屯昌县水务有限公司 571600
摘要：如何降低污水处理厂的能耗已成为业界关注焦点，这其中最重要的一环就是氧化沟工艺的节能措施。基于此，本文对氧化沟工艺的原理及其常见问题进行了简述，并对氧化沟工艺的节能技术措施进行了较为详细的论述，希望能为相关从业人员提供参考。
关键词：污水处理；氧化沟工艺；节能技术
引言：
城镇污水处理厂是水污染治理的关键环节之一，但往往具有较高的运行能耗，这导致污水处理成本也随之升高，许多规模较小的污水处理厂无法正常运行，对污水处理造成了严重影响。因此，必须对污水处理技术进行创新，尽可能采取节能型的技术，由此引出氧化沟工艺，这项工艺在性能较优异的同时，能耗较低，在污水处理行业具有较高的应用价值，得到了广泛应用。
1氧化沟工艺概述
氧化沟是活性污泥法中的一种，主要特点是延时曝气。氧化沟具有诸多优点，如工艺流程简单、抗冲击和搅拌力强等。据统计，我国二级污水处理厂使用氧化沟工艺的比例达到32%，这个数据可以表面氧化沟已成为国内最常用的污水处理工艺之一。
氧化沟的工作原理是，当污水流入氧化沟时，厌氧区的混合液同污水进行混合。污水中的有机物含量偏高，这些有机物可以作为反硝化过程的碳源，起到对反硝化过程的促进作用，并利用硝酸盐的氧化性，对污水中的有机物进行充分氧化，反应生成的氮气则直接排入空气，这是一种先进的脱氮工艺，同时解决了碳源补充和硝酸盐再利用的问题。氧化沟的有效利用，使得污水中的有机物得以有效去除，化学需氧量明显下降，并且在脱氮方面也具有很好的效果[1]。
2现阶段氧化沟工艺存在的问题
2.1除磷效果差
氧化沟内难以形成厌氧环境，而厌氧环境是除磷效果所必需的，这就使得活性污泥的释磷特点无法正常发挥，进而影响除磷工艺的进行。
2.2污泥分布不均匀
氧化沟中，中间沟和侧边沟的污泥浓度往往有着较大差异，特别是三沟式氧化沟。一般来说，反硝化阶段侧边沟进水时间不足是导致污泥分布不均匀的重要原因，如果能够适当延长反硝化阶段的持续时间，就可以有效改善这一问题。
2.3污泥的大量沉积
污泥大量沉积现象主要发生在氧化沟工艺运行初期，污泥主要集中在曝气转刷后侧区域。污泥大量沉积会使氧化沟的有效容积减小，不利于污水处理。这种问题主要由曝气方式不当所致，使得污泥无法流动。
2.4末期悬浮物过多
氧化沟工艺在末期经常出现水中具有大量漂泥的情况，这一问题的起源是，水流向侧边沟的过程中，侧边沟内的一部分混合液受到水的冲击开始流动，但有一部分由于所受冲击力不足仍然处于静止状态，这就使得无法形成充分的沉淀，进而导致出水水质下降。这种问题还会加重氧化沟的工作负担，导致污水处理效果进一步降低，也增大了能耗[2]。
3氧化沟工艺节能技术措施
曝气阶段是氧化沟工艺流程中耗能最高的环节，占总耗能的70%左右。氧化沟工艺的节能措施主要是围绕这一环节来进行的。除此之外，节能措施在污水提升、污泥回流和处置环节三个方面也有所应用。
3.1曝气方式的选择
氧化沟曝气方式主要以鼓风曝气为主，相较于机械曝气方式，它对系统氧的利用率更高，节能效果更好。一些工厂应用此曝气方式，取得了良好的节能效果，处理每吨废水的耗电量已经低至0.2度以下。
当前，鼓风曝气方式业已得到改进，微孔曝气器则是这项技术的体现。
这种设备可以产生小而密的气泡，气泡上升速度慢，与水接触的时间长，并且细小的气泡增大了气泡与水的接触面积，使得氧的传递效率大大提高。不仅如此，细小气泡还能附着在活性污泥上，使污泥中的微生物更好地利用气泡中的氧气，氧的利用率达到35%以上，部分技术先进的氧化沟中，氧的利用率甚至可以达到60%。
3.2曝气量的控制
曝气量的控制是通过调整溶解氧浓度来实现的，可通过DO检测仪的数据来判断曝气量是否在合理范围内，如曝气量不正常，则可以适当调整风机或设备输出功率来使得溶解氧的浓度一直保持在合理区间。这种检测仪的应用可以使曝气量控制自动化，可以降低约20%的能耗。目前这一方式在实际运行中仍有改进空间，可以考虑通过及时校准DO检测仪和其他仪表的方式，进一步提高自动控制的准确性。
为了提高曝气量的控制效果，应当设置多台曝气设备，并采取定速变频相结合的方式运行。在水质稳定时使用定速模式，在水质波动时采用变频模式，如水质波动过大，则需要通过改变曝气设备的运行数量来控制曝气量。
在进水负荷较低时，往往会出现能耗浪费现象，为解决这种问题，可考虑增设一台潜水推流器，这种设备的采用可以在保证处理效果的前提下，降低近30%的能耗。
3.3设备运行优化
以往的污水处理过程中，水泵经常频繁启动，启动电流远大于额定电流，不仅增加能耗，还严重降低水泵的使用寿命，因此需要采取设备优化措施。变频调速技术的应用是解决这一问题的有效途径，这项技术根据水量变化调节水泵转速，让水泵始终以最高效率运行，如流量变化过大，则可以使用增减运行设备数量的方法来辅助调节。而对于风机的变频调速，主要是根据溶解氧浓度来调节风机转速，随着近年来风机技术的发展，悬浮技术在风机中也得到了广泛应用，克服了运行中的机械摩擦问题，并使得安装和维护更加方便，效率也提高了20%左右。当前很多污水处理厂都已经使用了这种具有悬浮技术的风机。
3.4污泥回流泵的选择
传统的污泥回流节能法是通过控制回流比和变频调速来实现的，但收效甚微。通过研究人员的进一步研究发现，通过优化回流泵的方法，可以有效实现节能的目标。回流泵主要分为轴流泵和潜污泵两种，目前很多污水厂图简便而安装的是潜污泵，但这种设备效率较低，大多不超过60%，轴流泵则具有优秀的性能，效率高达80%，甚至更高，安装轴流泵将是一个合理选择。
3.5多措并举提升节能效果
上述的几项节能措施已在一部分污水处理厂中得到应用并取得良好效果。如能将这些方式联合使用，节能效果将更为显著。以某污水处理厂为例，该厂在节能技术应用前，平均单位水量能耗高达0.46Kwh/m3，成本居高不下，后期，该厂对实际情况进行了研究，采取多项节能技术联合使用，将变频技术、溶解氧技术和潜水推流器等多项技术有机结合，并通过自动化控制方式运行。通过这些措施的应用，该厂的平均单位水量能耗降低了40%以上，取得了良好的效益。
3.6其他新技术的应用
太阳能和生物能也能为污水处理节能方面提供支持，现阶段的光伏发电技术已较为成熟，污水处理厂可以利用光伏发电解决一部分用电问题，减少电网的消耗。同时，也可以利用污水处理剩余污泥中的有机物的发酵，用以产生沼气，进而利用沼气发电来节约电能。
此外，从宏观角度上来看，让一部分污水变为回用水是更为有效的节能措施，污水处理厂可以通过污泥脱水的方式，获得一部分回用水，这些回用水可以在市政绿化方面得以应用。当然，污水回用是一项复杂工程，需要全社会的关注、重视和扶持。
结语：
节能减排是当今社会的主流，为此，污水处理厂也要考虑节能降耗的措施，这就需要污水处理厂在氧化沟工艺的优化改进方面多下功夫，科学研究、精准施策、多措并举，来降低污水处理的能耗，进而取得良好的社会效益，充分响应现代社会节能减排的理念。
参考文献：
[1]陈旭明.城镇污水处理厂节能降耗现状及发展趋势[J].节能，2018（6）：110-112.
[2]尹娟娟，宋伟冬，尹传海.城镇污水处理厂节能技术及对策研究[J].节能与环保，2019（02）：76-77.