吴春红
摘要：《城镇污水处理与资源化利用发展“十四五”规划》指出，2021年至2025年，我国城镇污水收集处理设施发展不平衡、不充分的矛盾将得到有效缓解，系统推进薄弱环节，全面提高污水收集处理效率，加快污水资源化利用，提升设施运行维护水平。“十四五”期间，新建、改建、扩建再生水生产能力不低于1500万立方米/日。大量污水处理厂的建设，减少了污染物的排放，改善了水环境。同时，污水处理属于高能耗行业能耗管理措施，加大了能源消耗压力。因此，有必要建立合理的能效管理平台进行能源管理，实现节能减排。减少消费的目的。
关键词：污水处理厂 水环境 能源管理 节能降耗
一、污水厂配电结构及处理工艺
1.1.配电结构
污水厂设备要求供电可靠性。一般不允许停电。供电中断将造成重大经济损失。由于污水厂供电负荷等级为Ⅱ类，应采用双向供电。发电机，至少能满足工厂应急通风、消防、应急照明等需要。
1.2. 废水处理工艺
我国污水处理工艺约有30多种，最常见的有氧化沟、A/A/O、A/O、SBR等。格栅、AAO生物池、MBR膜池以及膜设备之间的紫外线消毒通道、回用池和回用泵房、鼓风机房、污泥储罐和污泥脱水车间等。复杂的处理工艺提高了运行、维护和管理。困难。
1.3. 能量分布
污水处理厂的能源消耗成本主要是电力、药品和燃料，其中电力消耗占60~90%。我国污水二次处理用电量0.19~0.36 kWh/m³。分析了城市污水处理厂的能耗及其影响因素。结果表明，我国城市污水处理厂平均能耗为0.29kWh/m³，而美国污水处理厂平均能耗为0.2kWh/m³，日本是 0.204~0./m³。总体来看，我国在污水处理节能降耗和优化运行方面起步较晚，节能降耗的空间还很大，在污水提升泵、鼓风曝气和污泥处理环节中，电能消耗量最大。较高的能耗水平在一定程度上影响了污水处理的建设和发展。同时，应对双碳战略，探索科学的能源管理措施，推动节能降耗的完成。
二、能效管理解决方案---SW智能水能效管理平台
安科瑞电气拥有从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态系统。-SW智慧水能效管理平台在污水厂源头、管网、负荷、蓄水、收费等各个关键节点安装保护、监测和分析。、处理装置，用于监测污水处理厂的能源消耗总量和能源消耗强度，重点监测主要耗能设备的能效，保障污水处理厂安全可靠运行，提高污水处理能效为污水处理方案的能效管理提供科学、精细化的解决方案。
图 1 - 西南智能水能效管理平台
2.1.保证供电可靠性
污水厂配电系统中35kV和10kV电压等级均配备微机保护装置和多功能仪表进行保护和监控，0.4kV配备多功能仪表进行电气监控每个电路的参数和能耗。,可实时监控高低压供配电系统的开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警和记录等。
污水处理厂有大量非线性负荷。通过监测其配电系统的谐波失真、电压波动、闪变和容差指标，分析其电能质量，并配置相应的电能质量控制措施，进一步提高供电可靠性。
图2-SW智能水能效管理平台主接线图
2.2.建立电能计量系统
-SW智慧水能效管理平台搭建计量系统，采集污水处理厂能源数据，展示污水处理厂的能量流向和能耗，通过能量流图帮助其分析能耗，发现异常能耗区域帮助他们了解每个流程环节的能耗可以细化到楼层、车间、生产线、班组、工序，产品的单耗、单位面积能耗或万元产值能耗可以是计算，从而计算出总能耗和单位能耗。.
图 3 能量流图
2.3.数据采集和实时测量
-SW智能水能效管理平台提供自定义时间抄表功能，可随时随地完成企业三级计量系统的数据抄表，减少人工投资。同时，各保护、仪表主动定期上传数据，保证能源及时性，节能降耗，提供基础数据支撑。
图4 数据集拷贝报告
2.4. 优化能源结构
-SW智慧水能效管理平台支持接入分布式光伏电站和风力电站，为企业提供分布式电站运行监控和发电日/月/年/累计收益减排分析，支持自发和自用和剩余电网。在储能环节，平台接入BMS和PCS数据，支持充放电配置策略，对电池管理系统进行实时预警。根据其负荷特性，可以削峰填谷，充分利用新能源，减少污水厂的碳排放。
图5 分布式光伏电站监控运维
2.5. 提高主要耗能设备的能效
污水处理厂有大量的电机和泵，其中污水提升泵和鼓风曝气的能耗占该工艺能耗的大部分。平台对这些工艺设备进行监控分析，并横向对比工艺，找出最具控制潜力的电气设备和工艺单元，帮助用户发现其能效提升空间并提供解决方案，找到最佳作业区域，显着降低能耗。
图6 管网示意图及能效监测
2.6. 报警及时推送
平台提供能量报警功能。一旦发现漏电、能耗异常、电参数异常等，可提供多种报警方式，包括但不限于邮件、短信、钉钉推送等。
图 7 报警记录与管理
2.7. 加强运维管理
加强检查维护工作，及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性。配置重要设备包括变压器、电气柜、高压电缆、空调、水泵、鼓风机等设备信息，配置二维码，在移动端快速获取设备信息、设备维修历史记录和常见问题解决方法.
图8 设备运维档案
2.8. 典型硬件
三、结束语
随着污水处理厂的不断扩建，运行成本不断上升，能源消耗不断增加，通过合理利用能源管理平台，利用先进的大数据、云计算等互联网技术，可以提高污水处理厂供电可靠性，寻找节能降耗实际方案，深入分析能耗，挖掘节能潜力，为管理者提供精准管理方法，提升污水处理能耗管理水平植物。
参考
[1] 卢家喜. 城市污水处理厂能耗分析及节能降耗措施[J]. 低碳世界。2018-08
