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2.3、能源审计

作为参与EPA项目的一部分，需要对处理工艺进行能源审计。不包含在此次研究的内容是建筑能源审计，包括评估照明、加热、制冷和通风系统，建筑也有节省资金和能源的潜力。

美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)定义能源审计有3个级别。审计级别的区别是复杂程度和提供信息的详细程度。

对于克雷斯特德比特市，执行了级别1的审计，包括污水厂现场考察，着重处理工艺流程的能源使用。

级别1审计：˙通过现场调查，评估能源消耗和效率，以确定维护和（或）运营需求，以及装备的不足；˙利用能耗信息，了解使用模式和建立能源基准；˙重点采取低成本或无成本的措施，来估计可以节省的能源和成本。

2.4、搜集信息

工艺流程的能源审计始于整理图纸、运营记录、账单和设备库存，来理解污水厂的能源使用模式。评估小组检查图纸，寻找污水厂物理上的设计引起的运行或能源问题。例如，图纸显示目前的溶解氧（DO）计量装置位于氧化沟的缺氧位置，这个设置对控制氧量或氧化沟运行不会有正确的反馈，典型的更有效位置是让测量装置位于有氧的位置，如靠近沟的排水处。

运行记录和参数，如BOD和TSS用来辨别进水和污水厂运行质量。根据进水水质的明显不同，污水厂的运行数据被用来建立三个“工作季”，反映了临时人口和入渗引起的收集系统全年的变化。三个季的条件总结如下：˙季节1（10月—3月）：低流量，低负荷[BOD、TSS每天基于1磅(0.45kg)]，低污水温度；˙季节2（4月—6月）：低流量，平均负载，较低污水温度；˙季节3（7月—9月）：平均流量，高负荷，高污水温度。评估小组审查设备，以确定设备的年龄和功率，并在厂内确定主要的能源消耗者。主要的能源消耗设备，包括它们的典型运行和控制信息，简要总结在表1。这些信息用来着重审计主要的能源消耗工艺，最大化能源节省机会。

2.5、现有的工艺性能

评估小组和工厂运营人员对每个工艺都进行了详细的讨论，了解性能趋势和关注点。对污水处理厂的工艺性能和运营策略的一般性意见如下。

（1）进水泵送/前端处理

进水系统包括3台泵：泵1，功率为3.5kW；泵2和3（一用一备），功率均为13kW。泵2根据监测污水井的液位连续运行。所有的泵都带变频器。

（2）曝气/氧化沟

污水厂的氧化沟采用好氧法去除BOD和氨，沟内存在厌氧区提供反硝化、恢复碱性和降低需氧量。氧化沟使用55kW马力曝气机，带变频器，根据每天的溶解氧浓度手动调节运行。按道理，变频器应该通过取得系统信息自动调节来节省能源，而不是通过手工调整。在氧化沟的厌氧区有两个自动运行的搅拌器。目前的DO测量仪位于厌氧位置，没有运行。

（3）澄清

污水厂有两个澄清池，一个连续运行，另一个在高流量时辅助运行。

（4）紫外消毒

紫外消毒的设计流量为1.3MGD（4900m3/d）(是污水厂最大流量的两倍)。系统目前两组同时运行。污水厂操作人员每年更换一次紫外线灯，做预防性维护。

自从2008年以来，排水中的粪大肠杆菌平均浓度为8.3个/100mL，7d平均值为214.3个/100mL。规定允许排放的菌群浓度为1372个/100mL(30d平均值)和2744个/100mL(7d平均值)。从目前的运行结果来看，大肠杆菌水平远远低于允许值。

（5）污泥处理

污水厂有一套自热式高温好氧消化（ATAD）系统，由于臭气原因没有运行。所以，目前污泥在污泥罐浓缩后，送到浓缩污泥存储罐暂存。由于目前污水厂在更改管道，污泥必须泵送到ATAD存储罐，然后进入离心机脱水。尽管这样可以提供更多的存储量，减少去填埋的次数，但却要求ATAD存储罐的鼓风机（功率为11kW）一直运行。另外，离心机的功率为30kW，变频控制，但是主要以一个速度运行。离心机每周装满一个20立方码（15m3）的垃圾箱。离心机出水经过管路送到氧化沟，可能会影响氧化沟工艺性能。

2.6、污水厂实地观察

根据这些运行参数，评估小组执行了级别1的污水厂实地观察。这项工作包括目视检查来识别操作或维护问题，从污水厂主要设备上收集能源数据。这些信息被该市用来评估运行和维护产生的成本节省，以及资金投入改善污水厂设施的优先次序。

GCEA在审计过程中与评估小组协作，测量主要设备实际降低的用电量，包括污泥转运泵和鼓风机增加15min运行时间来记录实际电耗。使用一致的时间间隔来测量功耗，允许足够时间确定开关机时的电耗。这些信息被该市用来确定设施改善的优先次序。

审计过程中，测量了氧化沟的溶解氧浓度来确定曝气效率。利用这些浓度数值创建了一个溶解氧浓度模型，用来更好地理解污水厂的运行。

图5测量溶解氧