随着城市化进程的加快，污水处理厂在城市基础设施中的地位日益重要。然而，污水处理厂的电气能耗问题也日益凸显。本文将从污水处理厂的电气能耗分析入手，探讨如何制定节能降耗实施方案，以期降低污水处理厂的运营成本，提高能源利用效率。
二、电气能耗分析
污水处理厂的电气能耗主要来自以下几个方面：
污水提升泵：污水处理厂需要使用污水提升泵将污水从较低的地方输送到较高的处理设备进行处理。污水提升泵的能耗与污水流量、扬程及泵的效率等因素有关。
曝气设备：曝气设备是污水处理厂中主要的耗能设备之一。它通过向污水中注入氧气，促进微生物的呼吸作用，从而降解有机物。曝气设备的能耗与曝气量、曝气时间、污水浓度等因素有关。
搅拌设备：搅拌设备主要用于混合液体和固体物质，促进反应的进行。搅拌设备的能耗与搅拌速度、搅拌时间等因素有关。
消毒设备：消毒设备用于杀死污水中的有害微生物，减少污染。消毒设备的能耗与消毒方式、消毒时间等因素有关。
针对以上能耗来源，可以采取以下措施降低电气能耗：
优化设备配置：根据实际需求，选择高效、低能耗的设备，提高设备的使用效率。
合理调整运行参数：根据污水的水质、流量等参数，合理调整设备的运行参数，降低能耗。
实施能源管理：建立能源管理体系，加强对能源使用情况的监测和考核，提高能源利用效率。
三、节能降耗实施方案
针对以上电气能耗分析，可以采取以下具体实施方案降低污水处理厂的电气能耗：
技术改造：引进先进的节能技术，对高能耗设备进行改造，提高设备的能源利用效率。例如，采用高效污水提升泵、优化曝气设备的运行方式等。
设备升级：升级设备控制系统，引入智能化的能源管理模块，实现对设备运行状态的实时监控和优化控制。例如，采用变频控制技术、智能化曝气系统等。
流程优化：根据实际需求，优化处理流程，减少不必要的能源消耗。例如，合理安排污水的水质监测时间和频次，降低能耗的同时提高处理效果。
能源管理：建立能源管理体系，加强对能源使用情况的监测和考核。通过数据分析，发现能源浪费的问题并采取措施加以改进。例如，制定合理的用电计划、实施峰谷电价等措施。
培训与教育：加强员工节能意识培训，提高员工对节能降耗的重视程度。通过开展节能知识普及活动，提高员工的节能意识和技能水平。
引入第三方评估机构：聘请第三方评估机构对污水处理厂的电气能耗情况进行全面评估，提出针对性的节能降耗建议和改进措施。这有助于提高节能降耗工作的科学性和有效性。
建立奖惩机制：制定节能降耗奖励政策，对节能工作表现优秀的部门和个人给予奖励；同时对能源浪费严重的部门和个人进行相应的惩罚，以强化节能降耗工作的落实。
加强与科研机构合作：与科研机构合作开展污水处理厂的节能技术研发和应用推广工作，引进先进的节能技术和理念，提高污水处理厂的能源利用效率。
实施合同能源管理：采用合同能源管理模式，引入专业的节能服务公司对污水处理厂的电气系统进行全面诊断和分析，并制定个性化的节能改造方案。这有助于降低污水处理厂的运营成本并提高能源利用效率。
建立信息共享平台：搭建信息共享平台，实现各部门之间的信息互通与协同工作。通过实时监测和数据分析，发现能源浪费问题并迅速采取相应措施进行改进。同时，共享平台还可以促进各部门之间的经验交流和学习借鉴。
定期开展能效评估：定期对污水处理厂的电气系统进行能效评估，发现存在的问题并采取相应措施进行改进。例如更换高能耗设备或优化设备配置等。同时建立相应的监督机制以确保各项改进措施的落实和执行效果符合预期目标。通过持续的能效评估和改进工作不断提高污水处理厂的电气能源利用效率降低运营成本为城市的可持续发展做出贡献在未来的城市基础设施建设中应该更加注重环境保护和资源节约等方面的考虑从而建设更加绿色可持续的城市环境让城市发展更加健康可持续为人们创造美好的生活环境而努力奋斗！
四、安科瑞电气针对水厂用电推出能效管理解决方案--AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台
4.1平台概述
安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，重点监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。
图1 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台
4.2 平台组成
AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。
4.3 平台拓扑图
4.3.1监控管理层
监控管理层设置在综合能源管理中心，配置能源管理数据服务器和监控主机，通过水务综合能效管理系统，完成对厂区配电系统、主要用能设备如电机、风机的远程数据采集和实时监控，并对数据进行统计分析，以曲线、棒图、饼图、散列等方式呈现给用户，方便值班人员时刻掌握各工段的运行参数和状态，全厂需量、电能及其他重要统计数据，同时预留数据上传上一级水务系统的通讯接口。
4.3.2网络通信层
网络通讯层从能源中心到用户变电所、水泵站、工艺车间敷设光缆，配置网络交换机和光电转换机，构建星型以太双网，提高网络传输的可靠性通信方式，实现能源管理的主干通信功能。在每个站配置数据采集箱和通讯管理机，采集能源中心，污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站的用电数据、开关状态，采集各PLC控制盘监控的水泵、风机等设备运行参数和状态，如风机水泵的启停、运行时间以及水泵压力、流量、风机气压以及曝气系统的工作状态以及水池水位等。
4.3.3现场设备层
现场设备层，由分散安装在用户站、污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站内的继电保护、多功能电表、电动机保护器、温度传感器、火灾探测器、水池水位计、压力表、流量计、以及各PLC控制柜等组成，完成配电回路的电参数监测、电机保护，水池水位、水泵流量、风机风量监测，实现水泵、风机的自动/手动运行控制。
4.4 平台功能
本平台包含了电力监控子系统，能耗分析子系统，智能照明子系统，电能质量监测和提升子系统，电气火灾监测子系统，消防电源监控子系统，防火门监控子系统，消防应急照明和疏散指示子系统 ，工艺监控，视频监控等子系统，下面介绍安科瑞能耗管理系统以及硬件选型。
4.4.1 能耗分析子系统
AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过搭建计量体系，采集污水处理厂能源数据，显示污水处理厂的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助其分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域帮助其了解各工艺环节能源消耗量，并且可细化到楼层、车间、产线、班组、工序，计算产品单耗、单位面积能耗或万元产值能耗，从而计算出能耗总量和单位能耗。
4.4.2能耗数据统计
采集工厂工艺用电、厂务用电等消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。
4.4.3提升主要用能设备能效
污水处理厂中有着大量的电机、水泵，其中污水提升泵和鼓风曝气能耗占据了工艺能耗中的大多数，平台针对这些工艺设备进行监测分析，工艺之间横向比较，寻找具有调控潜力的用电设备、工艺单元，帮助用户发现其能效提升空间并提供解决方案，找到较好的运行区域，显著降低能源消耗
4.4.4优化能源结构
AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台支持接入分布式光伏电站以及风力发电站，为企业提供分布式电站运行监测和发电日/月/年/累计收益和减排分析，支持自发自用、余电上网。在储能环节，平台接入BMS和PCS数据，支持充放电配置策略，并对电池管理系统提供实时预警，根据其负荷特点，削峰填谷，充分使用新能源，降低污水厂碳排放。
4.4.5典型硬件
五、结论
地下污水厂的建设,本着安全可靠、经济合理 、运行管理的原则，通过合理运用能源管理平台，利用先进的大数据、云计算等互联网技术，能够提高污水厂的供电可靠性，找到节能降耗的实际方案，深入能耗分析，发掘节能潜力，为管理者提供准确化的管理手段，提高污水处理厂的能耗管理水平。
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