摘要：目前，社会发展迅速，我国的污水处理厂建设的发展也有了改善。在污水处理工程能耗组成中，电气能耗是其中的重要组成部分，有必要加强污水处理工程中电气节能设计，进一步降低污水处理工程的能耗，以最小的资源消耗成本获得最大的污水处理收益，在有效改善我国水污染环境问题的同时，降低能源损耗，提升污水处理经济效益，推动社会经济实现绿色可持续发展。
关键词：污水处理厂；电气设计；节能措施研究
引言
近年来，随着社会经济的快速发展，人们的环保理念逐渐增强，很多城市建立了地下污水厂，主要是将所有的构筑物置于地下箱体内，将地上部分建设成绿地公园，不仅能够达到对土地的合理利用，还完善了对城市基础设施的建设，营造了良好的城市发展环境。但是针对地下污水处理厂的电气设计，其内容需要综合考虑各个方面的因素，需要从供配电、防雷接地和照明等方面做好有效设计。
1污水处理厂的污水处理现状
随着科学技术的不断进步，污水处理厂处理污水的步骤越来越简洁，而且所使用的电气设备也越来越智能，这样能够有效提高污水处理厂的污水处理效率。在应用先进设备的过程中，要充分掌握设备的性能，这样才能更加合理地对设备进行电力分配。从当前的实际情况来看，一些可生化性好的污水处理厂一般通过污水好氧生化的方式对污水进行处理，该种方式较为简单，能够在很短的时间内就对污水进行有效处理，虽然该种方式具有很多优势，但同时也存在一些不足，最大的问题就是在处理过程中耗能非常大。另一些水质指标高可生化性差的污水处理厂一般采用厌氧消化的方式对污水进行处理，该种方式能够在处理的过程中获得沼气资源。企业在选择处理方式前，一定要充分考虑实际情况，并且结合污水处理的具体要求，通过这样的方式，才能选择最为科学合理的污水处理方式，整个处理效率也能得到有效提高。厌氧消化方法最大的优势在于既能够对污水进行处理，同时，还能得到沼气，收集到的沼气资源能够被应用在很多地方。在对沼气资源进行收集的过程中，需要采用专业的设备仪器，工作人员需要随时监控设备的运行情况，当设备出现故障时，要进行及时有效的检修，对原有的设备进行不断的升级和优化，以此帮助污水处理厂实现效益的最大化。
2污水处理厂电气设计和节能措施
2.1做好供电方案的合理设计
污水处理工程在实际运营过程中，通常需要消耗大量电能，因此，做好供电方案的合理设计，能够有效降低能耗。在设计过程中，可以结合不同污水处理工程规模和处理工艺，做好不同供电方案设计。若污水处理厂占地面积比较广，供电半径比较大，在供电方案设计中，可以选择树干式供电方式，这种供电方式供电辐射面积比较大，配电中心与各个耗电主体的连接消耗的电缆较少，很多电缆敷设多集中在单体内部，电缆结构组成清晰，易于梳理，维护也比较方便。但自身也有一定缺陷，即伴随着供电等级的增加，供电可靠性会遭受一定影响。如果污水处理厂占地面积较小，供电范围相对比较集中，可以选择放射式供电方案设计，这种供电方案优点在于，供电等级比较少，能够直接由配电中心的低压出线柜连线至用电设备，因此，在整体供电更加稳定可靠。但这种供电方式也有一定缺陷，即耗费的电缆比较多，施工较为复杂。在进行方案设计时，可做针对性的选择，有助于降低污水处理工程电能损耗。在供电方案设计中，还应做好全厂配电中心位置的科学合理选择，应结合厂区布置和污水处理工艺构筑物的用电情况进行布置，同时，要尽量靠近污水处理工程的负荷中心，一方面能够有效节省投资，另一方面，还能够降低线路的损耗，从而更好地节约供电总成本，为污水处理工程供电提高安全稳定的保障。
2.2正确选择和应用电缆
污水处理厂在对电缆进行选择的过程中，一定要将经济性充分融入在内，如果污水处理厂盲目地选择一些价格较为昂贵的电缆，不仅会增加企业的生产投入成本，同时，电缆的能耗也会非常大。如今在对电气进行设计的过程中，应该将经济性和节能性进行高效的结合，并且充分考虑当前的实际发展情况，对电路进行合理的铺设。由于在进行铺设的过程中，负荷要求会有所不同，因此，需要选择不同的材料，通过这样的方式，既能够有效降低材料的损耗，同时，还能帮助污水处理厂降低成本投入。在对电缆进行选择的过程中，还应该将技术性充分融入在内，电缆的电阻和线路的长度成正比的关系，但是，却与电缆的横截面积呈现出反比的关系，因此，为了能够更好地对电缆的总长度进行缩小，则可以适当地缩小电气设备的总体布局，同时，还可以在条件允许的情况下尽可能地增大横截面积，通过这样的方式，能够使得电阻始终保持在一个较小的范围内，进而更好地减少能耗。
2.3地下电气系统的照明设计
针对地下电气系统的照明设计，通常在箱体内设置有正常照明和应急照明装置，采用的是智能照明控制系统，针对地下不同情况的照明进行控制，能够有效节约能源，也能够将照明效果发挥到最佳，有效提高对电气系统的管理。地下电气系统的照明设计，需要确保照明的照度和可靠性，同时由于地下环境比较潮湿，很容易对线路的质量和灯具造成一定的损坏，因此，在地下照明灯具的选择，需要确保灯具的质量。在箱体大空间中适宜选用防水防腐的LED工矿灯，但是需要安装在金属线槽下，有利于后期的检修。另外，在消防控制室、防烟区域等都需要设置疏散照明灯。针对应急照明灯设置，可以在现场进行手动控制，如果发生紧急情况，可以通过消防控制室进行控制，及时进行应急照明。同时厂区道路和景观区的照明主要是以装饰灯具为主，要与厂区的整体布局相协调，营造一种良好的氛围，更好地满足厂区布设的需求。
2.4减少线路损耗
大量电缆的铺设对污水处理厂的正常运行发挥着重要的保障作用。但电缆自身也存在一定的电阻，且电阻大小与电缆的长度成正比，即电缆长度越长，相应的电阻越大，导致的电压损失也会增加，因此，大量电缆的使用也会耗损较大比例的能源。可见，减少电缆带来的损耗也是污水处理厂电气设计优化的重点内容。通常解决上述问题的最优化方案是对高低压配电房选址进行优化，减少电缆的使用，尽量将配电房设置在靠近负荷中心的位置。而在污水处理厂中，鼓风机、臭氧发生器等都是常见的大功率设备，为了减少这些设备的耗损，在电气优化设计过程中，可以考虑将配电房设置在臭氧发生车间及鼓风机房附近。因电缆能耗量与电缆长度有密切的关系，因此，进行电缆桥架、电缆沟走向优化设计时，应尽量选择直线铺设的方式，通过减少电缆长度对能源的耗损进行控制，同时，要对截面面积进行合理的选择，以达到降低额外损耗的目的。受污水处理厂自身工作性质的影响，其长期处于碱性的腐蚀环境中，为此，选择电缆时，还要考虑铜质材料的抗腐蚀性，从而延长电缆的使用年限。
结语
综上所述，污水处理工程是一项较为复杂的系统工程，在实际进行处理过程中，通常需要消耗大量的电能，最终会增加污水处理厂的运营成本，不利于污水处理厂持续稳定的运营。因此，有必要加强对污水处理工程中电气节能的设计，并采取有效的措施，降低污水处理工程运转过程中的电耗，有效提升污水处理经济效益，推动污水处理工程建设实现稳定的发展。
参考文献
[1]武云鹏.污水处理厂的电气设计与节能研究[J].产业创新研究，2019(6):127-128.
[2]潘艳艳，刘百韬，李梦培，张猛.污水处理厂的污水处理及其电气设计[J].电工技术，2018(20):111-112.