摘 要：由于污水处理厂的电能消耗巨大，因此污水处理厂的电气设计对于电气节能具有重要影响，应从电气设备、控制、电缆以及照明等方面进行合理设计，从而有效地减少污水厂的电能损耗，降低污水厂的运行成本。本文对污水处理厂的污水处理工艺、处理步骤及其电气设计进行了论述分析。
关键词：污水处理厂；污水处理工艺；步骤；电气设计
社会经济的发展以及工业化程度的提高，使得水资源污染日趋严重，为了促进社会经济的可持续发展，很多地区都建设了相应的污水处理厂，而污水处理厂中的电气非常重要，因此为了保障污水处理厂的经济运行，必须对其进行合理设计。以下就污水处理厂的污水处理及其电气设计进行探讨。
一、污水处理厂的污水处理工艺分析
污水处理厂的污水处理工艺主要包括：（1）设置污水回收装置，其中涵盖雨水收集管路，污水排放管路还有工业排泄污水管路等；（2）设置相应的粗型格栅设施以拦截固体污物并且配套建造污水升压输送泵站，从而实施大粒状机械性杂质的清除工作；（3）设置相应的细型格栅结构及旋转型沉降池，从而实现对微细型固体颗粒的清除过程；（4）设置微曝型氧化深沟，以及贫氧槽、恶氧槽、喜氧槽等主体治理设施，完成针对废水的氧化过程；（5）让经过处置之后的污水再经历循环沉淀槽实施固体颗粒的沉淀过程，对系统出水槽进行净化消毒，最终让治理过的水体流向排水管路，最后放入城市水系。
二、污水处理厂的污水处理步骤
污水处理厂的污水处理步骤主要包括：一级处理的主要目的是去除水中呈悬浮状的固体污染物。BOD表示水中需氧污染物的量，污水经过以及处理后，其BOD可被去除30%左右，这还没有达到可排放标准。二级处理是指消除污水中胶状及溶解状的有机污染物，其效率超过90%，使有机污染物符合排放质保。三级处理是深入消除难降解的有机物、N与P，均可造成水体富营养化的可溶性无机物等。整个步骤是：由粗格栅流出的还未处理的污水。在经污水提升泵的首次处理后，经格栅或是砂滤器后流入沉砂池；被进行砂水分离之后，流入初次沉淀池；流入生物处理设备进行氧化；流入二次沉淀池；进入滤池，进行三级处理；最后，消毒、排放。
三、污水处理厂电气设计的分析
结合某污水处理厂对其电气设计进行分析
1、污水处理厂的电气设备设计。污水处理厂设备选择非常重要，应选择安全可靠，经济合理，技术先进，结构新颖的优质产品，达到当代国内先进水平，同时满足经济上的合理性，体现现代化污水处理厂的特点，以保证污水处理厂安全生产。（1）高压开关柜。高压开关柜采用金属铠装中置式开关设备，断路器选用无电晕真空断路器，可靠性高，使用寿命长，断路器操作方便并且免维修，手车自动对位装置，使手车推进极为方便，具有高性能的机械联锁和电气联锁，安全可靠。操作电源DC220V，具有性能优良、安全可靠、美观大方、占地面积小等特点。开关柜柜体采用坚固可靠的拼装式结构，主开关采用真空断路器，额定开断电流25～40KA，额定电压12kV。（2）低压开关柜。低压开关柜采用结构新颖的组合式抽屉式开关柜，产品技术性能符合IEC439等标准，柜体采用全模数组合，组装灵活，组柜简单，功能分隔明确，具有广泛地适应性，独特的组合结构，产品可靠性高，抽屉互换性好，结构紧凑，占地少，维护检修方便，便于操作维护。母线连接形式比一般抽屉柜的载流量大，短路强度高。
2、电气设备控制方式。配电装置进出线断路器均采用就地控制，直流操作机构，操作电源由装在配电室内的直流屏供给。高压开关柜采用220V直流操作机构，采用铅酸免维护电池直流系统构成的直流屏作为直流操作电源，提高了供电的可靠性、该操作电源运行维护方便。厂内各主要用电设备，采用三种控制方式，即就地手动控制与PLC自动控制、远程控制。手动控制按钮设于机旁就地，完成设备的单体动作，主要用于设备的检修与调试，也可作为生产过程中临时、应急操作手段。正常情况下，由PLC自控系统根据工艺流程要求实现自动控制。当选择开关处于远程位置时，借助远程PLC对设备进行远程集中控制。污水处理厂电气设备比较多，启动控制要求也不尽相同。厂内电动机的启动根据运行工况不同分别采用直接启动、软启动以及变频调速工作方式。水下搅拌器等设备功率为15kW以下，可以直接启动，现场操作，并对其电流、电压进行监测，具有过负荷保护、短路保护、接地故障保护，其运行信号及故障信号需引至PLC控制器。污泥回流泵等设备功率为15kW以上，为了减小其启动电流对配电母线电压降的影响，减少电机端电压降对其启动转矩的影响，采用软启动方式。其电气控制状态由中间继电器的一对常开触点引至PLC控制器。泵体随机设有漏水监控装置NS，当泵体进水时，输出故障信号，常闭触点打开，电机停机。漏水监控装置运行信号及故障信号需引至PLC控制器。鼓风机等设备根据工艺要求需要采用变频器来启动及控制转速。其主回路及控制原污泥回流泵现场控制箱带转换开关。在操作现场可以选择手�涌刂萍白远�控制，同时根据运行工况，从PLC控制器输出转速设定模拟量4～20mA电流信号至变频器，从而控制泵的转速，以达到工艺要求的输出量，亦达到节能的效果。其控制状态信号、运行信号及故障信号需引至PLC控制器。
3、电缆敷设设计。电缆敷设同样也是污水处理厂电气系统设计的关键。一般通过电缆桥架和电缆沟进行敷设，局部采用直埋的方式。按照电缆使用环境确定敷设方法：一般使用环境下的构筑物的电线、电缆采用电缆沟、电缆托盘敷设，或穿管明敷、暗敷。污水厂具有一定的腐蚀性，为了提高防腐能力，电缆保护管采用防腐型可挠金属管进行布线。电缆采用YJV-1KV电力电缆，此种类型的电缆具有较高的载流量。室外电缆可选用铠装电力电缆，采用直埋方式敷设，或采用非铠装电缆在电缆沟中敷设。直埋敷设电缆过路或与工艺管道交叉时穿钢管保�o。大型变频器的电力电缆采用屏蔽电缆。室内照明导线选用 BV-500V 型导线，穿保护管暗敷设。室外照明采用YJV-1KV电缆穿尼龙管敷设，穿过道路穿钢管保护。为防止电气火灾蔓延，在必要部位设耐火隔墙和防火门；电缆穿线孔洞用耐火材料封堵等措施。尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径；增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，选定截面合理的电缆。节约能耗减少年运行费用，从而达到节能、经济的目的。
4、照明系统设计。照明配电系统采用380/220V放射式的方式。设备间照度不低于150lx，配电室照度不低于200lx。配电室、值班室均选用荧光灯，卫生间选用防水防尘节能灯，厂房内采用金属卤化物灯具， 在配电室、值班室、厂房内设置安全应急照明及疏散照明，灯具采用单灯自带蓄电池方式。蓄电池供电时间不小于30分钟。照明灯具采用符合国家能效标准的电子镇流器，照明采用高效节能型光源及灯具。有效地减少污水厂的电能损耗。
结束语
污水处理厂中电气设备所消耗掉的电力能源非常大，因此完善构建电力传送体系，强化电机动力管控，科学地实施电缆排布等对于大幅度减低污水处理的电力能源消耗，增强污水处理经济收益等方面具有重要意义。
参考文献：
[1]杨仕堂.浅谈污水处理厂结构物施工防水措施[J].低碳世界，2016（28）
[2]王桐.浅议某污水厂的电气与自控设计[J].科技创新导报，2013（14）
[3]李莉.浅析污水厂电气设计中的防雷设计[J].科技展望，2016（1）
[4]王大i.污水处理厂电气设计实例[J].自动化应用，2015（6）