武汉市水务建设工程有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市污水厂处理工作也越来越受到重视。基于降低城市污水厂电气能耗的目的，针对污水厂电气节能问题，做了简单的论述，提出了减少能源消耗的策略，共享给相关人员参考。从电气设计到电气运行管理等全过程，通过优选设备和采取相应的措施，实现对能源消耗的有效控制，能够达到节能的效果。现结合具体研究，作如下论述。
关键词：城市；污水厂；电气能耗
引言
目前，电气自动化技术主要分为三种：电子技术、电力工程技术以及计算机技术。电气自动化技术的应用能够给供水企业和污水处理企业提供很大的便利，提高水处理工艺中各个设备的工作效率，在减轻职工劳动强度的同时还能保障运行的安全和稳定，进而节约能耗，降低企业运行成本。电气自动化技术是带动一个国家工业发展的重要途径，只有加快自动化技术的发展，才能更好的促进工业发展、经济发展，才能带来国家与社会的和谐和稳定，由此可见电气自动化技术在当今社会至关重要。
1降低城市污水厂电气节能设计要点分析
1.1系统整体架构
城镇污水处理厂能耗信息系统的总体架构共分为数据采集、数据处理、数据分析及可视化展示四个模块，其中数据采集和数据处理关系着整个系统是否能提供可靠数据进行统计分析并对整个行业是否有参考价值，故本文重点介绍这部分内容。
1.2照明系统
污水厂综合用房以及进出水在线监测用房，使用的照明设备选择节能型荧光灯。例如，选择三基色细管径直管荧光灯，作为照明光源，同时配备节能电子镇流器，能够获得不错的节能效果。对于室外照明，池顶部分的照明使用金属柱灯以及高压钠灯，可以达到节能降耗的目标。室外的道路照明，使用庭院灯+高压钠灯方案，可以获得不错的节能效果。
1.3数据库搭建
数据库包含所属流域、处理规模、排放标准、工艺类型等污水处理厂的基本信息、总能耗与处理单元能耗的能耗数据信息，以及涉及外加碳源、除磷药剂、脱水药剂等常用药剂的投加量数据信息，可对不同规模、不同排放标准、不同工艺类型的污水处理厂的能源消耗情况进行统计分析，并可对标一些发达国家的能耗水平。
1.4精准化曝气量控制
精准化曝气控制在所有的控制策略中更加复杂，但该控制策略具有十分突出的自动化水平以及较高的精准度，并且经济效益更好，所以，是一种有效的控制策略。精准化曝气控制是通过利用电气自动化技术、污水处理技术、计算机技术等，结合多种技术，利用数字建模实现综合处理的目的。而精准化曝气控制的流程是以水质检测信号为前期参照，提前制定策略方法和调节方式，同时，利用计算机实现动态调整，通过自动阀门起到能控制作用。精准化曝气控制相较于其他的控制方式更加自动化，并且拥有较高的技术含量，但由于该策略对技术手段具有较高要求，所以，当前部分污水处理厂无法达到技术要求，在应用力度和普及程度上存在不足。
2降低城市污水厂电气能耗的策略总结
2.1DCS自动化控制系统
该系统中具有多台独立微机，而各个微机之间可以通过网络架构连接，同时，系统中还具有工程师、操作员以及控制站等内容，各部分之间连接之后相互合作、协调、配合来完成控制工作。而DCS自动化控制系统在污水处理厂中的应用优势体现为实时控制、协调性强等。
2.2生物粒子浮动床
该工艺作为接触生物氧化法以及生物膜法两种技术去粕取精后研制出的创新型生物污水处理技艺。利用悬浮粒子的附着优点，吸引微生物与之产生生物膜。选用鼓风或机械曝气两种工艺作为外力驱动，催化填料向流态化过渡，使得污水包容生物膜可以快速完成内部污染物的分解以及净化任务。并根据悬浮粒子的碰撞原理，让已老化、失去活力、功效的生物膜陆续脱落。该工艺优点在于：具有较强的抗冲击性能。因悬浮粒子的独特功能性，污水处理中出现生物膜介质损坏设备可能性小，以及生物膜法不需使用活化污泥，所以可充分规避堵塞隐患形成，保障污泥全程正常反应。成本投资少，因此技术操作的曝气环节用时短、抗冲击力高等特征，污水处理全程步骤紧凑、所用机械装置简单、技术流程所需占地面积不大，建设投资对比传统污水处理技术使用成本大大缩短。曝气工区内可选用的曝气方法较多、可灵活运用，常见曝气方式为鼓风曝气、机械曝气，二者均可将其始终保持于流化形态。对此，此处理环节内工作人员可根据各项细化情况自行择取曝气形式向微生物营造其必备的好氧、厌氧、缺氧等各类别环境，实现高效清除污水内不良成分的处理任务。改造工艺方便，因其与传统污水处理技术相差无几，仅需对原有装置、流程、催化剂等方面进行简化创新，即可增强处理实效，这也是该方法在国外大规模推广普及的关键原因。因此，技术对比传统技艺未添设增长耗能环节、材料，且取消了回流步骤，因此该工艺不仅是作业效率远远超出传统技术，能耗也同样降低，为处理厂减少运作成本投入。匹配自动控制，因其抗冲击性能优势，加之曝气环节中并对布气均匀程度设定高标准，污泥异常情况出现几率小，仅需适量工作人员参与监测、监督作业即可，污水处理全程自动化发展前景辽阔。缺点为目前我国好氧流化床技术实践欠缺，因流化床、三项流化床呈现出的流动特点并未构建与之契合描述模型，放大设计还需进一步改良、完善。该方法的适用范围较小，处于试验、摸索阶段。
3.3工业现场控制系统
相较于DCS自动化控制系统来说，工业现场控制系统应用在污水处理厂中的复杂程度更高，该系统的各个设备之间主要是采用多向串联、多连接点的连接方式，这一方式可以提高各设备的能力，从而使新资源信息共享的目的。但是，因为不同的污水处理厂所拥有的设备兼容性不同，所以系统内部非常缺乏一套统一规划体系，导致无法实现整体化的协调目的，因此，该系统的应用范围相对较窄。
3.4不同于冗长的报表式数据展示
系统中对各指标的计算结果全部采用图表这种可视化数据形式展现，但不同于一般系统中的静态图表，该系统采用支持动画的动态图表，图表生成后可进行柱状图、曲线图的切换，可变换需要显示的属性，也可调整横坐标的显示区间等。对于复杂的污水厂能耗数据，这种展示方式能让数据更生动、图表更闪耀、交互更友好、使用更便捷。
结语
综上所述，城镇污水处理厂能耗信息系统的项目建设是坚持信息技术与管理制度相结合、坚持信息技术与行业技术进步相结合、坚持信息技术与国家重大决策相结合的一项重要成果。城镇污水处理厂能耗信息系统将污水厂真实的能耗数据以信息化的表达方式构建模型，使数据从传统管理方式向信息化管理方式转变；利用计算机程序从庞大的数据中以算法为依据计算出所需的结果，并以图表方式直观展现给用户，避免人为计算产生的差错以及降低数据的时效性；大数据、数据库优化等信息化技术的应用优化了数据库系统结构，避免了干扰数据对计算结果准确性产生影响，同时也加快了系统的运行速度，提高了系统的可用性。
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（06）：127-128．
[2]赵琦．污水处理厂电气控制设计及节能措施探讨[J]．工程建设与设计，2019（01）：79-82+85．
[3]黄卫忠．污水处理厂电气节能措施探讨[J]．中国设备工程，2018（14）：87-88．
[4]刘忆非，宁雷伟.污水处理过程中电气自动化技术的应用研究[J].科技展望，2018，25（20）：85.
[5]滑云睿.电气自动化在城市净水厂中的应用及安全维护分析[J].科学技术创新，2019，（18 ）：192-193.