式。鼓风机流量、电机转速、运行功率之间有着必然的联系，风机的流量和转速成正相关，风机流量的三次方和运行功率呈正相关。选择不同的频率所得到的节能效果存在一定的差异，使用变频控制调节鼓风机的运行频率，可使污水处理厂的电能消耗不断减少。
3.提升泵供配电节能控制改造对策
提升泵技能应用工频运行，又能应用变频运行。工频运行可以找进水泵房水池液位进行高液位开泵，低液位停泵。通过软起控制动器，或控制阀门来调节流量，亦或促使生化池超负荷工作；变频运行可依照进水流量进行控制，其运行效率平稳可保证水量按时供给，不仅保证了污水处理的需求，还能避免水泵的多次开启，使得进水泵房输送出流量始终维持在特定范围内，从而使得生化池进水量的周期不稳情况得到缓解，也能一定程度上优化污泥的培养状况。如：日间的进水量远远超过夜间的进水量，通过进水瞬时流量信号控制提升泵的运行频率，既保证了污水处理的效果，还极大的节约了电能的消耗。其控制原理：电磁流量计-PLC-变频器-提升泵。
在生化池中应用软起控制工频运行两台提升泵，应用变频器控制运行一台提升泵；通常工频可运行一台提升泵，变频控制按照进水流量运行一台提升泵，对比两种不同运行控制方式的电机参数发现：当一台应用变频控制的提升泵和一台应用软起控制的提升泵同时工作时，其运行功率可降低约9千瓦，若提升泵每年需工作八千小时，那么每年可节省的电量约72000kw/h，按目前工业用电价格1kw/h0.55元计算，在电能消耗上能节省的费用约四万元，节能效果十分显著。
（如：图2所示）
4.全流程供配电节能控制改造对策
污水处理厂实现全流程节能控制技术的关键是确保污水处理过程中合理的配置能源。根据对污水处理厂的能源分配可知，應用过程控制可将污水处理的能源消耗在每个阶段有所降低，使得废水处理装置中污水能量与物质能量相融合，从而在污水流量发生变化时，能够有效的调配污水能量的流向，从而将有机污染物在处理过程中所消耗的氧气量降低。在我国污水处理厂进行节能控制改造策略的核心思想就是：将污水处理全流程节能控制改造作为发展方向，保证污水处理后的质量为基础，将整个流程能源消耗降到最低，以达到共同控制的标准，将整个污水处理过程的节能控制为主要方式，接住多参数智能控制技术，从而实现污水处理厂全流程的节能控制。
结束语：
近几年我国对污水处理的要求不断提升，旨在为保证工业生产量的前提下，逐渐强化污水处理效率，科学进行污水厂供配电设计，使得各项设备符合节能减排的标准，当前大部分污水处理厂都应用了较为先进的污水处理方法，结合精确地供配电计算，使得污水除了设备都能实现合理的优化，从而达到污水处理的高标准。