A3：科技智慧
●漯河市清源供水有限公司 周红阳
摘要：随着城市化进程加快，净水厂规模扩张导致能源消耗与环境压力加剧，当前普遍存在能源效率低下、设备老化及管理滞后等突出问题。通过工艺优化提升处理能效、构建智能化管理系统实现精准调控、强化专业人才培训提升运营水平、完善设备维护体系延长使用寿命等综合措施，可有效降低能耗与运维成本，同步提升经济效益与环境效益，推动净水行业向绿色低碳方向转型，最终达成社会效益、经济价值与生态保护的协同发展目标。
关键词：城市化；净水厂；能耗；环境问题；可持续发展
净水厂作为保障城市居民供水安全的关键设施，其重要性不言而喻。随着城市化进程的加速和人口的增长，净水厂的规模和处理能力不断扩大。然而，净水厂在运行过程中也带来了不容忽视的能源消耗与环境负荷问题。
从能源消耗的角度来看，净水厂的生产过程涉及多个环节，每个环节都需要消耗大量的能源。例如，在水源取水环节，水泵需要消耗电能将水从水源地输送到净水厂；在水处理环节，混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺过程都离不开能源的支持，通过多年的从业经历了解到，水厂生产的电能消耗占整个供水成本的 35% - 40% 以上 ，这不仅给净水厂的运营带来了巨大的经济压力，也对能源资源造成了一定的浪费。
在当前全球倡导可持续发展的大背景下，节能降耗已成为净水厂实现可持续发展的必然选择。节能降耗不仅可以降低净水厂的运营成本，提高经济效益，还可以减少能源消耗对环境的影响，实现环境效益和社会效益的双赢，因此，探讨净水厂的节能降耗措施具有重要的现实意义。
水厂节能降耗的现状
从整体行业来看，多数净水厂在能源利用效率、设备老化、管理模式等方面仍存在诸多不足，这些问题严重制约了净水厂的节能降耗进程。
在能源利用效率方面，许多净水厂的设备选型和运行参数不合理，导致能源浪费现象较为严重。一些老旧的水泵、风机等设备效率低下，无法根据实际生产需求进行灵活调节，常常处于高能耗运行状态。在水处理工艺中，混凝剂、消毒剂等药剂的投加量往往缺乏精确控制，过量投加不仅造成药剂浪费，还增加了后续处理的难度和能耗。一些净水厂在运行过程中，没有充分考虑不同季节、不同水质条件下的处理需求，采用固定的运行模式，无法实现能源的优化配置。
设备老化也是影响净水厂能耗的重要因素。随着时间的推移，净水厂的设备逐渐老化，性能下降，故障率增加。老化的设备不仅维修成本高，而且能耗也会大幅上升。一些老旧的管道存在漏水现象，导致水资源浪费的同时，也增加了水泵的运行负担，从而消耗更多的能源。部分净水厂的电气设备老化，存在漏电、功率因数低等问题，进一步降低了能源利用效率。由于设备老化，一些净水厂不得不频繁进行设备维修和更换，这不仅影响了生产的正常进行，还增加了运营成本。
管理模式的落后同样不容忽视。一些净水厂缺乏完善的能源管理体系，对能源消耗的监测和分析不够重视，无法及时发现能源浪费的环节和原因。在人员管理方面，部分工作人员的节能意识淡薄，操作不规范，也在一定程度上增加了能源消耗。一些净水厂在运行管理中，缺乏科学的调度和优化，设备的启停时间不合理，导致能源浪费。在绩效考核方面，没有将节能降耗指标纳入考核体系，无法有效激励工作人员积极参与节能降耗工作。
水厂节能降耗措施
面对当前净水厂在节能降耗方面存在的诸多问题，需要采取一系列切实可行的措施，从优化水处理工艺、推进智能化管理、强化人员培训与管理以及完善维护保养措施等多个维度入手，全面提升净水厂的能源利用效率，实现节能降耗的目标。
优化水处理工艺
优化混凝剂使用对于提高水处理效率和降低能耗具有重要意义。在实际应用中，可通过烧杯试验等方法，根据原水水质的变化，精准确定混凝剂的最佳投加量。不同类型的原水，其所含的悬浮物、胶体等杂质的性质和含量各异，对混凝剂的需求也不同。例如，对于浊度较高的原水，可能需要适当增加混凝剂的投加量；而对于有机物含量较高的原水，则需选择对有机物去除效果较好的混凝剂品种 。采用新型高效混凝剂也是一种有效的优化策略。
利用高效过滤材且料能够显著提升过滤效果，进而降低能耗。石英砂、活性炭等传统过滤材料在净水厂中应用广泛，但随着技术的发展，一些新型高效过滤材料不断现。例如，纤维球滤料具有比表面积大、过滤精度高、截污能力强等特点，其过滤效率比传统石英砂滤料提高20% - 30%。在实际应用中，可根据水厂的水质要求和处理规模，合理选择过滤材料。对于对水质要求较高的水厂，可采用纤维球滤料与石英砂滤料组合的过滤方式，先利用纤维球滤料进行粗过滤，去除大部分杂质，再通过石英砂滤料进行精细过滤，确保出水水质达标。这种组合过滤方式能够有效提高过滤效率，减少反冲洗频率，降低反冲洗能耗 。
优化膜工艺是实现节能降耗的关键举措。膜污染是膜工艺运行中面临的主要问题之一，它会导致膜通量下降，增加运行压力和能耗。为了减少膜污染，可采用预处理措施，如混凝沉淀、过滤等，去除原水中的悬浮物、胶体和大分子有机物等，降低对膜的污染。同时，优化膜清洗方式也至关重要。传统的化学清洗方法虽然能够有效去除膜表面的污染物，但频繁使用化学药剂会对膜造成损伤，缩短膜的使用寿命。因此，可采用物理清洗与化学清洗相结合的方式，如先进行气水反冲洗等物理清洗，去除膜表面的松散污染物，再根据膜污染的程度，采用适当的化学药剂进行清洗，既能保证清洗效果，又能减少化学药剂的使用量，降低对膜的损伤，延长膜的使用寿命，从而降低能耗 。
推进智能化管理
引入远程监控系统是实现智能化管理的重要环节。通过在净水厂的关键设备和工艺环节安装传感器、摄像头等设备，将设备的运行参数、水质数据、工艺状态等信息实时传输至监控中心 。工作人员可通过监控中心的计算机或移动终端，随时随地对水厂的运行情况进行监控和管理。
开展数据分析和优化能够为节能降耗提供有力支持。利用大数据分析技术，对净水厂长期积累的运行数据进行深入分析，挖掘数据背后的规律和潜在信息。通过分析原水水质、水量与设备能耗之间的关系，建立数学模型，实现对设备运行参数的优化调整 。例如，通过数据分析发现，当原水水质较好时，某些处理环节的药剂投加量和设备运行功率可以适当降低。
运用人工智能技术能够进一步提升智能化管理水平。人工智能技术可以实现对设备故障的智能诊断和预测，提前发现设备潜在的故障隐患，及时安排维修，避免设备突发故障导致的停产和能源浪费 。例如，通过机器学习算法对设备的历史运行数据、故障数据进行学习和训练，建立设备故障预测模型。当设备运行数据出现异常时，模型能够预测设备可能出现的故障类型和时间，为维修人员提供维修建议 。
加强人员培训与管理
提高人员技能水平是实现节能降耗的重要保障。定期组织员工参加节能知识和技能培训，包括能源管理基础知识、节能技术应用、设备操作与维护等方面的内容 。邀请行业专家进行讲座和现场指导，使员工了解最新的节能技术和管理理念。通过培训，使员工掌握正确的设备操作方法，提高设备的运行效率，减少因操作不当导致的能源浪费 。例如，在设备操作培训中，向员工详细讲解水泵、风机等设备的最佳运行工况和调节方法，让员工能够根据实际生产需求，合理调整设备运行参数，避免设备长时间在低效状态下运行。同时，鼓励员工积极参与节能技术创新和合理化建议活动，对提出有效节能措施的员工给予奖励，激发员工的创新积极性 。
建立健全运行管理制度是确保节能降耗措施有效实施的关键。制定详细的设备操作规程，明确设备的启动、停止、运行调节等操作步骤和注意事项，确保员工按照规范操作设备 。建立设备巡检制度，规定巡检的时间、内容和标准，要求巡检人员定期对设备进行检查，及时发现设备的异常情况并进行处理。例如，某净水厂制定了严格的设备巡检制度，要求巡检人员每2小时对设备进行一次巡检，检查设备的运行声音、温度、振动等情况，填写巡检记录。对于发现的设备问题，及时上报并安排维修，确保设备始终处于良好的运行状态，降低设备能耗 。此外，还应建立能源消耗统计和分析制度，定期对能源消耗数据进行统计和分析，为节能决策提供依据 。
完善维护保养措施
定期设备检修是确保设备良好运行状态的重要手段。制定详细的设备检修计划，根据设备的类型、使用年限、运行状况等因素，确定合理的检修周期 。在检修过程中，对设备进行全面检查、清洁、润滑、调试和更换易损件等工作，及时发现并修复设备存在的问题，恢复设备的性能，提高设备的运行效率，降低能耗 。例如，对于水泵，定期检查叶轮、轴封、轴承等部件的磨损情况，及时更换磨损严重的部件；对电机进行绝缘检测、碳刷检查等，确保电机正常运行。
引入智能化维护系统能够提高维护效率和准确性。利用物联网、大数据、人工智能等技术，对设备的运行状态进行实时监测和分析，实现设备的预防性维护 。通过在设备上安装传感器，实时采集设备的温度、压力、振动、电流等运行数据，将这些数据传输至智能化维护系统。系统运用数据分析和人工智能算法，对设备的运行状态进行评估和预测，当发现设备可能出现故障时，提前发出预警，通知维护人员进行维护。
结束语
净水厂节能降耗工作意义重大，是实现可持续发展的关键环节。通过采取优化水处理工艺、改进能源管理系统、推进智能化管理、加强人员培训与管理以及完善维护保养措施等一系列有效手段，能够显著降低能源消耗，减少对环境的负面影响，同时降低运营成本，提高净水厂的经济效益和竞争力 。
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