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地區(qū)文明與否的一個重要標志。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術、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，以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、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技術、設備和經(jīng)驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。
結合我國實際情況，參考國外先進技術和經(jīng)驗，建設城市污水處理廠應符合以下幾個發(fā)展方向：
（1）總投資省。我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴格控制總投資對國民經(jīng)濟大有益處。
（2）運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素，是評判一套工藝優(yōu)劣的主要指標之一。
（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)成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴格地規(guī)定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準。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)代先進技術與環(huán)保工程的有機結合?，F(xiàn)代先進技術，尤其是計算機技術和自控系統(tǒng)設備的出現(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)達國家的污水處理廠大都采用先進的計算機管理和自控系統(tǒng)，保證了污水處理廠的正常運行和穩(wěn)定的合格出水，而我國在這方面還比較落后。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發(fā)展的方向。
三、幾種處理系統(tǒng)的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠，投資上最經(jīng)濟，管理上最方便的城市污水處理系統(tǒng)，結合當?shù)氐膶嶋H情況，我們調研了國內外污水處理廠的成熟經(jīng)驗和發(fā)展趨勢，并進行了比較。
目前，國內外城市污水處理廠處理工藝大都采用一級處理和二級處理。一級處理是采用物理方法，主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟，差別不大。二級處理則是采用生化方法，主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性，溶解性有機物以及氮、磷等營養(yǎng)鹽。目前，這一處理工藝有多種方法，歸結起來，有代表性的工藝主要有傳統(tǒng)活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前，這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
污水處理廠最好的節(jié)電場合是曝氣機的鼓風機（有些是采用攪拌機來曝氣），節(jié)電率更高
污水處理廠的設備是全天候運轉的，而且曝氣機和潛水泵是污水處理的核心設備，需要用變頻器對曝氣機的鼓風機（羅茨風機）和潛水泵進行調速。 鼓風機變頻控制：污水處理好氧部分溶解氧濃度對處理結果有很大影響，溶解氧濃度太低，污水不能達標；溶解濃度太高，不僅浪費電能還可能使活性污泥上浮使出水也不能達標。鼓風機加變頻器就是為了控制CASS池溶解氧的濃度穩(wěn)定在恒定值.
考慮到實際應用中只可能一臺是變頻運轉，另一臺停止或工頻運轉，同時為了減少固定資產投資，設計了2臺風機只用一臺變頻器控制，剛曝氣時，一臺風機變頻運轉，如果該風機運行到50HZ后，溶解氧濃度仍沒達到設定值，該變風機自動投到工頻(50HZ)繼續(xù)運轉，第二臺風機自動投到變頻運轉，在PID自動控制下直到溶解氧濃度穩(wěn)定在設定值。當溶解氧濃度大于設定值且變頻風機頻率低于一定頻率工頻風機自動切斷只有變頻風機運轉 。
3.1變頻調控原理與特性
隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機調速技術被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機的轉速方式來進行風機流量的控制，可以大幅度減少以往機械方式調控流量造成的能量損耗。
3.2變頻調節(jié)的節(jié)能原理：
圖2中曲線1和2表示調速時的壓力-流量曲線，曲線3和4表示節(jié)流調節(jié)時管路阻力特性曲線，曲線5表示恒速時功率-流量曲線，設A點為風機最大工況點。當風量需從Q1減少到Q2時，如果采用節(jié)流調節(jié)法，工況點由A到B，風壓增加到H2，由圖中可看出軸功率P2下降，但減少的不太多。如果采用變頻調節(jié)方式，風機工況點由A到C，可見在滿足同樣風量Q2 情況下，風壓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。
由以上分析可知，變頻調節(jié)是一種高效的調節(jié)方式。鼓風機采用變頻調節(jié)，不會產生附加壓力損失，節(jié)能效果顯著，調節(jié)風量范圍0％～100％，適合調節(jié)范圍寬，且經(jīng)常處于低負荷下運行的場合。但是，當風機轉速下降，風量減小時，風壓將發(fā)生很大變化，由風機比例定律：
Q1/Q2＝(n1/n2)， H1/H2＝(n1/n2)2， P1/P2＝(n1/n2) 3
可知，當其轉速降低到原額定轉速的一半時，對應工況點的流量、壓力、軸功率各下降到原來的1/2、1/4、1/8，這就是變頻調節(jié)方式可以大幅度節(jié)電的原因。
假設將水泵轉速降低10%（輸出頻率45Hz時）
則功率P2=（0.9）×P1=0.73P1節(jié)電27%。
假設將水泵轉速降低20%（輸出頻率40Hz時）
則功率P2=（0.8）3×P1=0.51P1節(jié)電49%。
由于功率與轉速成三次方的關系，因此，轉速變化越大，功率的消耗將呈幾何
級數(shù)減少。
3.3啟動電流對電動機及設備的損害
電動機在啟動階段，往往采用自藕變壓器降壓啟動或（星—三角）啟動方式，這兩種方式雖然能降低啟動電流對電動機的損害，但仍有高達額定電流5—6倍的啟動電流，嚴重危害著電動機、水泵、單向閥、管路系統(tǒng)的使用壽命。
使用變頻調節(jié)以后，由于使用了SPWM技術，實現(xiàn)了真正意義上的軟啟動和緩沖停機，從根本上消除了啟動電流對電動機及其它設備的危害，大大延長了設備的使用壽命。
3.4設備運行中的噪音、震動、水錘等問題
設備在全電壓啟動、運行、停止的過程中，由于無法進行及時有效的調節(jié)，會產生嚴重的水錘、機械噪音增加、震動加劇等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都具有極大的破壞性，會引起管道破裂或癟塌、損壞閥門和固定件，并會增加進線變壓器的負荷狀況。采用了變頻調節(jié)后，可以通過延長升、降速時間來延長起動或停機的過程，即使在運行過程中，也可以通過對工作頻率點的選擇，跳過容易引起設備共震的工作點，從而使水泵葉片、單向閥、管路系統(tǒng)承受的應力大為減小，軸承的磨損也大大減輕，設備的工作壽命將大大延長。
（轉載）
