為滿足資源節約（yuē）型、環境友好型社會建設需（xū）要，近年來（lái）我國汙水處理領域發展迅速，各地大量興建的汙水（shuǐ）處理廠便（biàn）能夠證明這一認知，基於此，本文簡單分（fèn）析（xī）了（le）AO及AAO汙水處理工藝單（dān）元運行（háng）能耗，並結合實例詳細論述了AO及AAO汙水處理工藝單元節能運行策略，希（xī）望由此（cǐ）能（néng）夠為（wéi）相關業內人士（shì）帶來一定（dìng）啟發。

1、AO及AAO汙水處理工（gōng）藝單元運行能耗分析

1.1 AO及AAO汙水（shuǐ）處理工（gōng）藝單元組成

典型（xíng）的汙水處理工藝單元一般由格柵、提升泵站、沉砂（shā）池、初沉池、二沉池、汙泥（ní）處理處置單元、汙泥泵組成。

1.2主（zhǔ）要能耗點（diǎn）

1.2.1實例（lì）概括

為提升研究的（de）實踐價值，本文選擇了某地采用AAO汙（wū）水處理工藝的S汙水處理廠作為研究（jiū）對象，該汙水處理廠的總處理量（liàng）為10×104m3/d，為（wéi）滿足當地汙水處理需要（yào），汙水處理廠采用的AAO汙水（shuǐ）處理工藝（yì）增（zēng）設了（le）轉盤（pán）過（guò）濾係統(深（shēn）度處理單元)，並在好氧區中段新建了按照50%填充率投加的人（rén）工填料區（qū），好氧區的活性汙泥濃（nóng）度、硝化速率、低溫條件下的硝化效果均得到較好保證。

1.2.2能（néng）耗點分析

表1 改造前後的各單元能耗比例(%)

表1為S汙水處理廠改造前後的各單（dān）元能耗（hào）比例，由此可直觀發現S汙水處理廠AAO汙水處理工藝單（dān）元的能耗點，即進水泵房、曝氣係統、汙泥處（chù）置，因此節能運行改造必須重點圍繞（rào）進水泵房、曝氣係統、汙泥處置環節（jiē）展開。

2、AO及AAO汙水處理工藝單（dān）元節能運行策略

2.1基本策略

2.1.1充分利用新（xīn）設備、新技術

(1)變頻節能的汙水提升（shēng）泵。AO及AAO汙水處理工藝單元的汙水提升泵的耗能較高，這是由於（yú）汙水提升泵的設計往往僅考慮最大流量、揚程（chéng）等最不利因素，水（shuǐ）泵揚程偏（piān）高（gāo）、偏離設計揚程等問題往往因此出現，這（zhè）不僅會大量浪費電能，電機過熱（rè）還會（huì）直接影響汙水提升泵的使用壽命。

因此，本文建議采用變頻節能的汙水提升泵，由此（cǐ）根據集（jí）水池水位、流量變化（huà）合理控製泵機轉（zhuǎn）速，即可保證汙水提升泵始終處於高效區。適當提高泵前水位也能夠較好降低汙水泵送過程能耗，這一目的可通過提高（gāo）汙水處理廠前端管網蓄水水位實（shí）現，在前端（duān）管網的（de）蓄水（shuǐ）能力（lì）支持下，汙水泵送過程能耗可實現20%左右的降低（dī）。

(2)高效率新型曝氣設備。曝氣池的能耗在AO及（jí）AAO汙水處理工藝（yì）單（dān）元占比較大，因此本文建議引入高效（xiào）率（lǜ）新型曝氣設備，如新型曝（pù）氣頭、混合曝氣方式等，新（xīn）型曝（pù）氣頭包（bāo）括淹沒式的多孔擴散頭或（huò）空氣（qì）噴（pēn）嘴、可（kě）精（jīng）確控製曝氣（qì）量的微孔曝氣頭（tóu），配合基於月份、季節、實際（jì）的汙水處（chù）理廠曝氣量動態調整，即可有效降低曝氣設備能耗;混合曝氣方式（shì）指（zhǐ）的是微孔曝氣與機械曝氣的結合，這種結合需要將曝氣池分為三個（gè）部分，依次為入口缺氧區（qū）、表麵曝氣完全混合區、推流式漸減微孔曝氣區。

(3)自動（dòng）控製技術。基於自動控製（zhì）技術的曝氣池供氧係統自動調節同樣（yàng）可較好服務於AO及AAO汙水處理工藝單元的（de）節能運行，在現場PLC及相關算法的支持下，自動控製技術（shù）可根據曝氣池溶解氧濃（nóng）度自動進行供氣量的調整，汙水處理的“因變而變”目標也能夠由此實現，汙水處理廠（chǎng）不僅能夠有效降低（dī）AO及AAO汙水處理工（gōng）藝單元能耗，其出水水質、經濟效益、環境效益也能夠得（dé）到較好保障。

2.1.2探索、應用低碳處理工藝（yì）

低碳處理工藝同樣可較好服務於AO及AAO汙水處理（lǐ）工藝單元的節能運行（háng），反硝化除磷工藝、自養脫氮工藝、碳源循環（huán）利用工藝均屬於其中代表，以其中的反硝化除磷工藝為例，該工藝可實現生物脫氮與除磷的（de）合二為一，且多餘的COD能夠在該（gāi）工藝（yì）支持下轉化為CH4能源，在（zài）DPB細菌的支持下，反硝化除磷也能夠（gòu）由此（cǐ）同步實現（xiàn），AO及AAO汙水處理工藝的汙泥回流量、硝（xiāo）化（huà）液回流量均可實現有效降低，低碳處（chù）理工（gōng）藝的節能效果（guǒ）可見一斑。

2.1.3 優化AO及AAO工藝控製係統

為實現AO及AAO汙水處理（lǐ）工藝單元節能（néng）運行，AO及AAO工藝控製係統的優化同樣不（bú）容忽視，這一優（yōu）化需圍繞（rào）控製係統（tǒng）的結構、算法等方麵展開。該典型結構下控製（zhì）係（xì）統的優化需重點關注曝氣池的溶解氧（yǎng）設（shè）定值、內外回流（liú）量、外加碳（tàn）源投加（jiā）量、化學（xué）除磷藥劑投加量，而為了將這（zhè）種關注轉化為合理高效的控製，遺傳算法（fǎ）的應用必須得到重視。

2.2 實例分析

2.2.1 進水泵（bèng）房

S汙水處理廠進水泵（bèng）房的能耗控製可通過充分利（lì）用前（qián）端管網蓄水能力實現，由此減少泵（bèng）的開啟台數，進水泵房的能耗自然可（kě）實現有效降低，AAO汙水處理工藝的穩定性與處理效果也能夠得到較好保障。

S汙水處理廠進水泵房由（yóu）2台（tái）115kW(1用1備)、5台130kW(3用2備)的潛水排汙泵組成，采用交替運行發（fā）那個是，無無變頻控製係統，泵吸（xī）水揚程為120kPa。汙水處理廠（chǎng）前（qián）端（duān）管網存在主（zhǔ）提升泵站4座（zuò），流量總和為19×104m3/d，泵站到汙水處（chù）理廠最短管道的管徑、長度分別為1.5~2m、5km，汙水管網坡度為0.05%，因此可確定汙水（shuǐ）處理廠到4座泵站（zhàn）管道的蓄水（shuǐ）能力至少為15×104m3。

表2 S汙水（shuǐ）處理廠2016年進水泵房能耗

表（biǎo）2為S汙（wū）水處理廠2016年（nián）進水（shuǐ）泵房能耗（hào），1、2、9、10、11、12月S汙水處理（lǐ）廠進水泵房均開啟3台130kW的潛水排汙泵（bèng），其餘月（yuè）份則開啟3台130kW的潛水排汙泵及1台115kW的潛（qián）水排汙泵。而通過前端管網蓄水（shuǐ）能力利用，可少運行3、4、5、6、7、8月的1台115kW的潛水排汙泵，由（yóu）此即可實現20%的進（jìn）水泵噸水耗電量，20%的（de）節能效果證（zhèng）明（míng）了（le）提（tí）高泵前水位策略的實（shí）踐（jiàn）應用價值。

2.2.2 曝氣係統

S汙水處理廠曝氣係統存在（zài）鼓風機開啟完全基於運行管理人員經驗問題（tí），進、出水水質變化未得到關注，這種情況屬於（yú）我（wǒ）國各地汙水處理廠出現的普遍性問題，因此本文建議通過（guò）變頻改造降低曝氣（qì）係（xì）統（tǒng）能耗，這一改造需通過進水水（shuǐ）質和水量實現季節性的曝氣係統控製。結合（hé）S汙水廠的進、出水水質核算生物池曝氣係統需氧（yǎng）量，即可（kě）得出生物池曝氣係統（tǒng）節能結果。

2.2.3 汙泥處置環節

對於（yú）正常運（yùn）行的AAO汙水（shuǐ）處（chù）理工藝係統來說，進水水質、進水水量、溶解氧、汙泥濃度（dù）則屬於其汙水處置環節的主要工藝參數。考慮到進水水質、進水水量無法控製，S汙水廠采用了控製（zhì）汙泥濃度的節能運（yùn）行策略，汙泥負荷率為（wéi）汙泥濃度（dù）的調控依據（jù），S汙（wū）水廠的汙泥負荷率曾長期控製（zhì）在0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)以下（xià），但由於BOD5的檢測耗（hào）時較長，這就使得汙泥（ní）濃度的指導（dǎo）調控（kòng）較為滯後（hòu），AAO汙水處理工藝單元的能耗因此受到了較為負麵影響。最終，S汙水處理廠選（xuǎn）擇（zé）了汙泥的COD負荷率作為曝氣池內汙泥濃（nóng）度的控（kòng）製指標，由此控製（zhì）剩餘汙泥排放量（liàng）、回（huí）流汙（wū）泥（ní）比（bǐ），汙（wū）泥負荷率因此被控製在0.07~0.1kgCOD/(kgMLSS.d)區間，曝氣池氧氣供應量（liàng）在（zài）表4的基礎上（shàng）實現了進一步降低（dī），降低幅度在10%~20%區間，由此降低的鼓風機能耗必須得到重視。

3、結論

AO及AAO汙（wū）水處理工藝單元的節能（néng）運行具備較高（gāo）現實意義（yì），在此基礎上，本文涉及的變頻節能的汙水提升泵、高效（xiào）率新型曝氣設備、自動控製技術、反硝（xiāo）化除磷工藝等內容，則提供了可行性較高的節能運行（háng）路徑。而為了更好推動我國汙水處理事業發展，需要對進（jìn）水預測（cè）模型的建設、工藝沿程（chéng）測（cè）量（liàng）探頭的增設同樣更加（jiā）重視。