水污处理节能降耗途径和对策

水污处理节能降耗

途径和对策分析目录运行和管理工艺和设计污水处理节能降耗技术分析处理工艺能耗分析和节能降耗途径

可持续发展的污水处理工艺设备和材料

一、可持续发展的污水处理技术钱易院士较早在我国提倡出清洁生产、循环经济和可持续发展问题1、“摇篮－坟墓”生命周期方法，“摇篮－摇篮”循环经济模式；2、介绍Wageningen可持续发展污水处理模式；3、介绍可持续的生物除磷脱氮工艺；聂梅生在《对水处理技术发展的重新认识》一文中提出：1、提出对传统观念重新审视：污水处理有没有污染问题？2、生物处理本质上是高耗能工艺，提出来发展绿色水处理技术；3、节能降耗型的水处理技术将成为我国长期的发展方向；在《可持续发展的新型、高效城市污水处理技术探讨》提出：1、可持续发展的污水处理技术的判断准则问题；2、高资源占用和高能耗工艺，不符合可持续发展的基本原则；3、关键需要进行新工艺的不断探索实践，重点解决污泥处理问题可持续发展污水处理准则少用或不使用不可再生资源，如：矿物、能源、土地、建筑材料

在处理中回收资源和产生能源；如：水、N、P、沼气、热能等没有跨介质、跨领域、跨地区污染；如：污泥、电的间接污染一、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)化石能源C煤、石油、天然气动力好氧生物处理O2O2COCO2CO2绿色能源太阳能、风能等节能降耗O2绿色水处理技术处理污水产生的二氧化碳包括：a)碳源（BOD）转化为二氧化碳;b)消耗动力折合二氧化碳排放。经测算，产生的二氧化碳量为0.29公斤CO2/吨水.天。10万吨规模的污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;b)磷回收工艺；c)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；传统污水处理工艺可持续发展的工艺5、污泥产量：剩余污泥量大1、厌氧处理：尽可能低的能源消耗、产生能源(CH4)；2、反硝化脱氮和除磷，减少COD的消耗，减少污泥的产生；3、结合化学除磷：磷的去除和回收；4、减少CO2的释放和水资源的回收利用；5、污泥产量：剩余污泥量少一、可持续发展的污水处理技术关于可持续发展集中与分散聂梅生源头控制Lettinga厌氧处理Jewell应用新技术，绝对是要分散的；由集中到集中与分散相结合是科学发展的必然趋势通过下水管输送污染物是一个历史错误；现代城市污水处理系统严重缺乏可持续性和抗干扰能力，是一个脆弱系统；往往对水和资源的破坏，而不是回收利用厌氧技术是可持续发展的核心技术；“开发……厌氧城市污水处理是废水处理历史上最伟大的进步”三种技术观点一、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、分散处理技术BACK一、可持续发展的污水处理技术项目尿液粪合计N85％11.596.5%P46%35%81%K62%25%97%有机物2%52%54%2、源分离技术：去除氮>95%；去除磷>80%；去除COD(BOD)>50%；去除病原体>99%；节水30-40%；降低处理负荷；节省国家、社会和个人投资和花费；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BACK瑞典模式：中国-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荷兰模式：尿液分离BACK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BACK城市污水厌氧处理热带地区：具有很好的可行性；在温带地区：需要长的HRT，仅可用于予处理；分级厌氧工艺升流式水解反应器(HUSB)＋EGSB两级工艺UASB＋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3、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二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径1、污水处理能耗生命周期分析污水处理能耗生命周期分析污水处理运行能耗分析●污水处理是能源密集型行业●传统的能耗分析仅仅侧重处理过程的能耗；●污水处理工艺选择按生命周期设计考虑，对污水处理设计、开发模式产生巨变，对传统技术和思维是巨大的挑战。去除1.0kgBOD的比能耗为0.5kW.h；我国电厂的污染物排放为7.23kg/kW.h；所以，去除1.0kgBOD的污染物排放总量为3.61kg(包括2kg气体、0.37kg的固体和1.2kg的水)。所以，污水处理行业是高耗能和高污染的行业。二、处理工艺能耗分析和节能降耗途径2、污水处理比能耗污染分析三、污水处理节能降耗途径分析2、好氧生物处理污染物能耗分析1、BOD=100-200mg/L2、NH4-N=40-60mg/L×4.7=180-270mgBOD3、污泥好氧稳定能耗50%三、污水处理节能降耗技术分析节能降耗工艺和设计运行和管理设备和器材源头控制、新工艺设计标准和选择水量、水质和运行节能、高效设备采用材料资源消耗三、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1)强化预处理降低除碳工艺能耗污水浓度： COD＝500mg/l；排放标准为COD＝100mg/L假设预处理： COD去除率为40%；出水COD为300mg/L

预处理：曝气池需要去除200mg/L不用预处理： 需要去除400mg/Ｌ三、污水处理节能降耗技术分析1、源头控制：新工艺和设计标准选择影响三、污水叙处理节能良降耗技术嫩分析2)新工艺技纽奉术降低除夹磷脱氮工烤艺能耗短程反情硝化同步反硝留化自养脱躲氮(厌氧氨艘氧化)反硝化仓除磷高氮低混碳废水-6NO35CH3OH++CO2反硝化菌3N26HCO3+-7H2O+需要100％的CH3OH1、短程鼓反硝化般反应3、ANAM双MOX反应2、传统反奏硝化反应1NH42O2+H2O+NO3-2H+0.5NH40.75O2+氨氧化菌+0.5H2O+0.5NO2-H++亚硝酸盐氧化菌++节约62.5%的O硝化反应：三、污水批处理节能巷降耗技术箱分析2)通过除易磷脱氮蔬新工艺伴节能降爹耗NO2-+厌氧氨氧化菌N2+2H2ONH4+节约62.5％的氧和100％碳源3)改变污水炭处理政策摇和标准强衫化污泥处佣理改变低行负荷好升氧稳定盛技术厌氧消化慎产生能源消：解决>50%能耗(国内>30%甚)发电35％利用率堂，2kW.弹h/m3沼气；竞热利用向率>40%奔;三、污货水处理言节能降疏耗技术情分析用作汽车迟或城市燃促气BACK2、根据水忆量水质调棍节节能降帽耗三、污炎水处理梳节能降石耗技术骄分析1)污水提升发泵调频技宣术妖根据流唱量或水位拔计进行调踪蝶整，在线必仪表和程导序控制，结实现较简厚单：某厂锯总计采用36台变频戏泵，节准电40%，全厂向电耗节萄约6.3%，全年嫂节省500万元。三、污水宜处理节能见降耗技术日分析2)鼓风机风春量调节技抗术●本质是驼根据流培量、浓通度和反旷应程度收调节；●大部分为槐根据溶解孙氧浓度进棵行调控风杰量；●实现比妄较困难吉：a)溶解氧筑变化波俗动大；b)曝气池蝇有多点掌溶解氧血；c)与反应关艰联少三、污水县处理节能关降耗技术断分析2)鼓风机弄风量调失节技术呼吸速率喂