1、水 厂 运 行 成 本 控 制指导手册2目 录1 规范管理 .31.1 运行成本控制机制 .31.1.1 运行成本控制的基本要求 31.1.2 运行成本控制的机制 .41.2 运行成本控制的主要内容 .41.2.1 水电、药剂费用的控制 41.2.2 材料费用的控制 .51.2.3 工资费用的控制 .51.2.4 综合费用的控制 .61.3 运行成本控制的主要方法 61.3.1 定额控制方法 .61.3.2 目标成本控制方法 .71.3.3 节能降耗主要管理措施 .82 节能降耗 .82.1 主要设备的节能技术 92.1.1 变频器节能技术 .92.1.2 水泵节能技术 .102.1.3 风机
2、节能技术 .122.2 处理单元节能技术措施 142.2.1 预处理部分节能措施 .142.2.2 生化处理单元节能 .152.2.3 混凝沉淀单元节能 .162.2.4 深度处理部分节能措施 .172.2.5 污泥脱水部分节能 182.3 不同处理工艺节能降耗的技术措施 192.3.1 A2/O 工艺节能措施 .192.3.2 氧化沟工艺节能措施 202.3.3 CASS 工艺节能措施 222.4 非生产环节节能 2331 规范管理水厂运行成本控制是一项系统工程，它需要横向的规范管理和纵向的技术进步；然而，水厂管理的标准化和规范化对成本控制的作用比单纯的依靠技术进步要更全面、更显著，因此，水
3、厂主要负责人首先要树立强烈的成本控制意识，本着节约不分大小、积少成多的宗旨，将成本控制的思想深入到脑海中，流淌在血液中，体现在细节中，勿以“利”小而不为，把成本控制做到极致，将节能降耗进行到底；深入挖掘方方面面的成本节余潜力，充分发挥一线工人控制成本的积极性和创造性，正确引导，群策群力，只有这样，水厂运行的成本控制工作才能真正见到实效，取得成绩！1.1 运行成本控制机制污水处理厂运行成本控制就是对生产经营活动的所有环节，运用预测、计划、核算、考核、分析、评价、控制、监督的技术，对生产经营的耗费和支出实行科学管理。成本控制的根本目的，就是要在生产经营的一切环节，实现节约，降低成本，以提高经济效益
4、。1.1.1 运行成本控制的基本要求（1）增强成本意识污水处理厂的领导及全体职工，都应具有成本观念，千方百计节约污水处理过程中的耗费和支出，努力争取较好的经济效益。实践证明，单位成本管理工作的好坏，同单位领导成本观念的强弱有很大关系。领导的成本观念强，在安排或进行工作时，会考虑降低成本的要求，组织降低成本的活动，检查降低成本的工作，对水厂运行的成本控制起到非常重要的作用。同时，广大职工也应该具有成本观念，自觉提高工作效率，在自己的岗位上注意节约，多方寻找降低成本的潜力。（2）划分降低成本的责任节约污水处理的耗费和支出，不断降低成本，还需要明确划分成本责任，规定各部门、各车间、各班组及个人节约支
5、出、降低成本的指标，定期进行考核，按工作的业绩实行奖罚。（3）健全管理基础，保证成本真实按照成本管理的要求，污水处理厂要健全成本管理基础，对各种材料物资的领发和消耗、工时的利用、费用的开支、污水处理总量及出泥量、进水水质和出水水质的监测等，都应在办理交接手续的基础上做好记录，提供给有关管理部门进行分析、汇总、计算。领取物资材料，要有计划和审批手续，要有准确的定量、计量和控制标准，避免随意使用、用量不计数、无控制的现象。只有做好这些成本管理基础工作，才能保证成本核算中信息源的真实性。（4）正确核算成本一是要遵守成本开支范围，二是要遵守国家的财政政策，只有这样才能保证污水处理成本的真实性和可比性。
6、为了正确地核算成本，还需要采取科学的成本计算方法，每个污水处理厂都应根据自身的特点，采用能够与其相适应的成本计算方法。（5）严格成本考核成本信息用于管理，就要以成本信息为依据。对各部门、各车间、各班组及个人的成本责任或成本计划指标进行考核，据此评价其工作。（6）加强成本控制，实行成本监督对于成本的支出应加强控制。首先，对开支的合理性、合法性实行监督，以保证人力、4物力、财力得以合理、有效的使用，取得较好的经济效益。其次，必须健全生产耗费的定额管理，规定生产用料、用工定额，按定额控制材料物资的领发、生产工时的利用。对各项开支，要执行规定开支标准，不得随意扩大范围和支付标准。对于消耗定额、开支标准
7、的执行要进行监督，避免有法不依、有章不循。除此之外，在成本控制工作中也要注意开展成本预测，进行成本分析，更多地依据成本信息，考虑降低成本和提高效率的要求。1.1.2 运行成本控制的机制在污水处理过程中为了控制生产耗费和支出，应当建立健全各项成本控制制度。通过严格执行，使生产中的耗费和支出按预定标准支出。一般来说，主要有如下制度：(1) 成本分级分口管理责任制分级分口管理，是目前成本控制工作中贯彻责任制的有效形式，也是进行成本控制首先要制定的制度。分级分口管理就是在单位内部，在厂长或主要负责人的统一领导下，以厂部成本管理为主导，建立厂部成本控制、车间成本控制、班组成本控制相结合的纵向控制责任体系
8、；以财会部门为中心，建立财会、生产、设备、劳资、技术等部门密切配合的横向成本控制责任网络。实行成本分级分口管理，可以使成本计划指标和生产任务分解落实到各部门，变为全体职工的行动目标，从而调动一切积极因素，挖掘各方面的潜力，保证成本任务的完成。分级分口管理要求明确各级各部门在执行成本控制方面的职责，赋予成本控制上的权限，定期组织检查，对完成的结果进行考核，并作为评比奖励的条件。(2) 材料物资的管理制度材料物资的管理制度是成本控制中一项重要的制度。在材料物资管理中，对于材料的购买，应有购买条件、审批权限、购买手续的规定。对于材料的领发应有批准、核发、计量、验收的规定，对余料、废料应有分级、计量、
9、回收的规定。制定材料物资管理制度，可避免买料无计划、领料无手续、发料不计数、用料不核算、废料不回收的现象，降低材料物资的消耗成本。(3) 财务支出制度财务支出制度是贯彻执行国家规定的有关财务的制度，控制成本开支、进行成本控制的重要环节。在财务支出制度中，应规定成本开支的范围、开支标准、各项费用支出的审批权限、审批手续、监资方式等。在财务支出制度制定后，领导可按规定审批，财务按制度把关，使各项成本费用支出有章可循，避免任意扩大开支范围，提高开支标准。除以上主要制度外，还有设备的维护保养制度、车辆维修制度、用车制度、劳保制度、接待制度、办公用品购买制度等，各水厂可根据自身特性( 点) 来制定。1.
10、2 运行成本控制的主要内容为降低污水运行成本和提高生产效率，必须抓好各种费用的日常控制与管理。在污水处理的一切环节，注意合理利用资源，如人力、物力、财力等，在保证产品质量和数量的前提下，节约一切能够节约的耗费和支出。1.2.1 水电、药剂费用的控制(1) 实行定额管理为使各个部门合理、节约地使用水电和药剂，需对药剂、水电等耗能实行定额管理。应由技术部门和设备材料部门按设备、按生产车间的性质，结合以往消耗的经验数据，制定药剂消耗和水电消耗的定额，按定额控制消耗。对超定额的消耗，要按规定手续审批，5并分析原因，明确责任，兑现奖罚。(2) 健全计量工作要执行药剂领发计量制度，分部门、班组核算药剂、水
11、电用量，安装水表、电表，克服各部门耗用数不清、定额消耗责任不明的现象。用定额量与表的计量相比较，对各部门、班组进行考核，兑现奖罚。(3) 建立分管部门责任制分管部门责任制是提高专业管理人员的责任心的有效手段之一，只有将责任落实到个人，才能使“要他做”变为“我要做” 。还要加强对耗用药剂的设备、供水设施、供电设施的技术管理，向管理要效益，防止损失和浪费。同时按管理的绩效进行考核，实行奖罚兑现。(4) 加强对药剂、水电等使用情况的分析总结和推广合理节约的经验，查明药剂、水电等非生产损耗和浪费的原因，督促责任部门、责任人采取措施加以改进，使消耗能源逐渐趋于更合理、更节约。1.2.2 材料费用的控制在
12、污水处理厂运行中，各种材料费（含各种药剂费、备品备件费等）在成本中占有较大比重，因此它是成本控制的重点。(1) 制定材料消耗定额材料的收发、保管一般由设备材料部门归口管理，因此，设备材料部门会同各个生产部门，在财务部门的配合下，制定各种消耗定额，作为材料领发、消耗的控制标准。对于主要材料，应按规定消耗定额领用和消耗(如药剂等) ，但对种类繁多的零星耗用材料，可以实行金额控制法，即以零星材料耗用的历史材料为依据，核定允许领用的总金额，在总金额范围内控制领用。(2) 采用节约材料的先进科学技术采用科学的材料配方和先进的生产工艺，是促使合理和节约利用材料的重要途径。污水处理厂应在保证出水水质、水量的
13、条件下，不断试验，采用新工艺、新材料、新技术，以达到节约材料、降低成本的目的。还要积极开展科学研究，开展技术革新，开展设备改造，节约各种零配件的消耗。(3) 开发新的材料资源，采用优质廉价的代用材料随着科学技术的发展，出现了资源多、价格低的材料替代稀缺昂贵的材料，这种替代不仅缓解了某些物资稀缺的限制，更有利于降低成本。污水处理厂因其生产的特殊性，不像工业产品企业那样需用大量直接构成产品实体的原材料，但其所用的药剂(如絮凝剂) 、维修所用配件、污泥脱水所用的滤带等，也可以在不影响污水处理效果的前提下，尽量采用廉价的代用材料。(4) 减少运输和储存的损耗材料在运输和储存中，会发生损耗。正常的损耗应
14、当制定定额加以控制。超定额的损耗，则应采取措施加以防止。如在材料运输中，要加固产品包装，减少破损，尽量采用直达运输，减少装卸中转次数。对储存有期限的药剂，尽可能在期限内用完，不能多存。否则超期用不完会造成浪费。在材料、备品备件等存储中，要实行科学管理，保证库容整洁，存放有序，有防火、防潮、防霉变、防虫害、鼠害措施，不使库存物资发生短缺和意外报失。(5) 选购质优价廉材料，降低材料采购成本材料采购供应部门一般由设备材料部门担任，应加强市场调查，掌握市场信息和供货商的信誉，选择货真价实的供货单位。61.2.3 工资费用的控制工资费用在污水运行成本中也占有一定的比例，尤其是在规模较小的污水处理厂，占
15、较大比重。因此，加强工资费用管理，对于控制污水运行成本有重要意义。(1) 正确计算和发放工资。财务及相关领导应与车间、科室密切配合，严格考勤制度，核定人员，记录考勤。财务部门应在考勤基础上，按照规定的工资制度、工资标准，正确计算和支付工资。(2) 控制工资的随意增长。随着经济发展，人民生活水平的不断提高，工资增长是必然趋势，但是应该控制不能调动人们积极性的，没有必要的工资费用的那部分增长。(3) 制定健全的用人制度。(4) 要按照合理设定的岗位以及劳动定额配备工人。根据经营管理需要设置机构，按照精简、高效的原则配备管理人员，使单位内任何一个岗位都能得到相对最佳人选。(5) 严格控制加班加点，减
16、少不必要的工资支出。(6) 严格掌握工资开支的范围和标准。1.2.4 综合费用的控制污水处理厂的综合费用，是指除药剂、材料、工资以外的费用，它由许多明细费用项目组成。各项综合费用支出的节约和超支，对成本也有一定的影响，因此，也要加强控制，提高效益。(1) 实行指标控制对全厂的各项综合费用，应根据综合费用计划，实行指标分解，再落实到各科室、车间、班组。例如，按批准的公务费计划指标，进行总额控制，再将其分解到各部门，各部门根据分解指标报送明细使用计划。对某些明细项目，可对分管部门实行项目控制，如办公费由行政部门归口管理。即将分解的该项目指标向下级各部门再分解，按该计划对下级各部门进行控制。(2)
17、严格审核支出对综合费用的每笔支出，财会部门事前应审核其合法性，合格后再支出。购货后，应根据原始凭证进行审核，监督支出的合理性、合法性。各部门应对下达费用指标的完成情况负责。特殊情况需要超过指标开支费用的，应由开支部门提出申请。经厂领导批准，给予追加指标。(3) 完善费用核算项目财会部门除按会计制定要求，组织好费用总分类核算和明细核算外，还可以按分管费用的责任部门建立辅助记录，以分别记载各部门费用的实际发生数，掌握费用计划或指标执行的动态，定期进行检查考核，对费用支出有可能超支的分管部门，及时发出信息。(4) 定期组织费用计划执行情况的检查和分析对于综合费用计划的执行情况，实行检查和分析，全面了
18、解费用支出节约或超支的项目和金额，分析取得节约、发生超支的原因，深入检查存在的问题与提出相应的对策和措施，及时督促有关责任部门或人员迅速改进。对于指标完成较好的部门，及时加以总结和推广。1.3 运行成本控制的主要方法1.3.1 定额控制方法为了控制生产耗费和支出，要借助各项消耗定额。定额应当合理，反映先进水平，使多数人经过努力可以达到。定额也应当根据生产条件的变动，适时进行修改，使定额始终7保持它的先进性、合理性。污水运行成本控制中利用的定额主要包括：(1)材料消耗定额，如污泥脱水用药量等。(2)药剂消耗定额，如实验药品用量等。(3)电能消耗定额，如用电量等。(4)其它费用定额，如公务费、福利
19、费、污泥外运费、车辆使用维护费等。1.3.2 目标成本控制方法作业是否增值作业效率是否满意消除该作业提高效率重新配置继续保持否是否是作业成本理论管理过程之一目标成本是指一定时期内污水运行成本和总控制都达到的标准，一般是指一个年度达到的标准。目标成本控制的方法主要包括：目标成本的制定，成本差异的计算与分析。(1)目标成本的制定要根据成本特性将所有的成本分为变动成本与固定成本两大类。然后，针对不同类型的成本采用不同的编制方法。1)变动成本。这类成本与业务量的总额成正比增减关系。主要指直接材料费、直接人工费( 计时制) 和药剂、水电费、辅料等变动费用。其中直接材料费、直接人工费可采用制定标准成本的方
20、法，药剂、水电、辅料等变动费用可以采用编制弹性预算方法。标准成本实质上就是按成本项目反映的单位目标成本，标准成本是由“价格标准”与 “用量标准” 两个因素构成的。有了标准成本，就可根据污水处理量的大小来计算目标成本。弹性预算是在编制费用预算时，考虑到计划期内业务量可能发生变动，编出一套能适合多种业务量的费用预算，以便分别反映在该业务量的情况下所应开支的费用水平。由于这种预算是随着业务量的变化做机动调整，本身具有弹性，故称为弹性预算。在实际工作中，许多费用项目属于半变动或半固定性质。因此，需对每个费用子项目逐一进行分析计算，并编出一套能适应多种不同业务量水平的费用预算。在污水处理厂，可按设计的污
21、水处理能力来预测这类变动费用的总额，并据此编制这类变动费用的弹性预算。按标准成本和弹性预算方法来确定目标成本，一定要有过去和现在的本单位及国内其8他水厂运行数据为基础，然后由管理部门采用各种专门方法，结合目前科学技术的发展情况及物价变动情况，进行计算、比较和分析，最后再做出判断。2)固定成本。这类成本不受业务量的增减变动影响而固定不变。如单位固定职工的基本工资、固定资产的折旧费、大修费、车辆保险费、养路费、基本电费等。这类费用可采用“零基预算”的方法编制目标成本。 “零基预算”的基本原理是：对于任何一个计划期，任何种费用的开支数，不是从原有的基础出发，即不考虑基础的费用开支水平，而是一切以零为
22、起点，从根本上来考虑各个费用项目的必要性及其规律。(2)成本差异的计算与分析 在日常经济活动中，往往由于种种原因，使实际发生的成本数额与预定的目标成本会发生偏差或差额，这种差额就叫做“成本差异” 。成本差异可归结为“价格差异”与“数量差异”两种。水厂成本运行管理模式1.3.3 节能降耗主要管理措施(1) 健全能源计量管理、能源统计和能源利用状况分析制度，建立污水处理厂节能降耗评价体系。绩效评价是促进污水处理厂节能降耗的重要手段，用于对污水处理厂的考核，同时指导污水处理厂如何实现节能降耗的重要途径。在调研分析和工程实测的基础上，建立以节能降耗为核心目标的污水处理厂绩效评估指标体系，为污水处理厂自
23、身改善提高提供理论和实践依据。(2) 建立重点用能部门动态监督跟踪检查机制，健全重点耗能单元或设备分级管理制度，对重点用能单元开展节能督察和能源审计。(3) 强化公共管理和日常运行节能管理，加大节能监管力度。(4) 不断提高节能降耗工作的人员配备和技术装备水平，持续加强节能降耗业务培训和能力建设，努力营造水厂节能降耗的浓厚氛围。(5) 组织实施节能降耗优秀班组、优秀员工评比活动，充分发挥一线员工在节能降耗方面的积极性和创造性。设备控制 生产任务物料投放标准成本设备维修标准成本过程控制进行成本计算奖罚措施物料管理设备管理成本反馈排产规划物料投放控制操作规范92 节能降耗污水处理是能源密集型的综合
24、技术，是一个能源消耗过程，主要包括两个方面：污水所含的内能消耗和外加能量消耗。内能主要是指污水中各种污染物所含有的能量及其排入自然水体所引起潜在污染的能量，其能量水平随着污染物的降解沿着污水处理流程沿程下降。而外加能量是推动生物反应与污水处理正常运行的必要条件，其中包括间接能耗与直接能耗。直接能耗是指污水处理运行工艺中外界供给的电能等，如用于污水提升、预处理、一级处理、二级处理、污水消毒、污泥脱水、污泥外运等所消耗的能量。间接能耗为生产用于污水处理的消耗性材料的能量，如絮凝剂、消毒剂、化验药品等耗材生产所需的能量。在污水处理的过程中，污水提升、二级处理(曝气、回流)、污泥脱水及外运几个工段的能
25、耗约占全部能耗的 90%以上，能耗过高除了会造成污水处理成本过高外，还涉及能源资源的可持续利用，以及能源生产过程所产生的环境污染问题。如何以较少的能源消耗取得较大的环境效益、生态效益，不仅能够降低污水的处理费用，提高水厂效益，而且更是当前发展低碳经济，建设资源节约型社会，坚持人与自然、人与社会的和谐观念，实现小到企业、大到社会可持续发展的必然要求！2.1 主要设备的节能技术2.1.1 变频器节能技术（1）变频调速节能的优势。异步电动机的变频调速是通过改变定子的供电电源频率来改变旋转磁场的同步转速，从而改变转子的转速。它不产生任何附加损耗，是一种比较理想的调速方法。异步电动机的变频调速一般通过变
26、频器实现。对于水泵，变频调速节能的实质是通过调速来改变泵的性能曲线，从而改变泵的工作点，使之在高效区内运行，达到节能降耗的目的。所以在污水处理厂中，应用变频调速装置，不仅有助于水泵、风机设备的合理匹配，节省设备购置费用，又可以改善水泵、风机等的运行质量，消除设备负荷不均衡产生的“水锤效应”等现象，减小对电网的冲击。随着变频器技术的不断发展，采用变频调速来代替原来利用挡板风门调节流量的方法，已成为现代工业节能发展的方向。同时还具有隐性的节能因素，由于变频器采用的是零速启动，不仅消除了对供电电网的冲击，还消除了对挡板、管道等设备的冲击，延长了设备的使用寿命，节省了设备的维护费用。采用变频调速技术轴
27、承等的机械磨损减少，寿命延长，维修工作量减少，而且电机可以软启动，对电网的冲击大幅减少。（2）变频器的工作过程（以水泵为例） 。系统的控制过程为：由压力测量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应的 420mA 标准电信号，送到调节器与工艺所需的控制指标进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号直接送到变频调速器，从而使变频器将输入为 380V/50Hz 的交流电变成输出为 0380V/0400Hz 连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵或风机电机。采用变频调速进行节能的主要节能方式有：变频节能、功率因素补偿节能、软启动节能等。无功功率不但增加线
28、损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低，导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=SCOS，Q=SSIN，其中 S现在功率，P 有功功率，Q无功功率，COS功率因数，可知 COS越大，有功功率 P 越大，普通水泵电机的功率因数在 0.60.7 之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。10（3）变频器的选择。针对现有泵组技术参数和供电方式，按照有关规范“在变频器的电压选择中，小于 500 kW 的水泵机组要尽量选用低压等级的变频器； 500 kW 到 1000 kW的水泵机组可
29、选用 690 V 的三电平变频器；大于 800 kW 以上的水泵机组可选用23/33/416/60/66KW 等系列的变频器 ”要求，经过有关专家的技术经济比对，决定采用低压变频系统对高压电机进行变频调速技术节能改造方案。按照规范“一般情况下变频器容量大小的选择与电动机容量相同，这样能满足电机在额定出力内进行不同转速的调节”的要求原则，选择变频器时，应根据电机的功率等特点选择与之匹配的变频器。变频器的自身耗电为其额定输出功率的 3%，而其最大节电度达到 20%。因而，在较长时间内使用仍可达到非常节能的效果。（4）使用变频器的注意事项。由于在电机转速低于额定转速的 40%50%时，风机、泵类设备
30、的效率会明显下降。因此，在进行风机、泵类设备选型前，必需清楚地了解生产工艺要求，尽可能使电机调速范围在其额定转速的 70%100%之间，最低也不能低于额定转速的 50%。国内生产的变频器， 50Hz 以上为恒功率区， 50Hz 以下为恒转矩区。在恒功率范围内，电动机发挥最大使用功率，在此区间内应用变频器是不节电的。在恒转矩区范围内，电动机的转矩基本恒定，则频率越低，转速越低，机械输出功率越小，变频器输入的电功率也相应越小。在恒转矩范围内，转速越低越节电。变频器的节电原则是：必须在恒转矩区内，频率越低节电越多。应用变频器的另一个原则是：必须首先满足应用变频器的使用功能。其次是考虑节电因素。这样，
31、才能使变频器通过调速达到使用的功能和负载特性，同时最大限度的节省电力。（5）调压调频模糊节能控制。调压调频模糊节能控制技术是变频调速技术外的另一选择。在轻负载下，适当降低电动机定子电压，定子电流将随之减少，且电动机的输出功率仍可保持不变。在固定的负载下，定子电压降低到一定程度后，定子电流不但不会降低，反而会逐步增大，为了保证电动机的稳定运行，这种情况一般是不允许的。因此，随电动机定子电压的变化，通过跟踪其定子电流的变化轨迹，定子电流由缓慢降低到突然增大那一瞬间对应的定子电压正是要寻找的最佳电压值，这便是模糊节能控制器的基本原理。实验结果表明，在一般负载下，应用调压模糊节能控制器，可节电 510
32、；对风机、泵类负载，可节约有功功率 2060；在空载运行方式下，可节约有功功率 70左右。与同类其它节能装置相比，具有技术简单、效率较高的特点，且调压模糊控制器的成本可做得很低。在运行过程中既需要对风量(流量) 参数进行调节，又需对风压 (压力)参数进行控制的系统，就需要采用变频调速技术调节电机转速和自动控制技术调节风门、阀的开度相配合的综合控制方式，才能在满足工艺技术要求的前提下达到节能降耗的目的。对于风量或流量参数为随机变化的情况，可采用传感器、变送器加变频器控制方案。传感器、变送器输出的模拟量信号作变频器的输入信号变频器也应设置为外部模拟信号控制方式。对于风压或液压参数为随机变化的情况，
33、可利用传感器、变送器输出的模拟量信号控制风门或阀的开度。2.1.2 水泵节能技术（1）水泵日常使用的节能途径。污水处理厂内的的水泵设施主要有初次或二次提升泵、污泥回流泵、剩余污泥泵和内回流泵。按照国外发达地区的运行经验，一般提升水头减少0.3m，可以节约能耗成本 0.0304 美元/(m 3.d)。对水泵的运行而言，可以采取如下措施来改善水泵效率：泵运行时尽量保持在高效区间内（如应控制 2 台泵运行在额定流量 90%，而不是 3台泵运行在额定流量 60%） ；调节水位控制器，使集水井液位较高时再启动水泵，使水泵运行的启闭尽量减少，11使出水水流稳定；利用电容补偿（大型水泵）来改善功率因子；如果
34、水泵一直在低效区低负荷下运行，可以减小叶轮的尺寸；对于定速水泵，当流量变化范围较大时，采用可调速电机或者多级变速电机驱动。在运转过程中要充分利用流入管和集水井的调节容量，当集水井的水位达到最高时再开启水泵，就可使泵在较小的扬程下工作，达到节能的效果。主要指水量出现大的波动时关闭或开启出水闸，这样虽然会增大水头损失，但因 NQ 曲线为上升曲线，所以还是有一定节能作用的。一般可以很简单地采用随进水量增减台数的方法进行，通过缩短运行时间达到节能目的。这一点在各厂都已采用，但要注意对于大型水泵，因为启动电流很大，所以应尽量避免频繁启动。 （2）水泵的节能改造。水泵是污水处理厂的重要的耗能设备之一，因此
35、采取一定措施对它进行节能降耗，将会产生实质上的效果。除了对泵进行优化选型可以提高节能效果外，目前较为常用且效果较为明显的节能技术是流量调节技术（包括管路机构调节、水泵叶轮调整改造和变频调速技术等） 、水泵优化组合技术和污水源热泵技术等。其中，流量调节技术中的变频调速技术是一项节能效果十分明显的节能技术。仅对水泵的变频调速、优化组合和污水源热泵这三项高效的节能技术加以评述。水泵合理选型。据统计，提升泵电耗约占污水处理厂整体能量的 15%35% ，因此，选用流量扬程尽量达到要求的污水提升泵和高效率高能效的污水泵是十分必要的。例如潜水泵、 液下泵与普通离心卧式泵相比，前者安装形式简单， 没有吸水管和
36、启动辅助设备，即使直接能耗相同， 间接能耗也要低得多。WG/WGF 型污水泵在同一情况下，前者要比 PW 型水泵效率高。水泵调速。实践证明，用转速控制时由于流量 Q 与转速 n 的一次方成正比；扬程 H与转速 n 的平方成正比；轴功率 P 与转速 n 的立方成正比。如果不采用关小阀门的方法，而采用调速措施把电机转速降下来，那么在转运同样流量的情况下，原来消耗在阀门阻力的功率就可以完全避免。变频器调速在 2.1.1 节已经介绍，本节再介绍其它两种调速技术。串级调速。串级调速由调速装置等效地在电机转子回路中串入等效电势，通过改变装置中逆变器逆变角来改变等效电势大小实现转速调节，同时将转子的转差功率
37、反馈回电网而达到高调速节能的目的。串级调速具有以控制低电压进而控制高压电机，以控制小功率进而制大功率电机且系统结构简单，节电率高的特点，对于需要低同步转速调速(额定转速下)的水泵和风机特别适合。尤其对高压大容量电机更有技术实现容易和经济效益好的优势。斩波内馈调速技术。内馈调速是根据功率控制调速理论创建的新型交流调速系统，通过将转子的部分功率即电转差功率) 移出来，以电能的形式反馈给电机定子上安装的内馈绕组，来实现的功率制。转子反馈给内馈绕组的功率越多，电动机的机械功率越少，转速就越低；反之，转反馈给内馈绕组的功率越少，电动机的机械功率越多，转速就越高。叶轮调整改造。离心式水泵都配有一系列直径的
38、叶轮，可简单地通过更换叶轮使水泵适应低于额定流量的流量。另外，在确认流量为恒定低流量后，还可以采用切削叶轮的方法。其原理是经过切削的叶轮，其特性曲线会按一定规律发生变化。根据切削后的运行参数，计算切削量，改变叶轮的外径，使水泵特性曲线按要求发生变化，从而使水泵运行与管网实际所需一致的高效区间内，达到节能的目的。叶轮切削限量比转数 ns 60 120 200 300 350 350 以上12叶轮切割是离心泵常用的节能改造方法。通过叶轮切割可以减少泵出口的流量，同时引起泵扬程下降。通过切割定律：Q1/Q2=D1/D2，H1/H2=(D1/D)22 可知，流量与叶轮的直径成正比，扬程与叶轮直径的平方
39、成正比。可根据水厂水泵运行状况的调查，对部分流量、扬程有富余的水泵进行叶轮切割改造，可收到明显的的经济效益。（3）其它水泵节能技术水泵优化组合节能技术。水泵优化组合也是一项较好的系统节能技术。虽然变频调速技术可以实现高效的节能，但污水处理系统往往是多台水泵并联输水，又由于变频调速技术投资较大，不可能将所有水泵全部调速，所以水泵优化组合可以通过将不同台数，不同运行速度的水泵并联运行来满足工况的不断变化。这种方式要求污水处理厂泵站内大小水泵合理搭配，可以配合变频调速技术，能达到更好的节能效果。污水源热泵节能技术。另一项新兴的节能技术，它是利用污水即使在夏天也能保持在 22C 左右的特点，使降温或者
40、升温的水通过全封闭的管道流动，在整个过程中只是水温发生变化，不会对环境造成污染，也不会影响室外温度。城市污水是一种很适宜的热泵水源，在冬季可作为供暖系统热源，而在夏天为空调系统提供冷源。这种技术节能效果十分明显。2.1.3 风机节能技术污水处理厂主体工艺一般都采用活性污泥法，而曝气系统是活性污泥法污水厂的第一用电大户，其电耗为全厂用电的 60%70% ，是节能的重点。曝气系统的节能主要有以下几个方面。（换图）（1）选择高效率的曝气设备和鼓风设备。鼓风曝气设备主要有微小气泡、中气泡、大气泡和水力剪切等几种类型。在 20 世纪 80 年代初期，以穿孔管为代表的中气泡曝气设备最大允许切削量（%）20
41、 15 11 9 7 0效率下降值 每切削 10%，效率下降 1%每切削 4%，效率下降 1%13应用比较普遍，但穿孔管氧的转移效率和动力效率较低，不利于节能。近些年来，我国大型污水处理厂基本都采用了微孔曝气器进行曝气。微孔曝气器是新一代高效、节能型曝气装置。与传统的其它类型曝气器相比，微孔曝气器具有布气均匀、氧利用率高、动力效率高等优点， 而且具有通气量大、充气能力大、微孔不堵塞、使用寿命长等特点。采用微孔曝气器可以减小气泡尺寸， 增大表面积， 因而转移速度高，节约风量。实践证明，微孔曝气器可比穿孔管节能 50%以上。当生产工艺对风量的需求从 100%降至 50%时，采用变频调速技术控制风量
42、比通过调节出口风门开度控制风量更节能。与此相类似，如果采用变频调速技术改变泵类设备转速来控制压力、流量和液位等参量，同样可以得出上述结果。即采用变频调速技术调节泵类设备转速的方式，要比采用通过控制节流阀、溢流阀、调速阀、减压阀、顺序阀、溢流节流阀的方式更为节能，设备运行工况也将得到明显改善。鼓风设备是活性污泥法生物处理的主要动力设备，因此，选择合适高效的鼓风机也是污水处理厂节能的一个重要环节。目前一般多采用离心式鼓风机，不仅效率高，而且可根据水质、水量的变化调节风量，避免能量浪费。实践证明：小风量、高风压的污水处理厂宜选用罗茨风机，大风量、低风压的污水处理厂最好选用离心风机。另外，单级离心风机
43、比多级低速离心风机节能，效率可由 60%提高到 80%。几种曝气设备的性能比较大中气泡型 微孔小气泡工作数据 穿孔管 射流曝气管 水下叶轮曝气板式微孔188球冠状微孔192微孔曝气管631000氧利用率（%） 810 16 1214 2025 2440 29 以上动力效率（ kgO2/kwh） 2 1.62.2 1.11.4 46 6.58.85 7服务面积（m 2） 1.52 1.5 0.40.8 0.250.8 0.5（2）合理布置曝气器。活性污泥法的曝气器应按微生物反应规律布置，使供气量在曝气池的各段内与该段微生物反应需氧相适应。如传统活性污泥法就应布置成渐减曝气的形式，否则，就会出现前
44、段供氧不足，后段供氧过剩的现象，既不节能，也影响处理效果。另外，在所有曝气系统中，布满曝气池底部的微孔曝气器系统的传氧效率最高。（3）根据曝气池的需要调节供气量。污水处理厂的进水水质和水量是变化的，需要进一步调节控制曝气量，以适应变化情况。由于曝气的目的就是要保证曝气池中有一定的溶氧浓度，因此，可以根据曝气池中溶解氧的浓度调节曝气量。溶解氧控制方式主要有：直接控制。长期观测进水水质、水量，掌握其变化特性，再由经验确定风量与时间的关系，并设定程序，自动进行控制。该方法简便易行，但当水质水量出现很大波动时，应与其他方法配合使用。也可在完全混合式曝气池中的任何一点设置溶氧仪，按设计的溶氧浓度调节曝气
45、量。曝气池 DO 是一个重要运行参数，理论上达 0.3mg/L 就不影响微生物的生理功能，但考虑到水质水量的波动，一般保证入口处 0.51.0mg/L，出口23mg/L 即可。如天津东郊污水处理厂采用溶解氧 PLC 自动控制风量，可节省气量 10；日本有报道 DO 控制风量可节电 1030。这种方式不适用于推流式曝气池。气水比控制。该方法也比较简单，按一定气水比，根据进水量调节风量即可。根据污水量的变化按固定的汽水比调节供气，使溶氧浓度维持在一定的范围内。由于这种方式的汽水比是固定的，所以，对水质和水温的变化适应性较差，处理效果不稳定，但这种方式简单、易操作，而且投资较少。14溶氧压力控制。推
46、流式曝气池可以是一系列串联的、独立的池子，在每个单独的池子中，混合液的耗氧量各不相同。因此，采用单点溶氧控制不是最理想的方法。最好的方法是将曝气池分为几个控制区，在每个控制区均设置溶氧监测仪，实现溶氧多点控制，按各控制区所需的溶氧浓度供气，从而达到节能和保证出水水质的效果。溶氧压力控制系统的工作首先是由各控制区的溶氧仪发出信号，启动各个输气管上的阀门改变供气量，气量的变化使管网压力变动，然后由压力传感器将信号运传到鼓风机的进风叶片启动器，调节气量，使管网压力达到最佳状态。而实际运行中，当达到设定的溶解氧浓度时，曝气设备就停止运行，而此时池内的活性污泥还没有被充分搅动起来，这样就形成了部分不流动
47、的死泥，影响了出水水质。因此采用溶解氧控制风量时要保证污泥处于悬浮状态。1234560.40.60.81.01.21.41.61.82.0能量需求hp-r/DO DO浓 度 mg/l混合液 DO 与能耗的关系由上图可见，电耗随风量变化很大，因此进行风量控制节能效果显著，而且功率越大效果越明显，当然风量并不是可以任意减小，它将受到许多因素的影响。（4）合理控制曝气时段。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度，主要原因是缺乏自动调节系统，或者是为了保险起见。过度曝气直接导致了能耗的浪费，并会使污泥的沉降性变差。实践证明，当曝气池中的 DO 从 2mg/L 升高到 5mg/L，所需要消耗的能量增加近一
48、倍。因为氧气溶解在水中的动力是氧浓度梯度，如果混合液中的 DO 越高，则浓度梯度越小，氧扩散速度越慢，最节能的办法是根据降解污水中有机物和硝化所需的最低需氧量进行供氧曝气，并维持 DO 浓度，对于一般的活性污泥系统， DO 为 1.22.5mg/L 。由于进水有机负荷的不稳定，实际运行中，一般下午和傍晚的需氧量要比夜间和早晨的需氧量大，因此维持稳定的 DO 浓度所需的鼓风量也要实时调整。同时也有人主张通过 “载荷管理”在峰值需求时段使用较少的能量，而在低需求时段（此时电费能源价格较低）使用较多能量控制污水处理厂的能效。水厂可根据每天进水水质水量的变化，总结变化规律，并据此合理调整曝气量。152
49、.2 处理单元节能技术措施2.2.1 预处理部分节能措施（1）提升泵房。进水泵应减少频繁启动，根据具体情况进行。 更换水泵。集水池的进水泵数量按设计原则（一备一用）一般是 2 台以上。当某台水泵连续工作 24h 以上，由于水泵叶轮的磨损或被毛线、塑料袋等杂物缠绕，水泵瞬时流量减少，从而污水处理量降低。因此当流量计显示水泵瞬时流量明显减少时，应转换另一台水泵工作，从而保证处理水量。 当集水池水位最高时启动水泵。许多污水厂因市政管道未完善或冬天污水量减少而不能满负荷运行，因此集水池的水位不高。当集水池的水位升到最高时，水泵的瞬时流量较大；水位较低时，水泵的瞬时流量较小。因此，为了节省电能，应在集水池水位最高时启动水泵。 利用峰谷电价进行污水处理。当污水量减少时，因晚上的电价便宜，可累积污水，待到晚上进行处理。如果污水量充足，则不宜采用。 安装变频器或软启动设备。污水厂进水泵的额定功率都在几十千瓦以上，是大功率设备。为了节能，应给水泵安装变频器或软启动设备。（2）格栅尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率，污水经过格栅时可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。粗格栅或细格
