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(yùn)行和管理工藝和設(shè)計(jì)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(shè)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(jì)和可持續(xù)發(fā)展問題1、“搖籃－墳?zāi)埂鄙芷诜椒?，“搖籃－搖籃”循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(rèn)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(zhǔn)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(jìn)行新工藝的不斷探索實(shí)踐，重點(diǎn)解決污泥處理問題可持續(xù)發(fā)展污水處理準(zhǔn)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(dòng)力好氧生物處理O2O2COCO2CO2綠色能源太陽能、風(fēng)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(dòng)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(dāng)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(xué)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(yīng)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(xué)發(fā)展的必然趨勢通過下水管輸送污染物是一個(gè)歷史錯(cuò)誤；現(xiàn)代城市污水處理系統(tǒng)嚴(yán)重缺乏可持續(xù)性和抗干擾能力，是一個(gè)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(jìn)步”三種技術(shù)觀點(diǎn)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(xiàng)目尿液糞合計(jì)N85％11.596.5%P46%35%81%K62%25%97%有機(jī)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(fù)荷；節(jié)省國家、社會和個(gè)人投資和花費(fèi)；水資源和營養(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)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(xiàng)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(yīng)器(HUSB)＋EGSB兩級工藝UASB＋消化池聯(lián)合工藝處理生活污水化學(xué)一級強(qiáng)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(yùn)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(shè)計(jì)考慮，對污水處理設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)運(yùn)行和管理設(shè)備和器材源頭控制、新工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和選擇水量、水質(zhì)和運(yùn)行節(jié)能、高效設(shè)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(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗1)強(qiáng)化預(yù)處理降低除碳工藝能耗污水濃度： COD＝500mg/l；排放標(biāo)準(zhǔn)為COD＝100mg/L假設(shè)預(yù)處理： COD去除率為40%；出水COD為300mg/L

預(yù)處理：曝氣池需要去除200mg/L不用預(yù)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇影響三、污水?dāng)⑻幚砉?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(yīng)3、ANAM雙MOX反應(yīng)2、傳統(tǒng)反奏硝化反應(yīng)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(yīng)：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(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)衫化污泥處傭理改變低行負(fù)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(jì)進(jìn)行調(diào)蹤蝶整，在線必儀表和程導(dǎo)序控制，結(jié)實(shí)現(xiàn)較簡厚單：某廠鋸總計(jì)采用36臺變頻戲泵，節(jié)準(zhǔn)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(fēng)機(jī)風(fēng)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(yīng)程度收調(diào)節(jié)；●大部分為槐根據(jù)溶解孫氧濃度進(jìn)棵行調(diào)控風(fēng)杰量；●實(shí)現(xiàn)比妄較困難吉：a)溶解氧筑變化波俗動(dòng)大；b)曝氣池蠅有多點(diǎn)掌溶解氧血；c)與反應(yīng)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(fēng)機(jī)弄風(fēng)量調(diào)失節(jié)技術(shù)呼吸速率喂