城市污水处理厂中的能耗及能源综合利用

城市污水处理厂中的能耗及能源综合利用姚�远1,张丹丹1,楚英豪2(1.四川省环保局环境工程评估中心,四川成都610015;2.四川大学环境科学与工程系,四川成都610065)��摘要:从城市污水处理厂工艺处理流程的角度探讨了城市污水处理厂的能耗,指出污水处理厂运行的主要耗能设备,并在此基础上对污水处理厂的节能从设计、运行进行了阐述,提出了节能措施;对污泥所含能量的回收与综合利用做了初步探讨,该研究对城市污水处理厂的设计、运行具有重要的指导意义和工程应用价值,具有较高的经济效益和环境效益。关键词:污水处理厂;能耗;节能;能源及污泥综合利用中图分类号:TK01+9��文献标志码:A��文章编号:1005-8141(2010)03-0202-04EnergyConsumptionandItsComprehensiveUtilizationYAOYuan1,ZHANGDan-dan1,CHUYing-hao2(1.EnvironmentEngineeringAssessmentCenter,SichuanProvincialEnvironmentalProtectionBureau,Chengdu610015,China;2.DepartmentofEnvironmentScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,China)Abstract:Theenergyconsumptionandthemainenergyconsumptionequipmentsofthemaunicipalsewagetreatmentplantwerereviewedinthepaper.Alsotheissueofenergyconservationwasdiscussedfromthedesigningandoperationalview.Furthermore,theconcreteenergyconservationmethodsweregiven.Keywords:municipalsewagetreatmentplant;energyconsumption;energyconservation;comprehensiveutilizationofenergy��收稿日期:2010-01-25;修订日期:2010-02-26第一作者简介:姚远(1975-),男,四川省成都人,硕士,主要研究方向为城市污水污染控制新技术及污泥资源化利用技术开发,膜法处理废水新技术、新工艺开发。��目前,国内外对污水处理能耗以及运行优化研究相对有限,滞后于水质特性相关的机理和应用研究。OwenWF[1]以直接能耗和间接能耗的概念,阐述和比较了各种污水处理与污泥处理工艺。Karlsson提出了潜在耗氧势概念,研究了氮磷排放导致藻类生长在环境中分解所需耗氧的二级需氧要求。国内的羊寿生对我国典型一级、二级污水处理厂各单元进行过能耗估算,给出了估算值[2],但未揭示各部分能耗的影响因素,也未根据各部分能耗的特点给出估算值和未揭示不同单元的能耗特点,不利于进行进一步节能潜力和节能途径的分析研究,不便作为能耗管理的依据。在此基础上,许多研究者做了进一步研究[3,4]。污水处理厂的能耗包括电耗与热耗,其电能的主要来源为外部电网,热能消耗主要用于污泥加热及厂区供热。污水厂热能来源为外部供热管网、厂内利用外来燃料或厂内沼气产生的热量。1�污水处理厂的一般工艺流程及耗能设备目前,城市污水处理厂均采用以生物处理工艺为主体的二级或二级以上处理工艺。该工艺是指将二级出水再通过絮凝、过滤方法进一步去除水中的悬浮物和少量有机物,使其达到回用目的,工艺流程见图1。图1�污水和污泥的常规处理工艺流程污水处理厂的耗能设备有:粗细格栅、污水提升泵、曝气沉砂池吸砂泵、初沉池刮泥机、二沉池刮吸泥机、浓缩池刮泥机、鼓风设备、回流泵、加药设备的搅拌机、消化池的污泥加热设备、污泥泵、脱水和照明设备。其中,主要的耗能设备是污水提升泵、回流泵、鼓风机和污泥加热设备。2�主要设备的能耗在污水处理厂中,由于处理工艺的差别,非主要设�202��实验与技术�������������������������资源开发与市场ResourceDevelopment&Market201026(3)备不尽相同,其能耗相对较小,因此不进行详细计算,通常非主要设备的耗能量不会大于污水厂总耗能量的30%[5]。2.1�污水提升泵和回流泵的耗能污水提升泵是污水处理厂预处理段的主要耗能设备,它与回流泵(包括混合液内回流泵和污泥外回流泵)一样,与要求的提升高度有密切关系,其耗能量估算公式为[3]:N=r�Q�h�1��2103(kW)(1)!!!!!!!!!式中,N为配用电机功率(kW