近年來污水處理行業(yè)得到了較快的發(fā)展，大量的污水處理廠投入了使用。然而，受制于現(xiàn)有的工藝和設(shè)備，污水處理廠一直普遍存在運(yùn)行能耗偏高的問題，這點(diǎn)在小規(guī)模污水處理廠中表現(xiàn)較為突出。

　　1 污水廠能耗分析

　　目前，我國污水處理廠的能耗情況如表1 所示。

　　從表1 可以看出，不同工藝不同規(guī)模的污水處理廠單位能耗差異較大，但大致的規(guī)律為處理深度越高、處理規(guī)模越小的污水處理廠單位能耗越高。隨著分散式一體化污水處理設(shè)備的普及以及小區(qū)污水自循環(huán)概念的提出，越來越多的居民區(qū)配備了小區(qū)污水處理站。這類污水處理站往往具備中水制備及循環(huán)系統(tǒng)，出水水質(zhì)要求高，工藝上有深度處理環(huán)節(jié)。同時(shí)，由于污水處理站僅面向小區(qū)服務(wù)，其處理規(guī)模往往較小，多數(shù)為千噸級(jí)。上述原因?qū)е滦�區(qū)污水處理站單位污水的處理電耗較大，再加上其用電性質(zhì)多為一般工商業(yè)用電，使得小區(qū)污水站的能耗成本更為突出。

　　2 儲(chǔ)能系統(tǒng)與能耗降費(fèi)

　　除了居民生活用電外，我國的大工業(yè)用電和一般工商業(yè)用電都實(shí)行分時(shí)電價(jià)，即用電高峰、平段和低谷的電價(jià)不同，高峰時(shí)段電價(jià)最高，低谷時(shí)段電價(jià)最低。以北京市2018 年8月的數(shù)據(jù)為例，其部分分時(shí)電價(jià)如表2 所示。

　　表2 北京市部分分時(shí)電價(jià)

　　通常小區(qū)污水處理站用電為一般工商業(yè)用電，電壓等級(jí)0.4kV ;集中式污水處理廠用電為大工業(yè)用電，電壓等級(jí)

　　10kV�？梢姡瑢�(duì)于全天運(yùn)行的污水廠來說，峰時(shí)和平時(shí)的能耗成本較高。

　　引入儲(chǔ)能系統(tǒng)后，可以利用其削峰填谷的特性，在低谷的23 ：00- 次日7 ：00 之間存儲(chǔ)電能，在其它時(shí)段通過儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)水廠供電，從而大大減少電費(fèi)成本。以小區(qū)污水處理站為例，采用谷時(shí)儲(chǔ)能的儲(chǔ)能系統(tǒng)為水站供電，其峰時(shí)電費(fèi)每度可節(jié)約1.0254 元，降費(fèi)比例接近74% ;平時(shí)電費(fèi)每度可節(jié)約

　　0.4997 元，降費(fèi)比例接近58%。全天綜合來看，依據(jù)表2 峰平谷時(shí)段各占全天的1/3，則配備儲(chǔ)能系統(tǒng)后，污水站的日均電費(fèi)僅為原先的41.8%。

　　可見，儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入對(duì)污水廠降低運(yùn)行能耗成本有重要作用。

　　3 儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置方式

　　當(dāng)前電儲(chǔ)能的方式主要有物理儲(chǔ)能(抽水儲(chǔ)能等)、電磁儲(chǔ)能(超級(jí)電容等)和化學(xué)儲(chǔ)能(電池儲(chǔ)能等)。其中，抽水儲(chǔ)能雖然技術(shù)成熟，儲(chǔ)能容量大，但對(duì)對(duì)地形要求高，占地面積大。電磁儲(chǔ)能響應(yīng)速度快，充放電迅速，但容量不足。電池儲(chǔ)能具有容量大、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，而得益于技術(shù)的進(jìn)步，其使用壽命、安全性、建設(shè)運(yùn)行成本等都得到了大幅改善。因此，結(jié)合儲(chǔ)能容量、占地面積、使用壽命和建設(shè)運(yùn)維成本等因素綜合考慮，污水處理廠適合采用蓄電池作為其儲(chǔ)能手段最為經(jīng)濟(jì)合理。

　　目前，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通常采用鋰電池，材質(zhì)以三元鋰和磷酸鐵鋰為多。三元鋰電池因其能量密度高、充放電能力強(qiáng)，主要用于面向電廠和電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)峰 ;磷酸鐵鋰電池因其安全性好、成本較低、綜合性能優(yōu)良，更加適合于污水處理廠的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

　　對(duì)于大型污水處理廠，可采用類似傳統(tǒng)變配電室的方式來配置儲(chǔ)能站，內(nèi)設(shè)若干電池柜、控制柜、儲(chǔ)能變流器(PCS柜)、并網(wǎng)變壓器等，如圖1 所示。

圖1 集中式儲(chǔ)能站示意圖

　　這種配置方式用在大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)上可以有效降低一次建設(shè)成本。同時(shí)，由于儲(chǔ)能站空間充足，方便設(shè)備的維護(hù)與檢修，也能為設(shè)備提供更好的運(yùn)行環(huán)境，從而提升系統(tǒng)可靠性，降低運(yùn)行維護(hù)成本。

　　對(duì)于小型污水處理廠可以采用集裝箱一體式布局來配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，一臺(tái)集裝箱內(nèi)可根據(jù)需要集成電池柜、控制柜、

　　PCS 柜等，如圖2 所示。

　　圖2 集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖

　　這種配置方式的優(yōu)勢在于系統(tǒng)集成化程度高，因此占地

應(yīng)用研究

　　最低點(diǎn)設(shè)進(jìn)水口。試驗(yàn)前應(yīng)做好加壓設(shè)備、加力計(jì)的選擇及安裝并對(duì)壓力表進(jìn)行標(biāo)定。壓力表的精度等級(jí)1.5 級(jí)，最大量程為試驗(yàn)壓力的1.5 倍。表殼的公稱直徑不小于150mm，使用前校正。水泵、壓力計(jì)安裝在試驗(yàn)段下游的端部與管道軸線相垂直的支管上。

　　2.3.3 堵板設(shè)計(jì)

　　堵板的強(qiáng)度剛度、接口形式應(yīng)滿足試壓安全要求，在構(gòu)造上滿足進(jìn)水、放水、放氣、安裝儀表等需要。

　　2.3.4 后背

　　用方木縱橫交錯(cuò)排列緊貼于土壁上，用千斤頂支頂在堵頭上。用厚鋼板型鋼作后背撐板。千斤頂?shù)臄?shù)量根據(jù)堵頭承受外推力的大小，選用一個(gè)或多個(gè)千斤頂支承。后背撐板緊貼后背座，如有孔隙用沙子填實(shí)。

　　2.3.5 試壓

　　注水 ：把水源準(zhǔn)備好，用低壓大流量的水泵先往管內(nèi)注水，注水同時(shí)把設(shè)置在管路上的排氣閥全部打開，并有專人把守，做到邊注水邊排氣。水注滿，氣排完，當(dāng)注水接近注滿時(shí)，派人沿管線檢查管道有無漏水情況，如無應(yīng)繼續(xù)。如有漏水情況，停止注水，做好標(biāo)記和記錄，待修好后，方可進(jìn)行再次注水，直到水注滿后開始做無壓狀態(tài)下的浸泡觀察，時(shí)間不小于72h，在此時(shí)應(yīng)再派人沿管線尋查管道情況，一切正常后，檢查管道的滲水情況，滲水量與規(guī)范的滲水量要一致并小于規(guī)范要求。管道灌滿水后以保持0.2 - 0.3Mpa 水壓

　　(不超過工作壓力)充分浸泡，浸泡時(shí)間不小于72 小時(shí)。試壓時(shí)緩慢的加壓，每次升壓為試驗(yàn)壓力的20%為宜，每次升壓后，檢查后背、接口支墩等的安全無問題時(shí)，在繼續(xù)升壓。甚至試驗(yàn)壓力70%時(shí)，穩(wěn)定一段時(shí)間檢查，排氣徹底干凈然后升至試驗(yàn)壓力。管子強(qiáng)度試驗(yàn)在水壓升至試驗(yàn)壓力后，保持恒

　　壓10 分鐘，檢查接口管身，無破損即漏水現(xiàn)象時(shí)，管道強(qiáng)度試驗(yàn)確認(rèn)合格。

　　2.3.6 試壓的安全工作

　　當(dāng)試壓時(shí)，應(yīng)有專職領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)，成立試壓小組，統(tǒng)一指揮，明確分工，嚴(yán)格檢查，規(guī)定聯(lián)絡(luò)信號(hào)。開始試壓時(shí)對(duì)兩端蓋堵及減壓裝置應(yīng)特別注意，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)停泵處理。水壓實(shí)驗(yàn)逐步加壓，每次加壓以0.2Mpa 為宜，每次加壓后，穩(wěn)壓檢查沒問題時(shí)，再繼續(xù)加壓。檢查時(shí)停壓進(jìn)行，同時(shí)作好對(duì)管道沿線當(dāng)?shù)鼐用竦男麄�，試壓時(shí)有專人尋查，當(dāng)?shù)鼐用癫荒苓M(jìn)入試壓區(qū)段，在明顯處，張貼標(biāo)語等措施。試壓人員嚴(yán)禁站在試壓段端部，外露管頂?shù)炔课�，并配備專業(yè)通訊設(shè)備，保持各處聯(lián)絡(luò)通暢。試壓過程中，嚴(yán)格監(jiān)視各管段情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，試壓完成后，及時(shí)放水，保證安全。

　　3 結(jié)束語

　　南水北調(diào)中線通水之后，沿線省市的通水配套工程相繼開工，為了解決長距離大需求的供水問題，地下暗埋 PCCP 管道成為了配套工程在運(yùn)輸水資源的重要材料之一，本文所闡述的施工技術(shù)在實(shí)際工作中具有保證施工質(zhì)量、節(jié)約投資成本、加快施工進(jìn)度的優(yōu)點(diǎn)，希冀能夠給類似工程提供一定的參考作業(yè)。（來源：大連誠高科技股份有限公司）