截至2017年底，全國城市污水處理能力達到1.57億立方米/天，全國累計污水處理量達到462.6億立方米。 2017年，該國的總用電量為6377億千瓦時(shí)，污水處理用電量約占0.4％。同時(shí)，在污水處理過(guò)程中，與美國污水處理廠(chǎng)0.2kW·h / m3和日本污水處理廠(chǎng)0.26kW·h / m3的平均耗電量指數相比，污水的平均耗電量我國的污水處理廠(chǎng)約為0.3kW·h / m3。節能空間比發(fā)達國家高得多。這表明了污水處理廠(chǎng)節能降耗的重要性和緊迫性。

1.污水處理廠(chǎng)的能耗特征

污水處理廠(chǎng)的能耗類(lèi)型包括電力，熱力，蒸汽，天然氣，柴油，汽油等以及耗能的工作液，其中耗電量約占污水綜合能耗的60％至90％治療。用于描述污水處理廠(chǎng)的能效指標，除常用的單位綜合處理能耗，單位綜合處理能耗，單位水處理能耗，單位污泥處理能耗外，部分污水處理廠(chǎng)還采用了去除法。 BOD5單位能耗能耗，去除的每單位COD能耗，服務(wù)的每年每單位人口當量的能耗以及每年用來(lái)描述能耗的每單位人口當量的能耗。污水處理廠(chǎng)的能效指標與以下因素有關(guān)：

（1）污水處理規模。在其他因素相同的情況下，在設計處理能力的范圍內，污水處理廠(chǎng)的單位綜合處理能耗與處理規模成反比；

（2）進(jìn)出水水濃度。進(jìn)水濃度越高，排放標準越高，單位綜合處理能耗越大； 

（3）治療過(guò)程。在通常使用膜處理裝置的污水處理廠(chǎng)中，膜生物反應池中高濃度的MLSS需要增加水動(dòng)力和曝氣強度，并且在泥水分離過(guò)程中必須保持膜驅動(dòng)壓力，并對該裝置進(jìn)行綜合處理能耗比較大； 

（4）運行負荷。較低的運行負荷將增加設備的綜合處理能耗。

根據廠(chǎng)區功能單位，污水處理廠(chǎng)能耗的統計范圍為：

（1）生產(chǎn)系統，包括網(wǎng)格，預處理系統，生化反應系統和回收系統等。應注意污水處理廠(chǎng)的能耗為標準分析和水平比較時(shí)，有必要統一生產(chǎn)系統的能耗統計。一些污水處理廠(chǎng)的生產(chǎn)系統不包括深度處理，或者處理后的污泥水含量較高，這將顯示較低的能耗指標。 

（2）輔助生產(chǎn)系統，包括電源系統，機器維修車(chē)間和倉庫等；

（3）輔助生產(chǎn)系統，包括辦公室，食堂，輪班，車(chē)間浴室，休息室，更衣室等； 

（4）企業(yè)儲存，供應（包括出口）損失的換算和計量。在整個(gè)污水處理過(guò)程中（不包括污泥處理單元），生化處理單元的運行能耗占整個(gè)污水處理廠(chǎng)的55％至60％，其中能耗最大。污水處理系統約占用電量的25％。處理車(chē)間中的污泥脫水，消化和處理以及除臭也是具有相對完善設施的污水處理廠(chǎng)中重要的能源消耗環(huán)節。由于上述設施尚未在我國目前的污水處理廠(chǎng)中廣泛普及，因此，隨著(zhù)環(huán)保要求越來(lái)越嚴格，將來(lái)污水處理廠(chǎng)的總能耗和強度將得到顯著(zhù)改善。下面重點(diǎn)分析預處理，生化處理和污泥處理三個(gè)環(huán)節的能耗特征。

1.1預處理

用于污水提升和混合的泵系統是預處理單元中的一個(gè)高能耗環(huán)節。泵的功率，電動(dòng)機，泵使用的驅動(dòng)系統以及流量控制方法是影響泵效率的主要因素。如果實(shí)際操作條件不能滿(mǎn)足泵的最佳效率點(diǎn)，則泵內液體的湍流，摩擦和回流會(huì )導致泵系統的效率降低和揚程降低。預處理裝置的主要耗能設備包括污水提升泵，沖洗泵等。

1.2生化處理

生化處理中的曝氣是處理單元的關(guān)鍵能耗部分，約占總能耗的50％。曝氣系統的能耗受好氧細菌數量，進(jìn)水量，出水水質(zhì)，處理技術(shù)，處理規模和使用壽命等因素的影響。生化處理單元的主要耗能設備包括鼓風(fēng)機，污泥回流泵，螺旋槳，攪拌器等。

1.3污泥處理

常用的污泥處理工藝包括污泥的增稠，消化，脫水，穩定化等。污泥處理系統的能耗與污泥量，污泥泵的選擇和運行以及水的含水量等因素有關(guān)。污泥。華南污水處理廠(chǎng)各處理環(huán)節采用改進(jìn)的AAO工藝的主要耗能設備：

（1）預處理環(huán)節包括污水提升泵，沖洗泵，事故污水泵和羅茨鼓風(fēng)機；

（2）生化處理環(huán)節是潛水推進(jìn)器，好氧至低氧回流泵和鼓風(fēng)機；

（3）消毒和尾水處理環(huán)節是尾水提升泵；

（4）污泥處理過(guò)程包括污泥干燥機，給水泵，榨水泵和洗滌泵。廣東某污水處理廠(chǎng)，采用AAO微曝氣氧化溝工藝處理生活污水和工業(yè)廢水混合污水。分析了預處理，生化處理和污泥處理單元的設備能耗。結果表明，羅茨曝氣風(fēng)機，污泥提升泵，污泥回流泵，格柵凈化機，帶式壓濾機和反沖洗泵的運行能耗分別占42％，30％，7％，5％，3％，分別為2％。

2.污水處理廠(chǎng)的節能策略和措施

2.1預處理節能措施

預處理過(guò)程的能耗主要來(lái)自污水提升泵，其能耗占整個(gè)預處理過(guò)程能耗的95％。目前，大多數污水處理廠(chǎng)在選擇泵時(shí)都選擇了更高的設備揚程，這導致了高能耗。設計泵壓頭時(shí)，應使用液壓系統精確計算污水處理系統的總水位。此外，城鎮中的一些污水處理廠(chǎng)沒(méi)有調整進(jìn)入該廠(chǎng)的水量以實(shí)現連續的水流入，這導致泵的頻繁啟停，導致泵房的能耗很高。 。在選擇水泵機組的基礎上，根據吸水特性，如變頻泵和定速泵的組合，合理地調整水泵的運行分組，以在安全運行范圍內實(shí)現高水位運行。 ，這也有利于節能。此外，定期對水泵單元進(jìn)行大修和維護，及時(shí)更換軸承和葉輪，并通過(guò)減少表面粗糙度實(shí)現水泵的連續高效運行。

2.2曝氣系統采取的節能措施

目前，大多數采用活性污泥法的污水處理廠(chǎng)普遍存在溶解氧濃度波動(dòng)大，曝氣過(guò)度等問(wèn)題，影響污水處理效果，導致能源利用效率低下。曝氣系統可以從以下幾個(gè)方面實(shí)現節能目標：

（1）根據日高峰或小時(shí)高峰所需的溶解氧量合理設置曝氣系統的規模。當溶解氧不足時(shí)，有效控制通氣率可使活性污泥在一段時(shí)間內正常工作。影響污水水質(zhì)；

（2）在選擇曝氣設備時(shí)，要綜合考慮供氧能力和調節能力，以提高曝氣系統的實(shí)際曝氣效率；

（3）采用變頻調速系統控制風(fēng)量；

（4）設計的反應器結構應根據氧氣的傳遞規律進(jìn)行設計。

北部的污水處理廠(chǎng)通過(guò)在線(xiàn)檢測溶解氧的濃度來(lái)結合水質(zhì)和水量的特征，以在需要出水水質(zhì)時(shí)控制其達到最低濃度要求，并確保處理后的水進(jìn)入二級沉淀池具有一定的溶解氧濃度，防止厭氧反應的發(fā)生，以合理減少鼓風(fēng)機的風(fēng)量，達到節省曝氣能耗的效果。此外，目前大多數污水處理廠(chǎng)都使用微孔曝氣，這很容易堵塞，從而增加了能耗和維護成本。就氧氣傳輸效率而言，射流曝氣器具有明顯的優(yōu)勢。單位功耗處理BOD5和COD。該量分別比微孔曝氣裝置高30％和110％，顯示出更高的能源效率。一些污水處理廠(chǎng)使用數學(xué)模型，模擬，人工智能等手段來(lái)控制生化處理單元的曝氣量，但是這些手段的應用尚未得到廣泛推廣。

2.3污泥處理的節能措施

在污泥處理過(guò)程中，污泥脫水是關(guān)鍵的能耗單位。通過(guò)添加高效絮凝劑可以達到降低能耗的目的，可以提高污泥的沉降性能。過(guò)熱和熱電聯(lián)產(chǎn)系統利用厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，可以為污水處理廠(chǎng)的其他單元提供能量并實(shí)現能源效益。污泥的垂直高干脫水，污泥囊式厭氧消化，污泥除砂預處理，高效熱解爐，四軸大容量葉片干燥等措施可以在一定程度上實(shí)現節能。這些措施可以將污泥轉化為燃氣，從而實(shí)現資源利用。另外，諸如污泥的熱水解之類(lèi)的預處理方法可以減少污泥的體積，同時(shí)增加污泥中易于生物降解的物質(zhì)的比例，從而增加沼氣的產(chǎn)生。在現階段，研究機構已經(jīng)建造了可以充分利用我國城市污泥和其他廢物的核心設備。因此，該設備已為我國的能源轉化過(guò)程和污泥處理能力進(jìn)行了有效推廣。做出了巨大的貢獻。充分利用厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣作為污泥處理所需的能源，也可以實(shí)現節能效益。對于具有一定規模的污水處理廠(chǎng)，可以通過(guò)設置和運行厭氧消化-熱電聯(lián)產(chǎn)裝置來(lái)實(shí)現污水處理廠(chǎng)部分能耗的自給自足。

3.開(kāi)展污水處理廠(chǎng)節能工作

污水管網(wǎng)，污水泵站和污水處理廠(chǎng)共同構成了城鎮巨大的污水處理系統。這個(gè)龐大的系統如何實(shí)現污水處理的高效率，安全性和滿(mǎn)負荷能力，從而達到各種污染物排放標準并實(shí)現設備的節能降耗和降低運營(yíng)成本是相關(guān)運營(yíng)商面臨的極為現實(shí)的問(wèn)題。 。在我國政策的強烈要求下，某些地區發(fā)展了污水管網(wǎng)和污水處理廠(chǎng)的聯(lián)合工作，從而滿(mǎn)足了高效，安全和滿(mǎn)負荷的要求。該技術(shù)主要使用先進(jìn)的信息技術(shù)和Internet技術(shù)。 ，可以實(shí)時(shí)監控以有效地調節和控制能源。該技術(shù)不僅使用信息技術(shù)，還使用GPS和PCL技術(shù)。它主要利用儀器和攝像頭功能，可以有效地控制工作環(huán)節，從而實(shí)現了人工智能系統。每個(gè)設備還可以存儲數據。內容是共享的，從而提高了監視的強度和準確性，這使污水處理廠(chǎng)的操作更加方便，高效。另外，該系統應用人工智能來(lái)確保系統的安全運行。該系統的開(kāi)發(fā)填補了我國污水處理行業(yè)的空白，從而實(shí)現了利用新技術(shù)實(shí)現人工智能控制，還滿(mǎn)足了國家節能降耗的政策要求。 ，使城市污水處理工作能夠迅速進(jìn)行，又節約能源。

4.結論

北京于2014年發(fā)布了《城市污水處理能耗標準》（DB T1118-2014），這是中國第一個(gè)污水處理能耗標準。污水處理廠(chǎng)中一些高能耗的環(huán)節可以通過(guò)有效的技術(shù)降低能耗，使污水處理更加經(jīng)濟高效。技術(shù)人員還必須加大對污水處理各個(gè)方面的研究，開(kāi)發(fā)更好的技術(shù)來(lái)服務(wù)于污水處理工作，以確保中國經(jīng)濟更快更好地發(fā)展。