水污處理節(jié)能降耗途徑和對策

水污處理節(jié)能降耗

途徑和對策分析目錄運行和管理工藝和設計污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑

可持續(xù)發(fā)展的污水處理工藝設備和材料

一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)錢易院士較早在我國提倡出清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展問題1、“搖籃－墳墓”生命周期方法，“搖籃－搖籃”循環(huán)經(jīng)濟模式；2、介紹Wageningen可持續(xù)發(fā)展污水處理模式；3、介紹可持續(xù)的生物除磷脫氮工藝；聶梅生在《對水處理技術(shù)發(fā)展的重新認識》一文中提出：1、提出對傳統(tǒng)觀念重新審視：污水處理有沒有污染問題？2、生物處理本質(zhì)上是高耗能工藝，提出來發(fā)展綠色水處理技術(shù)；3、節(jié)能降耗型的水處理技術(shù)將成為我國長期的發(fā)展方向；在《可持續(xù)發(fā)展的新型、高效城市污水處理技術(shù)探討》提出：1、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)的判斷準則問題；2、高資源占用和高能耗工藝，不符合可持續(xù)發(fā)展的基本原則；3、關(guān)鍵需要進行新工藝的不斷探索實踐，重點解決污泥處理問題可持續(xù)發(fā)展污水處理準則少用或不使用不可再生資源，如：礦物、能源、土地、建筑材料

在處理中回收資源和產(chǎn)生能源；如：水、N、P、沼氣、熱能等沒有跨介質(zhì)、跨領(lǐng)域、跨地區(qū)污染；如：污泥、電的間接污染一、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)化石能源C煤、石油、天然氣動力好氧生物處理O2O2COCO2CO2綠色能源太陽能、風能等節(jié)能降耗O2綠色水處理技術(shù)處理污水產(chǎn)生的二氧化碳包括：a)碳源（BOD）轉(zhuǎn)化為二氧化碳;b)消耗動力折合二氧化碳排放。經(jīng)測算，產(chǎn)生的二氧化碳量為0.29公斤CO2/噸水.天。10萬噸規(guī)模的污水處理廠產(chǎn)生的二氧化碳量排放量相當于：2603輛汽車全年總排放量一、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;b)磷回收工藝；c)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)污水處理工藝可持續(xù)發(fā)展的工藝5、污泥產(chǎn)量：剩余污泥量大1、厭氧處理：盡可能低的能源消耗、產(chǎn)生能源(CH4)；2、反硝化脫氮和除磷，減少COD的消耗，減少污泥的產(chǎn)生；3、結(jié)合化學除磷：磷的去除和回收；4、減少CO2的釋放和水資源的回收利用；5、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)關(guān)于可持續(xù)發(fā)展集中與分散聶梅生源頭控制Lettinga厭氧處理Jewell應用新技術(shù)，絕對是要分散的；由集中到集中與分散相結(jié)合是科學發(fā)展的必然趨勢通過下水管輸送污染物是一個歷史錯誤；現(xiàn)代城市污水處理系統(tǒng)嚴重缺乏可持續(xù)性和抗干擾能力，是一個脆弱系統(tǒng)；往往對水和資源的破壞，而不是回收利用厭氧技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)；“開發(fā)……厭氧城市污水處理是廢水處理歷史上最偉大的進步”三種技術(shù)觀點一、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、分散處理技術(shù)BACK一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)項目尿液糞合計N85％11.596.5%P46%35%81%K62%25%97%有機物2%52%54%2、源分離技術(shù)：去除氮>95%；去除磷>80%；去除COD(BOD)>50%；去除病原體>99%；節(jié)水30-40%；降低處理負荷；節(jié)省國家、社會和個人投資和花費；水資源和營養(yǎng)物的循環(huán)利用；3、糞便單獨厭氧處理模式：日本、德國等處理黑水，減少處理廠負擔，回收沼氣能源，循環(huán)經(jīng)濟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物、氮、磷，灰水濕地處理生態(tài)循環(huán)FINLANDSWIDENHOLLANDJAPANGERMANY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BACK瑞典模式：中國-瑞典鄂爾多斯生態(tài)城鎮(zhèn)項目一、可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)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)日本、德國模式：糞便黑水集中厭氧消化處理BACK城市污水厭氧處理熱帶地區(qū)：具有很好的可行性；在溫帶地區(qū)：需要長的HRT，僅可用于予處理；分級厭氧工藝升流式水解反應器(HUSB)＋EGSB兩級工藝UASB＋消化池聯(lián)合工藝處理生活污水化學一級強化與厭氧聯(lián)合處理工藝3、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)二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑1、污水處理能耗生命周期分析污水處理能耗生命周期分析污水處理運行能耗分析●污水處理是能源密集型行業(yè)●傳統(tǒng)的能耗分析僅僅側(cè)重處理過程的能耗；●污水處理工藝選擇按生命周期設計考慮，對污水處理設計、開發(fā)模式產(chǎn)生巨變，對傳統(tǒng)技術(shù)和思維是巨大的挑戰(zhàn)。去除1.0kgBOD的比能耗為0.5kW.h；我國電廠的污染物排放為7.23kg/kW.h；所以，去除1.0kgBOD的污染物排放總量為3.61kg(包括2kg氣體、0.37kg的固體和1.2kg的水)。所以，污水處理行業(yè)是高耗能和高污染的行業(yè)。二、處理工藝能耗分析和節(jié)能降耗途徑2、污水處理比能耗污染分析三、污水處理節(jié)能降耗途徑分析2、好氧生物處理污染物能耗分析1、BOD=100-200mg/L2、NH4-N=40-60mg/L×4.7=180-270mgBOD3、污泥好氧穩(wěn)定能耗50%三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析節(jié)能降耗工藝和設計運行和管理設備和器材源頭控制、新工藝設計標準和選擇水量、水質(zhì)和運行節(jié)能、高效設備采用材料資源消耗三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析1)強化預處理降低除碳工藝能耗1)強化預處理降低除碳工藝能耗污水濃度： COD＝500mg/l；排放標準為COD＝100mg/L假設預處理： COD去除率為40%；出水COD為300mg/L

預處理：曝氣池需要去除200mg/L不用預處理： 需要去除400mg/Ｌ三、污水處理節(jié)能降耗技術(shù)分析1、源頭控制：新工藝和設計標準選擇影響三、污水敘處理節(jié)能良降耗技術(shù)嫩分析2)新工藝技紐奉術(shù)降低除夾磷脫氮工烤藝能耗短程反情硝化同步反硝留化自養(yǎng)脫躲氮(厭氧氨艘氧化)反硝化倉除磷高氮低混碳廢水-6NO35CH3OH++CO2反硝化菌3N26HCO3+-7H2O+需要100％的CH3OH1、短程鼓反硝化般反應3、ANAM雙MOX反應2、傳統(tǒng)反奏硝化反應1NH42O2+H2O+NO3-2H+0.5NH40.75O2+氨氧化菌+0.5H2O+0.5NO2-H++亞硝酸鹽氧化菌++節(jié)約62.5%的O硝化反應：三、污水批處理節(jié)能巷降耗技術(shù)箱分析2)通過除易磷脫氮蔬新工藝伴節(jié)能降爹耗NO2-+厭氧氨氧化菌N2+2H2ONH4+節(jié)約62.5％的氧和100％碳源3)改變污水炭處理政策搖和標準強衫化污泥處傭理改變低行負荷好升氧穩(wěn)定盛技術(shù)厭氧消化慎產(chǎn)生能源消：解決>50%能耗(國內(nèi)>30%甚)發(fā)電35％利用率堂，2kW.彈h/m3沼氣；競熱利用向率>40%奔;三、污貨水處理言節(jié)能降疏耗技術(shù)情分析用作汽車遲或城市燃促氣BACK2、根據(jù)水憶量水質(zhì)調(diào)棍節(jié)節(jié)能降帽耗三、污炎水處理梳節(jié)能降石耗技術(shù)驕分析1)污水提升發(fā)泵調(diào)頻技宣術(shù)妖根據(jù)流唱量或水位拔計進行調(diào)蹤蝶整，在線必儀表和程導序控制，結(jié)實現(xiàn)較簡厚單：某廠鋸總計采用36臺變頻戲泵，節(jié)準電40%，全廠向電耗節(jié)萄約6.3%，全年嫂節(jié)省500萬元。三、污水宜處理節(jié)能見降耗技術(shù)日分析2)鼓風機風春量調(diào)節(jié)技抗術(shù)●本質(zhì)是駝根據(jù)流培量、濃通度和反曠應程度收調(diào)節(jié)；●大部分為槐根據(jù)溶解孫氧濃度進棵行調(diào)控風杰量；●實現(xiàn)比妄較困難吉：a)溶解氧筑變化波俗動大；b)曝氣池蠅有多點掌溶解氧血；c)與反應關(guān)艱聯(lián)少三、污水縣處理節(jié)能關(guān)降耗技術(shù)斷分析2)鼓風機弄風量調(diào)失節(jié)技術(shù)呼吸速率喂