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我国城镇污水处理发展现状
污水处理是保障人类社会卫生安全的重要措施。现今污水处理主要采用活性污泥法为主的工艺，能有效去除有机物、氮磷等污染物和致病菌等。
我国污水处理厂从2006年起数量直线增加，而2010年后增长速度有所降低。截至2014年底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3 717座，污水处理能力1.57×108 m3/d，我国城镇污水处理厂建设已覆盖大部分生活范围，未来污水处理厂建设数量将会放缓，但污水处理量在一定时期内仍会有所增加。
据统计的我国污水处理平均能耗为0.29 kWh/m3，根据国家能源局发布的2014年全社会用电总量为55 233亿kWh，得到污水处理占全社会用电量的比例约为0.3%。
污水处理厂能耗主要包括直接能耗和间接能耗，其中直接能耗为用于曝气鼓风机、提升泵、回流泵等运行所需要的电能，间接能耗包括化学除磷以及污泥脱水等投加的化学药品等。
一般而言，在二级处理工艺电耗中，污水提升占10%～20%，生物处理占50%～70%，污泥处理处置占10%～25%，此三部分所占比例在70%以上。
现今我国污水处理随着排放标准的提高，很多污水处理厂开始采用深度处理工艺，包括反硝化滤池、砂滤和紫外消毒等工艺。
以包括混凝过滤和紫外消毒深度处理工艺的昆明某污水处理厂运行能耗为例，其前处理、二级处理、深度处理和污泥处理能耗所占比例分别为8.2%、65.7%、20.7%和5.4%，其中污水提升泵所占比例为8.0%，二级处理工艺回流泵所占比例为4.7%，曝气能耗所占比例为56.2%。因此，污水处理厂节能降耗关键点在提升泵和鼓风曝气两个方面。
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污水处理节能降耗发展现状
根据以上分析，现有节能降耗的可能包括对现有工艺或者设备运行进行完善，降低运行能耗。此外，节能降耗也可以从污水处理工艺优化和其所含能源进行回收，由此降低污水处理厂运行能耗。
2.1 污水提升泵节能降耗研究及其应用
污水处理厂进水均处于管网系统末端，其高程相对较低，所以需要用提升泵将污水提升至处理系统中，此过程耗能较多，是节能降耗的重要节点之一。目前我国污水处理厂泵能耗较高的原因包括电机效率低、设计能力与运行能力不符、水量波动大和运行控制管理能力低等。污水提升角度的节能降耗需要从污水提升系统进行全面的分析。
首先，在污水处理工艺设计阶段，需要全面调研现有管网系统和污水处理全流程设施，尽可能降低需要提升的污水随处理设施的高程差，并考虑采用淹没流模式。
其次，需要根据污水提升量及其变化特征，选择合适的泵及其组合方式。根据管道系统尤其是污水流量的变化特性曲线选择合适的泵，满足泵运行的高效运行效率区间并在高水位条件下运行。根据污水处理量、扬程、水头损失和泵功率等，选择合适高效的泵组合，包括设置带变频调速器等的变频泵与固定功率泵之间的配比与调控，降低水泵运行轴功率，同时避免泵的频繁开启而降低其使用寿命。
再者，注重泵和电机之间的匹配度，强化电机的高效运行。另外，注重管道设计，保障系统结构紧凑与运行流畅，减少弯管和管道长度，降低管道输运系统的阻力和能耗。最后，需要注重工艺运行管理与设备维护，降低运行系统的滴漏、结垢与机械磨损等，保障设备和系统在高效条件下运转。
我国各污水处理厂设计和运行中，对提升泵的改进主要是采用变频控制技术。
采用部分变频泵作为调速泵的控制，可以使水泵平均转速比工频转速降低20%以上，综合节能效率可达20%～40%，对中小型污水处理厂，一年左右就可收回投资成本。
2.2 污水生物处理曝气节能降耗技术及其应用
污水中污染物去除主要通过微生物生化代谢过程实现。
我国污水处理生化工艺主要包括A2O工艺、氧化沟match工艺和SBR工艺。微生物去除污染物的生化代谢过程需要存在电子受体，此过程主要通过曝气供氧提供。因此，有效曝气是实现污染物去除和污水有效处理的重要保障手段。
此外，在污染物去除的过程中如A2O反硝化脱氮需要混合液回流提供硝态氮作为电子受体，而在化学除磷过程中需要投加化学药剂强化化学沉淀等也会产生一定的能耗。
曝气控制是污水生物处理过程中节能降耗的关键节点，途径包括曝气装置、曝气管布置、曝气供给模式等方式的优化。
我国污水处理工艺普遍存在曝气量设计远大于实际需求量的现状，也即好氧段可以大大缩短以降低好氧能耗。专家对氧化沟工艺好氧段进行改造，主要是改造好氧段前段为缺氧区，控制出水DO质量浓度为1～1.5 mg/L，不但提高了出水水质，而且处理能耗降低为0.241 kWh/m3，比改造前降低20%以上。此外，通过工艺内设备优化运行也能有效降低能耗。
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结语及展望
随着我国污水处理厂建设的完善，未来对污水处理厂运行节能降耗需求会越来越强烈，尤其是基于精细化管理和污水处理全程优化的理念值得深入实践。重点内容包括：
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建立基于污水处理系统节能降耗的精细化综合设计、运行与管理模式。
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开发新型节能降耗的污水处理工艺。深入研究污水中污染物去除机制及其功能菌的驯化，开发新型污水处理工艺，深入推进关于污水处理能源化与资源化的实践，也是节能降耗的技术途径之一。
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基于污水处理工艺过程的模拟与精确控制技术研究与应用。针对不同工艺，建立相应的关键能耗特征指标，并开展相应的评价与优化运行，也是未来需要深入研究的对象。
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基于节能降耗效能的综合评价方法与体系的建立与应用。需要建立基于污水处理全流程的类似生命周期评价的理念，全面评价节能降耗的影响，全面评价能耗降低的途径。此外，也需要从可持续发展角度，全面分析能耗的影响，引入包括环境、经济和技术等方面指标的评价体系。
