污水處理廠照明節(jié)能是一個重要的環(huán)節(jié),既能降低運營成本,也能體現(xiàn)環(huán)保責(zé)任。下面我將從需求分析、照明策略、控制方案三個方面進行詳細解析:
一、污水處理站照明節(jié)能需求分析 (Why & What?)
污水處理站對照明有特殊且關(guān)鍵的需求,節(jié)能改造必須在不犧牲安全和功能的前提下進行:
環(huán)境特殊性:
高濕度、腐蝕性氣體: 污水、污泥處理過程產(chǎn)生大量水汽、硫化氫、氨氣等腐蝕性氣體,要求燈具和電氣元件具備高防護等級(IP65/IP66 或更高)和強耐腐蝕性。
易積塵、污垢: 空氣中懸浮顆粒物多,燈具易積塵、沾染污物,降低光效。
部分區(qū)域存在爆炸風(fēng)險: 如污泥消化池、沼氣儲罐、投藥間等區(qū)域可能存在易燃易爆氣體(甲烷、硫化氫),需要符合相應(yīng)防爆等級的照明設(shè)備。
空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜: 包含露天池體(粗/細格柵、沉砂池、曝氣池、二沉池)、地下泵房、封閉車間(脫水機房、鼓風(fēng)機房)、管廊、樓梯、平臺等,照明需求差異大。
污水處理廠照明運行特點:
24小時連續(xù)運行: 大部分工藝區(qū)域需要全天候照明,照明能耗累積巨大。
巡檢與維護需求: 需要為運行巡檢、設(shè)備維護、采樣、清潔提供充足、均勻的照明,確保操作安全和準確性。
安全要求高: 良好的照明是預(yù)防滑倒、墜落、機械傷害等事故的基礎(chǔ)。應(yīng)急照明系統(tǒng)必須可靠。
節(jié)能痛點:
傳統(tǒng)燈具效率低: 大量使用老舊的金鹵燈、高壓鈉燈、熒光燈管等,光效低(lm/W 值低),能耗高。
照明控制落后: 普遍采用手動開關(guān)或簡單的時控,無法根據(jù)實際需求(自然光、人員活動)自動調(diào)節(jié),存在“長明燈”現(xiàn)象。
維護成本高: 傳統(tǒng)燈具壽命短,在惡劣環(huán)境下故障率高,更換維護頻繁,間接增加成本。
照明設(shè)計不合理: 可能存在過度照明、照明均勻度差、光污染等問題,浪費能源。
污水處理廠核心節(jié)能需求:
顯著降低照明能耗: 通過高效光源和智能控制實現(xiàn)直接電費節(jié)省。
降低維護成本: 采用長壽命燈具,減少更換頻率和人工成本。
提升照明質(zhì)量與安全性: 提供更均勻、舒適、無頻閃的照明環(huán)境,滿足各區(qū)域視覺作業(yè)要求。
符合安全規(guī)范: 確保所有區(qū)域,尤其是危險區(qū)域,照明設(shè)備符合安全標準(防護、防爆)。
智能管理與監(jiān)控: 實現(xiàn)照明系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、故障報警和能耗計量。
二、污水處理站照明節(jié)能策略 (How? – The Plan)
基于污水處理廠照明需求分析,制定綜合性的照明節(jié)能策略:除了替換超高光效的 LED 光源,比如LED 防爆燈具節(jié)能降耗。

快速啟動與調(diào)光: 瞬間達到全亮,無頻閃,且支持平滑調(diào)光(0-100%),為智能控制奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)合理的照明設(shè)計:
分區(qū)分類設(shè)計: 根據(jù)污水處理廠不同區(qū)域的功能、環(huán)境要求、作業(yè)特點制定差異化的照明方案和照度標準(參考 GB 50034《建筑照明設(shè)計標準》及相關(guān)行業(yè)標準)。
污水處理站室外池體(格柵、沉砂、曝氣、二沉): 重點考慮高防護、抗腐蝕、抗振動,照度滿足巡檢和安全要求(通常 50-100 lux),注意避免對池面產(chǎn)生眩光影響觀察??刹捎酶邨U燈、壁裝泛光燈。
污水處理站泵房、鼓風(fēng)機房、脫水機房: 設(shè)備密集,需較高照度(150-300 lux)且均勻,方便維護操作。注意燈具防震、防潮。
管廊、樓梯、平臺: 確保通道安全,提供基礎(chǔ)照明(50-100 lux)和應(yīng)急照明。
污水處理站加藥間、污泥處理區(qū)(非防爆): 高濕度、腐蝕性,需高防護燈具。
污水處理站防爆區(qū)(污泥消化、沼氣區(qū)): 必須 使用符合規(guī)范要求的防爆 LED 燈具。
辦公、控制室: 滿足舒適性視覺要求(300 lux+)。
精準配光與布局: 利用專業(yè)照明設(shè)計軟件(如 Dialux),根據(jù)燈具配光曲線、安裝高度、間距進行模擬計算,優(yōu)化布局,確保目標區(qū)域照度均勻度達標,避免過度照明和暗區(qū)。
利用反射: 在條件允許的室內(nèi)區(qū)域(如墻壁、天花板),采用淺色、高反射率材料,提高光利用率。
高效的燈具選擇:
選擇高光效、高品質(zhì) LED 燈具: 關(guān)注初始光通量、光效、光衰率、顯色指數(shù)(Ra>70,維護區(qū)域建議>80)、色溫(室外/工業(yè)區(qū)常用 4000K-5700K 中性白光或冷白光)。
合適的燈具類型:
泛光燈/工礦燈: 用于大面積區(qū)域(池體、車間)。
線性燈/燈管: 適用于管廊、通道、平臺邊緣。
防爆燈: 用于危險區(qū)域。
壁裝燈、吸頂燈: 用于泵房、機房墻壁或天花板。
高桿燈: 用于大型露天池區(qū)集中照明。
優(yōu)先選擇模塊化、易維護設(shè)計: 方便后期更換光源或驅(qū)動。
三、 污水處理廠照明節(jié)能控制方案解析 (How? – The Brains)
智能控制是實現(xiàn)深度節(jié)能、按需照明的關(guān)鍵,需結(jié)合工藝運行和人員活動規(guī)律:
分區(qū)分時控制:
基礎(chǔ)策略: 根據(jù)工藝運行時段和人員活動規(guī)律,將照明回路分組,利用時間控制器(PLC 或?qū)S脮r控器) 設(shè)定基本的開關(guān)燈時間表(如:黃昏開燈,黎明關(guān)燈;辦公區(qū)僅工作時間開啟)。
適用區(qū)域: 道路、外圍、非24小時運行的車間(如維修間、倉庫)、辦公區(qū)。
光感應(yīng)控制(光電開關(guān)):原理: 通過光敏傳感器檢測環(huán)境自然光照度,當?shù)陀谠O(shè)定閾值時自動開燈,高于閾值時自動關(guān)燈。應(yīng)用: 補充分時控制,尤其適用于受自然光影響大的區(qū)域(如靠近窗戶的室內(nèi)區(qū)域、有頂棚但透光的構(gòu)筑物邊緣)。確保陰雨天或黎明/黃昏時段照明及時開啟/關(guān)閉。
人員感應(yīng)控制(動靜感應(yīng)):傳感器類型:
被動紅外(PIR): 檢測人體熱輻射運動,成本低,但對靜止人員不敏感。
微波雷達: 檢測移動物體(包括緩慢移動),靈敏度高,穿透非金屬材料,適合大范圍、有遮擋區(qū)域(如管廊、設(shè)備后方)??弓h(huán)境干擾(溫度、灰塵)能力優(yōu)于 PIR。
超聲波: 通過聲波反射檢測移動,靈敏度高,但易受氣流、溫度影響,應(yīng)用較少。
雙鑒/多鑒傳感器: 結(jié)合 PIR 和微波等技術(shù),提高準確性,減少誤觸發(fā)。
污水處理廠智能照明控制模式:
開關(guān)控制: 有人開燈,無人延時關(guān)燈。適用于使用頻率不高、人員停留時間不長的區(qū)域(如樓梯間、管廊入口、非連續(xù)工作的泵房角落、倉庫)。
調(diào)光/分組控制: 檢測到人員時,開啟或調(diào)亮該區(qū)域的燈具;人員離開后,延時調(diào)暗或關(guān)閉。適用于面積較大、人員活動路徑相對固定的區(qū)域(如長通道、大型設(shè)備區(qū)),提供基本安全照明(如 20%亮度),有人時提升到工作亮度(100%)。
優(yōu)勢: 徹底解決“長明燈”問題,實現(xiàn)“人走燈滅”或“人來燈亮”。
關(guān)鍵考慮: 傳感器選型(探測范圍、靈敏度、抗干擾性)、安裝位置(避免盲區(qū))、延時時間設(shè)置(避免頻繁開關(guān))、在防爆區(qū)的應(yīng)用需選防爆型傳感器。
集中監(jiān)控與智能管理(可選但推薦):
污水處理站照明控制系統(tǒng)架構(gòu): 采用基于W-BUS總線或 IoT 平臺的巨川電氣智能照明控制系統(tǒng)。


污水處理站照明系統(tǒng)功能:
遠程集中控制: 在中控室對全廠照明進行開關(guān)、調(diào)光、場景設(shè)置。
分組與場景管理: 靈活定義不同區(qū)域、不同時段、不同事件(如維護模式、參觀模式)的照明狀態(tài)。
能耗監(jiān)測: 精確計量各回路、區(qū)域的照明能耗,生成報表,分析節(jié)能效果。
狀態(tài)監(jiān)測與故障報警: 實時監(jiān)測燈具、驅(qū)動器、傳感器狀態(tài),異常時(如燈具損壞、線路故障)主動報警,提高運維效率。
與 BMS/SCADA 系統(tǒng)集成: 將照明狀態(tài)、能耗、報警信息接入廠級監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)統(tǒng)一管理。
污水處理站控制方案實施要點:
分層設(shè)計: 結(jié)合使用多種控制策略(如時控+光感+人感),實現(xiàn)最優(yōu)效果。
可靠性優(yōu)先: 在污水處理站惡劣環(huán)境下,選擇工業(yè)級、防護等級高、抗干擾能力強的控制器和傳感器。
安全性: 防爆區(qū)域的任何控制設(shè)備(開關(guān)、傳感器)都必須符合防爆要求。
靈活性: 控制系統(tǒng)應(yīng)允許手動優(yōu)先(如維修時強制開啟)、模式切換(如夜間安全模式)。
維護便利: 考慮系統(tǒng)調(diào)試、故障診斷和后期維護的便捷性。
成本效益分析: 評估不同控制策略的初投資、節(jié)能潛力、維護成本,選擇性價比最優(yōu)的方案。
總結(jié):
污水處理廠照明節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,需要需求分析先行、高效LED替換筑基、科學(xué)設(shè)計優(yōu)化、智能控制賦能。核心在于:
全面LED化: 利用LED的高效、長壽命、耐候性特點,奠定節(jié)能基礎(chǔ)。
按需供給: 通過分區(qū)分時、光感、人感等智能控制策略,確保照明“只在需要的時間、需要的區(qū)域、提供需要的亮度”,最大限度消除浪費。
安全可靠: 所有措施必須以確保工藝運行安全、人員操作安全和符合規(guī)范(尤其是防爆)為前提。
管理增效: 利用智能系統(tǒng)提升運維效率,實現(xiàn)能耗可視化和精細化管理。
通過實施上述綜合策略,污水處理站的照明能耗通??梢越档?50% 甚至 70% 以上,同時提升照明質(zhì)量、降低維護成本并增強安全性,帶來顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。