到2017年底，全國城市污水處理能力達到每天億立方米，全國累計污水處理能力達到億立方米。2017年，全國總用電量為6377億千瓦時，污水處理占比約%。同時，在污水處理過程中，與美國污水處理廠和日本污水處理廠的平均電耗指標相比，我國污水處理廠的污水平均電耗約為h/m3。節能空間遠高于發達國家。這說明污水處理廠節能降耗的重要性和緊迫性。
一、污水處理廠的能耗特點。
污水處理廠的能耗類型包括電、熱、蒸汽、天然氣、柴油、汽油等。和耗能工質，其中電能消耗約占污水處理綜合能耗的60%-90%。它用于描述污水處理廠的能效指標。除了常用的單位綜合處理能耗、單位綜合處理能耗、單位水處理能耗、單位污泥處理能耗外，一些污水處理廠還采用去除法。單位BOD5能耗、單位去除COD能耗、單位人口服務當量年能耗、單位人口當量年能耗用于描述能耗。污水處理廠的能效指標與以下因素有關:
(1)污水處理規模。當其他因素相同時，在設計處理能力范圍內，污水處理廠單位綜合處理能耗與處理規模成反比；
(2)進出水的水濃度。進水濃度越高，排放標準越高，單位綜合處理能耗越大；
(3)處理過程。在通常使用膜處理裝置的污水處理廠，膜生物反應池中MLSS濃度高，需要增加水動力和曝氣強度，泥水分離過程中必須保持膜驅動壓力，裝置的綜合處理消耗大量能量；
(4)運行負荷。較低的運行負荷會增加設備的綜合處理能耗。
二、根據工廠的功能單元，污水處理廠能耗的統計范圍為:
(1)生產系統，包括格柵、預處理系統、生化反應系統和回收系統。需要注意的是，當污水處理廠的能耗是標準分析和水平比較時，需要統一生產系統的能耗統計。一些污水處理廠的生產系統不包括深度處理，或者處理后的污泥含水量較高，這將顯示較低的能耗指標。
(2)輔助生產系統，包括供電系統、機修車間和倉庫等。
(3)輔助生產系統，包括辦公室、食堂、班組、車間浴室、休息室、更衣室等。
(4)企業儲存和供應(包括出口)損失的換算和計量。在整個污水處理過程中(不包括污泥處理單元)，生化處理單元的運行能耗占整個污水處理廠的55%-60%，其中能耗最大。污水處理系統約占電力的25%。處理車間的污泥脫水、消化、處理和除臭也是設施相對完善的污水處理廠的重要能耗環節。由于上述設施在中國目前的污水處理廠中尚未廣泛使用，隨著環境保護要求的日益嚴格，污水處理廠的總能耗和強度將在未來得到顯著提高。下面重點分析預處理、生化處理和污泥處理的能耗特點。
三、預處理。
污水提升和混合的泵系統是預處理單元的高能耗環節。泵功率、電機、驅動系統和流量控制方法是影響泵效率的主要因素。如果實際運行條件不能滿足泵的最佳效率點，泵內液體的湍流、摩擦和回流將導致泵系統效率和揚程的降低。預處理裝置的主要耗能設備包括污水提升泵、沖洗泵等。
四、生化處理。
生化處理中的曝氣是處理單元的關鍵能耗，約占總能耗的50%。曝氣系統的能耗受好氧菌數量、進水量、出水水質、處理工藝、處理規模和使用壽命的影響。生化處理裝置的主要耗能設備包括鼓風機、污泥回流泵、螺旋槳、攪拌器等。
五、污泥處理。
常用的污泥處理工藝包括污泥的濃縮、消化、脫水和穩定化。污泥處理系統的能耗與污泥量、污泥泵的選擇和運行以及含水率有關。
六、海普歐污水處理廠各處理環節改進后的AAO工藝主要耗能設備:
(1)預處理包括污水提升泵、沖洗泵、事故排污泵和羅茨鼓風機；
(2)生化處理環節為潛水推進器、好氧至缺氧回流泵和鼓風機；
(3)尾水提升泵用于消毒和尾水處理。
(4)污泥處理工藝包括污泥干燥機、給水泵、壓榨水泵和洗滌泵。采用AAO微曝氣氧化溝工藝處理海普歐環保污水處理廠的生活污水和工業廢水混合污水。分析了預處理、生化處理和污泥處理單元的能耗。結果表明，羅茨曝氣風機、污泥提升泵、污泥回流泵、格柵凈化器、帶式壓濾機和反沖洗泵的運行能耗分別占42%、30%、7%、5%、3%和2%。
污水處理廠節能策略與措施。
七、預處理節能措施。
預處理過程的能耗主要來自污水提升泵，占整個預處理過程能耗的95%。目前大多數污水處理廠在選擇泵時選擇較高的設備揚程，導致能耗較高。設計泵頭時，應使用液壓系統準確計算污水處理系統的總水位。此外，一些城鎮污水處理廠沒有調整進廠水量，實現連續進水，導致水泵頻繁啟停，泵房能耗高。。在選擇水泵機組的基礎上，根據水泵的吸水特性，如變頻泵和恒速泵的組合，合理調整水泵的運行分組，實現安全運行范圍內的高水位運行。,這樣也有利于節能。此外，應定期檢修和維護泵組，及時更換軸承和葉輪，通過降低表面粗糙度實現泵的連續高效運行。
八、曝氣系統的節能措施。
目前，大多數采用活性污泥法的污水處理廠普遍存在溶解氧濃度波動大、曝氣量過大等問題，影響污水處理效果，導致能源利用效率低下。曝氣系統可以從以下幾個方面實現節能目標:
(1)根據日高峰或小時高峰所需的溶解氧，合理設置曝氣系統的規模。當溶解氧不足時，有效控制曝氣量可以使活性污泥在一段時間內正常工作。影響污水質量；
(2)在選擇曝氣設備時，應綜合考慮供氧能力和調節能力，以提高曝氣系統的實際曝氣效率；
(3)采用變頻調速系統控制風量；
(4)設計的反應器結構應根據氧傳遞規律進行設計。
北方污水處理廠通過在線檢測溶解氧濃度，結合水質和水量的特點，在需要時控制出水水質達到最低濃度要求，并保證處理后的水以一定的溶解氧濃度進入二沉池，從而防止厭氧反應，合理減少鼓風機風量，達到節省曝氣能耗的效果。此外，目前大多數污水處理廠采用微孔曝氣，容易堵塞，從而增加能耗和維護成本。在氧氣傳輸效率方面，射流曝氣器具有明顯的優勢。單位電耗BOD5和COD的處理。這個量比微孔曝氣裝置高30%和110%，表現出較高的能量效率。一些污水處理廠采用數學模型、仿真、人工智能等手段來控制生化處理單元的曝氣量，但這些手段的應用并沒有得到廣泛的推廣。
九、污泥處理的節能措施。
在污泥處理過程中，污泥脫水是關鍵的能耗單元。通過添加高效絮凝劑，可以降低能耗，改善污泥的沉降性能。過熱熱電聯產系統可以為污水處理廠的其他單元提供能量，利用厭氧消化產生的沼氣實現節能。污泥垂直高倩脫水、污泥袋厭氧消化、污泥除砂預處理、高效熱解爐、四軸葉片大容量干燥等措施都可以在一定程度上節約能源。這些措施可以將污泥轉化為燃氣，實現資源化利用。此外，污泥的熱水解等預處理方法可以減少污泥的體積，增加污泥中可生物降解物質的比例，從而增加沼氣的產量。目前，國內研究機構已經建成了能夠充分利用城市污泥等廢棄物的核心設備。因此，該設備在我國的能量轉換過程和污泥處理能力得到了有效的提升。做出了巨大的貢獻。充分利用厭氧消化過程中產生的沼氣。
