污水厂碳中和运行潜力及能源利用技术_苏书宇

污水厂碳中和运行潜力及能源利用技术_苏书宇DOI:10．19392/j．cnki．1671-7341．201822093污水厂碳中和运行潜力及能源利用技术苏书宇1郭靖东21．沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168;2．吉林省中北化工工程设计有限公司吉林吉林132000摘要:污水厂作为高能耗、高碳排放产业的同时，也是潜在的能源工厂，其节能减排、资源回收的潜力逐渐受到了世界各国学者的关注。文章对污水处理流程的产物如何变废为宝，分别从污泥、污水、自然能源的利用三个方面进行介绍。关键词:污水厂;碳中和;污泥;污水;自然能源人们通常将目光集中于建筑业、运输业和发电站的碳排放，然而，污水处理厂也是一种高碳排放的产业，但同时它也是潜在的能源工厂，如污水的余热、污泥厌氧消化产生的沼气、可回用的中水、污水厂出水的水力等等，这些可观的可回收资源成为了污水厂实现碳中和运行的客观条件，也为各国学者提供了明确的研究方向。根据能量来源的不同，可以将污水厂能源利用技术大体分为3种，即污泥的利用、污水的利用以及自然能源的利用。1污泥的资源化利用在我国，活性污泥法是常见的污水处理方式，随之而来的则是大量污泥的产生，据估计，到2020年我国的污泥产量将突破6000万t。［1］污泥中含有机物的含量较高，可以产生沼气、生物燃料(氢气、合成气、生物柴油等)。沼气是污泥厌氧消化的必然产物，也是一种燃烧热较高的清洁能源，其热值为8．4×104kJ/kg，在燃烧时可以同时提供电能和热能。奥地利的Strass污水厂，早在2005年就实现了碳中和的运行目标，污水厂采用的AB工艺，74．3%的进水COD以剩余污泥的形式进入污泥处理单元，有良好的产气潜力，产出的甲烷气体用于热电联产。2008年起，该厂又通过厨余垃圾与污泥的共消化进一步提升产气量，能量补偿率达到了123%，2009年又提升至144%，直至2014年已接近200%，不仅可以满足自身的电能需求，还能对外输出以获得一定的经济效益。［2］污泥焚烧也是一种常见的污泥处置方式，而污泥的直接焚烧能耗较大，并伴随有害气体的产生，因此当前的研究多集中于污泥协同焚烧并从中回收电能和热能。从污泥消化上清液或污泥焚烧灰分中回收磷元素也是常用的能源回收方法，其中化学沉淀法中的鸟粪石沉淀法，工艺过程简单，工程应用案例较多，将沉淀下来的鸟粪石经洗涤分离、脱水干化后可获得优质