污水处理节能降耗途径和对策分析

1、北京市环境保护科学研究院王凯军博士目录目录 一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术C(植物类植物类)化石能源化石能源C煤、石油、天然气煤、石油、天然气动力动力好氧生物处理好氧生物处理O2O2COCO2CO2绿色能源绿色能源太阳能、风能等太阳能、风能等节能降耗节能降耗O2绿色水处理技术绿色水处理技术处理污水产生的二氧化碳包括：处理污水产生的二氧化碳包括：a) 碳源（碳源（BOD）转化为二氧化碳）转化为二氧化碳;b) 消耗动力折合二氧化碳排放。消耗动力折合二氧化碳排放。

2、经测算，产生的二氧化碳量为经测算，产生的二氧化碳量为0.29公斤公斤CO2 /吨水吨水.天。天。10万吨规模的污万吨规模的污水处理厂产生的二氧化碳量排放量相当于：水处理厂产生的二氧化碳量排放量相当于： 2603辆汽车全年总排放量辆汽车全年总排放量 一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术a) 反硝化除磷或其他脱氮工艺反硝化除磷或其他脱氮工艺; b) 磷回收工艺；磷回收工艺；c) 污泥或污水消化污泥或污水消化3、生物除磷：磷资源难以回收；2、反硝化脱氮与磷的聚集，需要消耗大量COD；1、好氧处理：COD氧化去除和氨氮的硝化耗能巨大；4、耗能释放二氧化碳，产生大量温室气体；传统污水

3、处理工艺传统污水处理工艺可持续发展的工艺可持续发展的工艺5、污泥产量：剩余污泥量大1 1、厌氧处理：尽可能低的能源、厌氧处理：尽可能低的能源消耗、产生能源消耗、产生能源(CH4)(CH4)；2 2、反硝化脱氮和除磷，、反硝化脱氮和除磷，减少减少CODCOD的消耗，减少污泥的产生；的消耗，减少污泥的产生；3 3、结合化学除磷：磷的去除、结合化学除磷：磷的去除和回收；和回收；4 4、减少、减少CO2CO2的释放和水资源的释放和水资源的回收利用；的回收利用；5 5、污泥产量：剩余污泥量少、污泥产量：剩余污泥量少一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可

4、持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术1生活污水CEPS混凝剂到集中处理厂增强甲烷菌沼气UV/O3处理RBC-AnammoxSharon地表水排放1 1、分散处理技术、分散处理技术BACK一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术项目项目尿液尿液粪粪合计合计N N858511.511.596.5%96.5%P P46%46%35%35%81%81%K K62%62%25%25%97%97%有机物有机物2%2%52%52%54%54%2 2、源分离技术：、源分离技术：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%；去除病原体；去除病原体99%99%；v 节水节水 30-40%30-40%；降低处理负荷；降低处理负荷；v 节省国家、社会和个人投资和花费；节省国家、社会和个人投资和花费；v 水资源和营养物的循环利用；水资源和营养物的循环利用；3、粪便单独厌氧处理模式：日本、德国等处理黑水，减少处理厂负担，回收沼气能源，循环经济2、尿液分离的模式：荷兰模式减少污水的氮、磷元素，降低处理能耗和难度，并回收资源；1、完全分离的生态卫生系统模式：芬兰、瑞典等减少污水有机物、氮、磷，灰水湿地处理生态循环FINLANDSWIDENHOLLANDJAPANGERMANY一、可持续

6、发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术北京村镇污染控制生态厕所和灰水处理北京村镇污染控制生态厕所和灰水处理BACK瑞典模式：中国瑞典模式：中国- -瑞典鄂尔多斯生态城镇项目瑞典鄂尔多斯生态城镇项目一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术荷兰模式：尿液分离荷兰模式：尿液分离BACK一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术日本、德国模式：粪便黑水集中厌氧消化处理日本、德国模式：粪便黑水集中厌氧消化处理BACK城市污水厌氧处理城市污水厌氧处理热带地区：具有很好的可行性；热带地区：具有很好的可行性；在温带地区：需要长的在温带地区：需要长的HRTHRT，仅可用于予

7、处理；，仅可用于予处理；分级厌氧工艺分级厌氧工艺 升流式水解反应器升流式水解反应器(HUSB)(HUSB)EGSBEGSB两级工艺两级工艺UASBUASB消化池联合工艺处理生活污水消化池联合工艺处理生活污水化学一级强化与厌氧联合处理工艺化学一级强化与厌氧联合处理工艺3 3、厌氧技术是可持续发展的核心技术、厌氧技术是可持续发展的核心技术一、可持续发展的污水处理技术一、可持续发展的污水处理技术二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径去除去除1.0kgBOD1.0kgBOD的比能耗为的比能耗为0.5kW.h0.5kW.h；我国电厂的污染物排放为我国电厂的污染物排放为7.2

8、3kg/kW.h7.23kg/kW.h；所以，去除；所以，去除1.0kgBOD1.0kgBOD的污染物排放总量为的污染物排放总量为3.61kg3.61kg( (包括包括2kg2kg气体、气体、0.37kg0.37kg的固体和的固体和1.2kg1.2kg的水的水) )。所以，污水处理行业是高耗。所以，污水处理行业是高耗能和高污染的行业。能和高污染的行业。二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径三、污水处理节能降耗途径分析三、污水处理节能降耗途径分析三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析节节能能降降耗耗工艺和设计工艺和设计运行和管理运行和管理设备和器材

9、设备和器材源头控制、新工艺源头控制、新工艺设计标准和选择设计标准和选择水量、水质水量、水质和运行和运行节能、高效设备节能、高效设备采用材料资源消耗采用材料资源消耗三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析1) 强化预处理降低除碳工艺能耗强化预处理降低除碳工艺能耗1) 1) 强化预处理降低除碳工艺能耗强化预处理降低除碳工艺能耗污水浓度：污水浓度：CODCOD500mg/l500mg/l；排放标准为；排放标准为CODCOD100mg/L100mg/L假设预处理：假设预处理：CODCOD去除率为去除率为40%40%；出水；出水CODCOD为为300mg/L300mg/L预处理：曝气池需

10、要去除预处理：曝气池需要去除200mg/L200mg/L不用预处理：不用预处理： 需要去除需要去除400mg/400mg/三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析1 1、源头控制：新工艺和设计标准选择影响、源头控制：新工艺和设计标准选择影响三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析短程反硝化同步反硝化自养脱氮(厌氧氨氧化)反硝化除磷高氮低碳废水-6NO3 5CH3OH+ + CO2反硝化菌反硝化菌3N26HCO3+ -7H2O+ 需要需要100的的CH3OH1、短程反硝化反应、短程反硝化反应3、ANAMMOX反应反应2、传统反硝化反应、传统反硝化反应1NH4 2O

11、2+ H2O+ NO3 -2H+ 0.5NH4 0.75O2+ 氨氧化菌氨氧化菌+0.5H2O+ 0.5NO2 -H+ +亚硝酸盐氧化菌亚硝酸盐氧化菌+节约节约62.5%的的O 硝化反应：硝化反应：三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析NO2 -+ 厌氧氨氧化菌厌氧氨氧化菌N2+ 2H2ONH4 +节约节约62.5的氧和的氧和100碳源碳源三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析BACK三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析三、污水处理节能降耗技术分析取样泵溶解氧仪时间继电器