隨著越來越嚴格的汙水排放要求，對汙水處理廠來說，不合規的上遊排放，導致頻繁的衝擊負荷，要想可持續運行是一個巨大的挑戰。滿足日益嚴格的排放要求,並同時實現節能降耗是關鍵所在。
汙水處理廠的能耗占汙水處理廠運行維護成本的30%--80%。過高的能耗嚴重阻礙了我國城鎮汙水處理廠的建設和管理，致使許多中、小型汙水處理廠難以正常運行。因此降低能耗是汙水處理廠未來發展的必由之路。
城鎮汙水處理廠其能耗大體可以分為汙水提升泵、曝氣係統、機械攪拌、汙泥回流泵，汙泥脫水等的電耗以及汙泥消化投加的熱能等；同時還包括絮凝劑、外加碳源、氯氣、活性炭等一係列外加耗材生產過程所需的能量。
因此，中小型汙水處理廠節能降耗要具備以下具體措施：
1.汙水提升係統節能
汙水提升泵是汙水提升係統的主要耗能設備。據報道，可通過減小汙水提升高度的設計措施，如：采取管道淹沒出流，改變出水方式降低水頭損失，控製跌水高度等技術，以減小出口處水頭損失，可有效降低汙水提升高度，節約能耗;在運行管理上，通過水泵電機調速運行，擴大水泵的有效工作範圍可解決水泵效率低下的問題。
2.汙水預處理節能
汙水預處理係統包括格柵、沉砂池和初次沉澱池，用來截留汙水中較粗大漂浮物和比重較大的懸浮物，以保證後續汙水處理設施的正常運行。其中格柵的節能空間較少。
沉砂池用於去除汙水中的泥沙等無機顆粒，常用的沉砂池主要有曝氣沉砂池、平流式沉砂池、旋流沉砂池等，其中，曝氣沉砂池因含曝氣設備而能耗較高，平流式和旋流式則能耗相對較低。因此，在汙水BOD濃度不太高的情況下，應盡量采用平流式和旋流式沉砂池來降低能耗；
常用的初次沉澱池主要有平流、輻流和豎流三種，其中平流式沉澱池能耗最低，其次為輻流沉澱池，豎流沉澱池能耗最高，盡量選用低能耗的平流式或輻流式沉澱池。
3.汙水處理廠曝氣池的設計
在城市汙水處理廠的設備中，曝氣池作為活性汙泥的主要環節，是城市汙水處理過程中能耗消耗最大的環境，也是汙水處理能效節約最為明顯的環節。因此，在城市汙水設計的過程中需要從以下幾個方麵做起：合理選擇曝氣設備，城市汙水處理廠曝氣係統主要有鼓風曝氣、機械曝氣兩種。同傳統的曝氣工藝比較，機械曝氣的形式更為簡單。
在曝氣設備選擇的時候，要按照汙水處理的工藝、所處理汙水的規模、汙水的狀況等作出科學的選擇。當前在城市汙水處理的過程中，使用最多的是微孔曝氣盤，在曝氣設計的過程要注重定期進行冷凝水的排放，以避免因為空氣管線積水而造成的空氣管線阻力的增加。
準確計算曝氣量，在城市汙水曝氣量計算的時候，要按照汙水處理工藝、汙水的進水量、汙水水質等要求，做好汙水溶解氧水平的傳氧效率等因素的分析，而並非是單一的使用汽水比做出估算。在這個過程中也有使用汽水比12∶1這個經驗數據來計算出城市汙水處理所需的曝氣量。
應用風量調節技術，在城市汙水曝氣過程節能措施的研究中，最為重要的舉措是調整風量的技術。鼓風曝氣係統的控製參數作為混合液的溶解氧濃度，傳統活性汙泥工藝的值多數在2mg/l左右。鼓風曝氣係統的控製參數是混合液，同混合液的汙泥濃度有直接的關係。
而城市汙水處理的mbr工藝的曝氣池混合液濃度能夠穩定在10mg/l左右，因此，需要將這一濃度建議控製do值在3mg/l上下。城市汙水處理的懸浮填料工藝的do值大部分控製在5mg/l左右。過高的do值則要求消耗更多的空氣，來降低汙水處理時的曝氣效率，造成能源浪費問題的出現。
4.汙泥處理的節能減排設計
汙泥處理中的節能減排設計要依照係統能耗分配關係具體設置。人員要依照汙泥脫水係統狀況合理選取絮凝劑。一般絮凝劑質量越好，節能效果越高。人員要選取低能耗、高效率設備，定期對設備進行檢查，保證設備操作的規範性、安全性、科學性，降低可能出現的設備損耗，從而減少運行費用。
5.其他節能減排設計
其他節能減排設計的過程中人員可以：
(1)合理回用中水，減少水耗支出。廠區用水盡量使用處理完的中水，節省廠區自來水的使用量，如設備衝洗(帶機濾布和旋流沉砂池)、綠化灌溉、生產車輛清洗。
(2)降低生產能耗，提高運行收益。從運行操作出發，在保證生產運行穩定的前提下，合理設置設備工作數量和工作時間，確保設備使用最優化。
廠區路燈實行季節錯時使用。根據夏季晝長夜短的特點，在滿足照明前提下，路燈開啟時間延遲一個小時，控製生產、辦公場所及員工宿舍空調製冷、供暖能耗。設置製冷、供暖的先決條件和合適溫度，減少空調工作時間，做到能不開空調的盡量不開，能少開的盡量少開。
(3)使用生物除磷代替藥劑除磷，減少藥劑除磷過程中造成的環境汙染，提升汙泥處理效果。
綜上所述，在對汙水處理廠節能減排實現途徑進行優化的過程中，人員要對各項資源進行合理配置，引入高性能設備，加大可再生能源利用質量，從而保證處理操作的環保性、高效性。
