文档介绍：污水处理厂氨氮减排与节能和自动化仪表的应用
罗远程
佛山市新之源污水处理有限公司
摘要:氨氮排放控制是“十二五”计划中的重要部分,而因处理氨氮造成的电能消耗是污水处理厂很大的一块运行成本,既要减排(降低排放)也要节能(减少能源消耗)是工艺控制中的重要平衡,是各个企业和国家所追求的目标。为了实现这个目标、提高生产效率,本文章简要分析了污水处理相关工艺生产过程中的能耗比,然后从能耗最大的污水生物处理环节中寻求可行的节能减排方法:准确监测、快速响应、提高效率。研究分析中得出:设置及选择合适的监测参数和正确的监测仪表是实现节能减排关键因素之一。
关键词:节能减排、污水处理、氨氮、硝氮离子选择电极法在线监测
降低能耗、低碳生产是全人类的共识。在污水处理行业,电能消耗是企业生产过程中最大的资源消耗,也就是说在污水处理过程中主要是利用电力驱动各种机电设备来净化污水。而处理氨氮的硝化曝气及后期的反硝化搅拌等过程又占用了其中的多数消耗的电能。如何有效地降低电能消耗、同时净化出水达标排放是各个污水处理厂努力的目标。
这些净化污水的机电设备主要是通过各个工艺的自动化监测仪表的测试数据来控制,因而,在线监测仪表的应用直接关系着污水处理厂能耗高低。
一、污水处理厂仪表与电能消耗现状
1、污水厂所应用的仪表主要分类
(1)物理位置:如液位计、泥位计
这类仪表主要通过超声波在不同介质分层的反射来确定液面、泥面等参数的物理位置,由于测量的是一些比较直观的物理参数,大多数仪表均能够运行稳定,测试结果也容易调校。通过这些参数来控制进样泵、阀门等。
(2)计量仪表:如电磁流量计、超声波流量计等
电磁流量计通过测量导电流体体积的流量来计量液体累计流量,超声波流量计通过测量液面位置来测试明渠的液体流量。通过这些仪表可以有效的确认污水处理厂的处理量。
(3)工艺监控仪表:如pH/OPR、DO、MLSS、COD、NOx-N、TP、余氯等等
这些参数是污水处理厂工艺控制的依据,是水质能否达标的衡量标准。这些参数的测试是否稳定、准确将直接影响到污水厂的出水情况。
2、污水处理厂能耗分布情况
众所周知,污水处理厂的运行成本主要是电能消耗成本。资料显示,多数污水厂的电耗成本占总成本50%以上,表1是一个典型的二级污水处理厂的电耗调查。
表1
耗电单元
耗电比%
污水提升
10-20%
污水生物处理
50-70%
污泥处理
10-25%
如表1所示,其中污水生物处理过程所消耗电能最大,该过程电耗是整间污水处理厂最大运行成本。而其中,氨氮的整个处理过程又占取了很大的比例。
3、仪表与能耗过程的关系
通过物位仪如液位仪和泥位仪可控制污水的提升,阀门、格栅的开启等,由于这类仪表测试的是直观的物理参数,原理简单运行稳定,且这些过程电能消耗比例小(10-20%),可改进节能的空间比较小。
同样,污泥处理过程进行大的节能改进,目前的空间也不是很大。
污水生物处理过程由于消耗电能极大,一般来说,曝气过程用电量通常会占全厂电能消耗的50%或以上,而氨氮的整个处理过程又占取了很大的比例。
曝气过程的控制主要通过在线分析仪表的数据来反控。目前,由于一些在线仪表的维护不到位、一些仪表运行不够稳定,同时进水水质又是不断变化的,这些原因导致设备运行状态调整滞后。为了保证