污水處理節(jié)能降耗途徑和對(duì)策分析

1、北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院王凱軍博士目錄目錄 一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)C(植物類(lèi)植物類(lèi))化石能源化石能源C煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣動(dòng)力動(dòng)力好氧生物處理好氧生物處理O2O2COCO2CO2綠色能源綠色能源太陽(yáng)能、風(fēng)能等太陽(yáng)能、風(fēng)能等節(jié)能降耗節(jié)能降耗O2綠色水處理技術(shù)綠色水處理技術(shù)處理污水產(chǎn)生的二氧化碳包括：處理污水產(chǎn)生的二氧化碳包括：a) 碳源（碳源（BOD）轉(zhuǎn)化為二氧化碳）轉(zhuǎn)化為二氧化碳;b) 消耗動(dòng)力折合二氧化碳排放。消耗動(dòng)力折合二氧化碳排放。

2、經(jīng)測(cè)算，產(chǎn)生的二氧化碳量為經(jīng)測(cè)算，產(chǎn)生的二氧化碳量為0.29公斤公斤CO2 /噸水噸水.天。天。10萬(wàn)噸規(guī)模的污萬(wàn)噸規(guī)模的污水處理廠產(chǎn)生的二氧化碳量排放量相當(dāng)于：水處理廠產(chǎn)生的二氧化碳量排放量相當(dāng)于： 2603輛汽車(chē)全年總排放量輛汽車(chē)全年總排放量 一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)a) 反硝化除磷或其他脫氮工藝反硝化除磷或其他脫氮工藝; b) 磷回收工藝；磷回收工藝；c) 污泥或污水消化污泥或污水消化3、生物除磷：磷資源難以回收；2、反硝化脫氮與磷的聚集，需要消耗大量COD；1、好氧處理：COD氧化去除和氨氮的硝化耗能巨大；4、耗能釋放二氧化碳，產(chǎn)生大量溫室氣體；傳統(tǒng)污水

3、處理工藝傳統(tǒng)污水處理工藝可持續(xù)發(fā)展的工藝可持續(xù)發(fā)展的工藝5、污泥產(chǎn)量：剩余污泥量大1 1、厭氧處理：盡可能低的能源、厭氧處理：盡可能低的能源消耗、產(chǎn)生能源消耗、產(chǎn)生能源(CH4)(CH4)；2 2、反硝化脫氮和除磷，、反硝化脫氮和除磷，減少減少CODCOD的消耗，減少污泥的產(chǎn)生；的消耗，減少污泥的產(chǎn)生；3 3、結(jié)合化學(xué)除磷：磷的去除、結(jié)合化學(xué)除磷：磷的去除和回收；和回收；4 4、減少、減少CO2CO2的釋放和水資源的釋放和水資源的回收利用；的回收利用；5 5、污泥產(chǎn)量：剩余污泥量少、污泥產(chǎn)量：剩余污泥量少一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可

4、持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)1生活污水CEPS混凝劑到集中處理廠增強(qiáng)甲烷菌沼氣UV/O3處理RBC-AnammoxSharon地表水排放1 1、分散處理技術(shù)、分散處理技術(shù)BACK一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)項(xiàng)目項(xiàng)目尿液尿液糞糞合計(jì)合計(jì)N N858511.511.596.5%96.5%P P46%46%35%35%81%81%K K62%62%25%25%97%97%有機(jī)物有機(jī)物2%2%52%52%54%54%2 2、源分離技術(shù)：、源分離技術(shù)：v 去除氮去除氮 95%95%；去除磷；去除磷80%80%；v 去除去除CO

5、D(BOD)50%COD(BOD)50%；去除病原體；去除病原體99%99%；v 節(jié)水節(jié)水 30-40%30-40%；降低處理負(fù)荷；降低處理負(fù)荷；v 節(jié)省國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人投資和花費(fèi)；節(jié)省國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人投資和花費(fèi)；v 水資源和營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)利用；水資源和營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)利用；3、糞便單獨(dú)厭氧處理模式：日本、德國(guó)等處理黑水，減少處理廠負(fù)擔(dān)，回收沼氣能源，循環(huán)經(jīng)濟(jì)2、尿液分離的模式：荷蘭模式減少污水的氮、磷元素，降低處理能耗和難度，并回收資源；1、完全分離的生態(tài)衛(wèi)生系統(tǒng)模式：芬蘭、瑞典等減少污水有機(jī)物、氮、磷，灰水濕地處理生態(tài)循環(huán)FINLANDSWIDENHOLLANDJAPANGERMANY一、可持續(xù)

6、發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)北京村鎮(zhèn)污染控制生態(tài)廁所和灰水處理北京村鎮(zhèn)污染控制生態(tài)廁所和灰水處理BACK瑞典模式：中國(guó)瑞典模式：中國(guó)- -瑞典鄂爾多斯生態(tài)城鎮(zhèn)項(xiàng)目瑞典鄂爾多斯生態(tài)城鎮(zhèn)項(xiàng)目一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)荷蘭模式：尿液分離荷蘭模式：尿液分離BACK一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)日本、德國(guó)模式：糞便黑水集中厭氧消化處理日本、德國(guó)模式：糞便黑水集中厭氧消化處理BACK城市污水厭氧處理城市污水厭氧處理熱帶地區(qū)：具有很好的可行性；熱帶地區(qū)：具有很好的可行性；在溫帶地區(qū)：需要長(zhǎng)的在溫帶地區(qū)：需要長(zhǎng)的HRTHRT，僅可用于予

7、處理；，僅可用于予處理；分級(jí)厭氧工藝分級(jí)厭氧工藝 升流式水解反應(yīng)器升流式水解反應(yīng)器(HUSB)(HUSB)EGSBEGSB兩級(jí)工藝兩級(jí)工藝UASBUASB消化池聯(lián)合工藝處理生活污水消化池聯(lián)合工藝處理生活污水化學(xué)一級(jí)強(qiáng)化與厭氧聯(lián)合處理工藝化學(xué)一級(jí)強(qiáng)化與厭氧聯(lián)合處理工藝3 3、厭氧技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)、厭氧技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑去除去除1.0kgBOD1.0kgBOD的比能耗為的比能耗為0.5kW.h0.5kW.h；我國(guó)電廠的污染物排放為我國(guó)電廠的污染物排放為7.2

8、3kg/kW.h7.23kg/kW.h；所以，去除；所以，去除1.0kgBOD1.0kgBOD的污染物排放總量為的污染物排放總量為3.61kg3.61kg( (包括包括2kg2kg氣體、氣體、0.37kg0.37kg的固體和的固體和1.2kg1.2kg的水的水) )。所以，污水處理行業(yè)是高耗。所以，污水處理行業(yè)是高耗能和高污染的行業(yè)。能和高污染的行業(yè)。二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑三、污水處理節(jié)能降耗途徑分析三、污水處理節(jié)能降耗途徑分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析節(jié)節(jié)能能降降耗耗工藝和設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)運(yùn)行和管理運(yùn)行和管理設(shè)備和器材

9、設(shè)備和器材源頭控制、新工藝源頭控制、新工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和選擇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和選擇水量、水質(zhì)水量、水質(zhì)和運(yùn)行和運(yùn)行節(jié)能、高效設(shè)備節(jié)能、高效設(shè)備采用材料資源消耗采用材料資源消耗三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析1) 強(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗強(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗1) 1) 強(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗強(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗污水濃度：污水濃度：CODCOD500mg/l500mg/l；排放標(biāo)準(zhǔn)為；排放標(biāo)準(zhǔn)為CODCOD100mg/L100mg/L假設(shè)預(yù)處理：假設(shè)預(yù)處理：CODCOD去除率為去除率為40%40%；出水；出水CODCOD為為300mg/L300mg/L預(yù)處理：曝氣池需

10、要去除預(yù)處理：曝氣池需要去除200mg/L200mg/L不用預(yù)處理：不用預(yù)處理： 需要去除需要去除400mg/400mg/三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析1 1、源頭控制：新工藝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇影響、源頭控制：新工藝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇影響三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析短程反硝化同步反硝化自養(yǎng)脫氮(厭氧氨氧化)反硝化除磷高氮低碳廢水-6NO3 5CH3OH+ + CO2反硝化菌反硝化菌3N26HCO3+ -7H2O+ 需要需要100的的CH3OH1、短程反硝化反應(yīng)、短程反硝化反應(yīng)3、ANAMMOX反應(yīng)反應(yīng)2、傳統(tǒng)反硝化反應(yīng)、傳統(tǒng)反硝化反應(yīng)1NH4 2O

11、2+ H2O+ NO3 -2H+ 0.5NH4 0.75O2+ 氨氧化菌氨氧化菌+0.5H2O+ 0.5NO2 -H+ +亞硝酸鹽氧化菌亞硝酸鹽氧化菌+節(jié)約節(jié)約62.5%的的O 硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)：三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析NO2 -+ 厭氧氨氧化菌厭氧氨氧化菌N2+ 2H2ONH4 +節(jié)約節(jié)約62.5的氧和的氧和100碳源碳源三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析BACK三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析取樣泵溶解氧儀時(shí)間繼電器