一、我国污水处理厂中泵站与曝气系统的现状
在我国的污水处理厂中，泵站是对污水进行处理的主要设备，在我国污水处理厂的能耗中，泵站与曝气系统的能耗占了很大比例。如果不能对泵站与曝气系统进行有效的节能降耗，我国的污水处理厂将会面临巨大的经济损失。在我国污水处理厂中，泵站与曝气系统是由多个单独的设备组成的。这些设备包括水泵、风机、污泥泵、液位计以及流量计等。而在这些设备中，水泵是泵站与曝气系统中最为重要的设备。目前，我国大多数污水处理厂都使用的是水泵电机来对污水进行输送，而曝气系统则使用曝气机来对污水进行输送。在我国，一般采用轴流泵作为曝气系统的泵源。
二、水泵自动变频调节技术
（一）泵站节能技术
传统的污水泵站都是通过提高水泵扬程来获得较大的流量，在运行中会出现能量的浪费，因此必须对水泵进行变频调节。水泵变频调节技术就是在扬程不变的情况下，通过改变电动机转速来改变水泵转速，从而提高水泵流量，降低水泵功率，实现节能。但是一般的泵类设备都是具有一定的特性曲线的，在运行过程中会出现一个最小效率点，此时若将电机转速固定不变，则会导致设备运转功率增大，造成能源浪费。因此，通常采用泵类设备变频改造方式对其进行调节。但是由于泵类设备存在着一定的特性曲线，在使用变频调节时必须考虑到其特性曲线与电机的匹配问题。
（二）泵组优选
污水处理厂中的泵主要有离心泵、轴流泵、混流泵、潜污泵等，在污水处理中应用最多的是离心泵，这类水泵属于恒压变量水泵，可以通过控制水泵出口阀门的开度来实现水泵流量的调节。离心泵的流量调节方式一般是采用改变转速的方式，在运行过程中，如果水泵出口阀门开度发生变化，就会引起叶轮转速也随之改变，离心泵的叶轮转速是固定不变的，所以离心泵可以通过调节流量来实现节能。当污水处理厂进水水量出现变化时，如果能够根据实际情况对污水处理厂中的离心泵选择合适的流量进行调节，就可以达到节能的效果。
（三）泵组匹配
泵组的匹配主要是指水泵的型号、流量与扬程之间的关系，如果二者之间匹配得当，则水泵可达到最大扬程，实现高效节能运行。泵组的匹配方式一般有2种：
（1）按扬程匹配：一般将泵组的扬程设计为高扬程或低扬程，在水泵选型时按高扬程或低扬程确定叶轮直径；
（2）按“以大代小”的原则匹配：即通过增加泵组数量来提高泵组效率，并在满足实际要求的情况下减少水泵数量，以实现水泵的节能运行。这种方式多用于中小型污水处理厂，在大中型污水处理厂则需要进行综合分析后才能确定泵组。
（四）控制泵组工况点
泵组工况点的控制是实现水泵自动变频调节的前提，由于泵组的性能曲线随流量、扬程、转速等参数的变化而变化，当参数发生变化时，泵组工况点也将随之发生相应的改变。因此，泵组运行状态与其性能曲线之间的关系可以用水泵特性曲线来表示。在水泵控制系统中，当设定了一台变频电机时，运行变频电机的电压、电流等参数随泵组工况点变化而变化；当设定另一台变频电机时，运行变频电机的电压工况点变化而变化；当设定了多台变频器时，运行变频器的电压、电流等参数将随着水泵工况点的改变而发生相应的变化。
三、曝气系统节能技术
（一）曝气系统的节能目标
曝气系统主要由曝气系统、鼓风机及其它配套设备组成，是污水处理中能耗最高的环节，也是污水处理厂节能降耗的主要对象。在污水处理厂设计时，应根据污水厂的实际情况，合理确定曝气池设计参数和运行工况，以保证出水水质达到国家或地方排放标准。并在运行中采取相应措施，优化曝气设备与系统的运行。根据国内外经验，曝气系统节能的主要途径有以下几个方面：
（1）从曝气系统结构上进行优化设计，提高设备效率；
（2）改变曝气池运行方式，减少曝气池的使用时间；
（3）优化控制系统，减少运行能耗；
（4）选择合理的曝气方式，降低能耗。
（二）节能目标实现的技术途径
污水处理厂曝气池的能耗占污水厂总能耗的25%~30%，根据曝气系统在整个污水处理流程中的不同作用，可分为两类：一是作为“二次沉淀池”的曝气系统，其主要功能是提供溶解氧（DO），其能耗占污水处理厂总能耗的70%-80%；二是作为“二次生物处理”的曝气系统，其主要功能是将污水中的有机物分解成甲烷和二氧化碳等小分子物质，其能耗占污水处理厂总能耗的10%-20%。在满足工艺要求的前提下，根据曝气系统在整个污水处理流程中不同作用和曝气量大小，可将曝气系统分为三类：一是曝气设备（如鼓风机、空气压缩机）；二是鼓风机与空气压缩机组合；三是鼓风机房。
（三）曝气设备节能
曝气系统节能可以从曝气设备选型、曝气器安装位置、曝气系统控制方法、曝气系统运行参数的监控等方面进行研究。根据污水处理厂规模及处理要求，合理选用曝气器型号，并考虑到污水处理工艺的要求，如污水水量较小、泥龄较短时可选用小直径、高效率的曝气器。根据污水水质及运行参数，选择合适的曝气器安装位置和合理的曝气方法，以获得更高的充氧量。对不同工况下的曝气系统运行参数进行监控，及时发现问题并加以处理。如当进水浓度变化时，可以根据溶解氧浓度的变化趋势和出水浓度进行比较，进而采取调节空气量、控制风机转速等措施来保证曝气系统运行在最佳状态。
（四）降低曝气能耗的措施
针对污水处理厂在进行曝气系统节能时，可采取如下措施：
（1）曝气器的选型应该根据污水水质状况，结合污水处理工艺和设备要求选择。当污水中含有大量可生物降解的有机污染物时，可选择鼓风机进行曝气，在处理含氮、磷较高的废水时，可选择曝气头进行曝气。
（2）曝气器的安装应该考虑到现场情况，根据实际情况选择合适的安装位置，可避免因设备安装不当造成的能源浪费。
（3）曝气器在运行时，不能直接关闭阀门来控制流量，应该保持一定的流量，这样才能确保曝气的效果。
（4）定期检查曝气系统是否正常工作，定期进行检修。
四、结语
我国污水处理厂中泵站与曝气系统的能耗占了污水处理总能耗的很大比例，因此，必须针对泵站与曝气系统中存在的问题进行研究和分析，并针对存在的问题提出相应的解决方案，从而不断提升我国污水处理厂中泵站与曝气系统的节能降耗效果。我国的污水处理厂在泵站与曝气系统节能技术方面还有待进一步的提高和改进，应结合我国当前的实际情况，不断提升我国污水处理厂在泵站与曝气系统方面的节能降耗水平，为我国环境保护事业做出应有的贡献。
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