城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來，越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。
一、概述
革命以來，越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。我國城市污水處理相對(duì)于國外發(fā)達(dá)國家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。
結(jié)合我國實(shí)際情況，參考國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符以下幾個(gè)發(fā)展方向：
1 總投資省。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國民經(jīng)濟(jì)大有益處。
2 運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。
3 占地省。我國人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。
4 脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環(huán)境的富營養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問題。我國最新實(shí)施的國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
5 現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)與環(huán)保工程的有機(jī)結(jié)合?，F(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自控系統(tǒng)設(shè)備的出現(xiàn)和完善，為環(huán)保工程的發(fā)展提供了有力的支持。目前，國外發(fā)達(dá)國家的污水處理廠大都采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理和自控系統(tǒng)，保證了污水處理廠的正常運(yùn)行和穩(wěn)定的合格出水，而我國在這方面還比較落后。計(jì)算機(jī)控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發(fā)展的方向。
二、污水處理工藝及變頻改造可行性
1 原污水處理系統(tǒng)工藝
了國內(nèi)外污水處理廠的成熟經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢(shì)，并進(jìn)行了比較。 目前，國內(nèi)外城市污水處理廠處理工藝大都采用一級(jí)處理和二級(jí)處理。
b
是污水處理的核心設(shè)備是全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的，
2 變頻改造的可行性
變頻調(diào)速能是一項(xiàng)
3 變頻節(jié)能原理
圖2中
曲線1和2表示調(diào)速時(shí)的壓力-流量曲線
設(shè)A點(diǎn)為風(fēng)機(jī)最大工況點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2時(shí)，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法，工況點(diǎn)由A到B，風(fēng)壓增加到H2，由圖中可看出軸功率P2下降，但減少的不太多。如果采用變頻調(diào)節(jié)方式，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)由A到C，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2情況下，風(fēng)壓H3將大幅度下降，功率P3隨著顯著減少。節(jié)省的功率損耗△P＝△HQ2與圖中面積BH2H3C成正比。
a 由以上分析可知，變頻調(diào)節(jié)是一種高效的調(diào)節(jié)方式。鼓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生附加壓力損失，節(jié)能效果顯著，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0％～100％，適合調(diào)節(jié)范圍寬，且經(jīng)常處于低負(fù)荷下運(yùn)行的場(chǎng)合。但是，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)量減小時(shí)，風(fēng)壓將發(fā)生很大變化，由風(fēng)機(jī)比例定律：
Q1/Q2＝(n1/n2)，H1/H2＝(n1/n2)2，P1/P2＝(n1/n2)3
可知
①
②
P2=（0.8）3×P1=0.51P1,節(jié)電49%。
b 由于功率與轉(zhuǎn)速成三次方的關(guān)系，因此，轉(zhuǎn)速變化越大，功率的消耗將呈幾何級(jí)數(shù)減少。
c 按照GB12497《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》
風(fēng)機(jī)、泵類，采用擋板調(diào)節(jié)流量對(duì)應(yīng)電機(jī)輸入功率
式中：
QN
式中：Ki為節(jié)電率、P1為節(jié)約功率
可使用上式估算改造為的節(jié)電量。根據(jù)原工況，對(duì)采用入口導(dǎo)葉的風(fēng)機(jī)，在入口導(dǎo)葉小角度開度節(jié)電效果和變頻器相差不大，即開度為10%時(shí)與采用變頻控制節(jié)能效果相當(dāng)不大可忽略不計(jì)。
4 實(shí)際產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其估算
a 旁路開度為30%，流量為70%時(shí)節(jié)電率估算：
1-（(0.7)3/0.45+0.55×(0.7)2）＝52%
b 原工頻每月每臺(tái)估算用電量：160×0.7×24×30＝80640 KWH
c 變頻改造后每臺(tái)每月節(jié)電量：80640×52%＝41933 KWH
d 變頻改造后每臺(tái)每月節(jié)省電費(fèi)
結(jié)論：每套變頻節(jié)能柜報(bào)價(jià)：19.2萬無；投資回收周期：約 6 月
三、原設(shè)備運(yùn)行工況
1 設(shè)備參數(shù)
a 南寧污水處理廠有離心式鼓風(fēng)機(jī)一共3臺(tái)，型號(hào)：1TYC27
b 配套的三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y2-315L1-2-160KW，2極電機(jī)，額定轉(zhuǎn)
速2975RPM。
c
2 污水處理中鼓風(fēng)機(jī)工況
3
、、
4水等問題
管道破裂或癟塌、損壞和固定件，并會(huì)增加進(jìn)線變壓器的負(fù)荷狀況。采用了變頻調(diào)節(jié)后，可以通過延長(zhǎng)升、降速時(shí)間來延長(zhǎng)起動(dòng)或停機(jī)的過程，即使在運(yùn)行過程中，也可以通過對(duì)工作頻的磨損也大大減輕，設(shè)備的工作壽命將大大延長(zhǎng)。
四、變頻改造方案
五、用戶受益
1 高效節(jié)能運(yùn)行，節(jié)能效果可觀，投資回報(bào)周期短變頻改造后，鼓風(fēng)機(jī)可根據(jù)工藝需要來調(diào)節(jié)供風(fēng)量，變頻調(diào)速后節(jié)約電能。
2 電機(jī)真正帶負(fù)載軟啟動(dòng)，減少?zèng)_擊。使用變頻調(diào)節(jié)以后，由于使用了SPWM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的軟啟動(dòng)和緩沖停機(jī)，從根本上消除了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)及其它設(shè)備的危害，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
3 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。采用了變頻調(diào)節(jié)后，可以通過延長(zhǎng)升、降速時(shí)間來延長(zhǎng)起動(dòng)或停機(jī)的過程，即使在運(yùn)行過程中，也可以通過對(duì)工作頻率點(diǎn)的選擇，跳過容易引起設(shè)備共震的工作點(diǎn)，從而使水泵葉片、單向閥、管路系統(tǒng)承受的應(yīng)力大為減小，軸承的磨損也大大減輕，設(shè)備的工作壽命將大大延長(zhǎng)。