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污水处理完成“碳中和”技能途径在哪里?

2021-07-31 03:38:00 来源:签渗垃圾分类资讯_垃圾分类新闻-垃圾分类网作者:环卫 点击:446次

污水处理完成“碳中和”技能途径在哪里?

时刻:2021-06-29 09:14。

来历:水业碳中和资讯。

作者:郝晓地、刘然彬等。

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自我国提出2060年全社会争夺完成“碳中和”方针后,各行各业对“碳中和”的评论继续高涨、热度不减。对怎么完成职业“碳中和”也打上了大大的问号。关于污水处理厂来说,虽然国外现已存在彻底完成“能量平衡”或“碳中和”运转的污水处理厂实践事例,但国内依然存在对污水处理厂能否完成“碳中和”的忧虑和质疑。污水处理厂完成碳中和的途径终究在哪里?

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自我国提出2060年全社会争夺完成“碳中和”方针后,各行各业对“碳中和”的评论继续高涨、热度不减。一方面,这无疑推动了“碳中和”概念和常识的推行宣扬,大大推动了“碳中和”构建的第一阶段方针进程——清楚什么是“碳中和”,即“知其然”!另一方面,跟着对“碳中和”概念的不断了解和明晰,对怎么完成职业“碳中和”也打上了大大的问号。关于污水处理厂来说,虽然国外现已存在彻底完成“能量平衡”或“碳中和”运转的污水处理厂实践事例,但国内依然存在对污水处理厂能否完成“碳中和”的忧虑和质疑。从技能视点讲,经过能量收回直接反哺或直接补偿污水厂的碳排量是完成“碳中和”的首要方法,而这些忧虑和质疑大多聚集于“污水处理厂真的有那么多可收回能量去完成‘碳中和’吗?”。

正所谓“知其然更应知其所以然”,只要厘清了污水处理厂可用的“家底”(能量)才干更有信心肠朝着“碳中和”方向尽力。实践上,“中-荷中心”团队负责人郝晓地教授早在2010年就现已对污水处理厂可用的“家底”和能否支撑“碳中和”的完成进行了较为具体的前瞻性探求,当下对污水处理厂依然具有非常大的指导意义。因而,本文根据团队2015年的一项作业,同咱们共享并厘清国内污水处理厂完成“碳中和”的可用能量来历以及相应的技能思路。

说到污水中的能量,人们往往首要想到的便是污水中的有机物(COD),而收回这部分能量最简略的方法便是对污泥施行厌氧消化,发生甲烷后用于热电联产,以此削减污水厂对外部动力的需求,继而直接下降CO2的排放量。理论上讲,日子污水中所含的有机物能量可达污水处理耗费能量的9~10倍,这一振奋人心的“家底”能否助力污水厂完成“碳中和”呢?除此之外,污水处理厂生物处理池及初沉池、二沉池等单元具有巨大的外表面积,这好像为太阳能光伏发电发明了必要的场所条件。假如光伏组件能被奇妙地安置在这些处理单元上,不只能够向楼宇屋面相同完成太阳能发电,并且还能在冬天时利用光伏板来掩盖这些处理单元,完成对生物处理的保温效果和臭气搜集。那“太阳能”会成为污水厂完成“碳中和”的实力担任么?别的,市政污水自身具有流量安稳、水量足够、带有余温等特色。假如向污水处理厂引进水源热泵技能进行热能的提取收回,潜力会有多大呢?带着这些考虑和疑问,咱们选取了北京某污水处理厂为例,对其厂内这三种“家底”(图1)的可用潜力进行了匡算剖析。

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图1 污水处理厂三种能量收回途径。

进水有机物能量收回潜力。

为匡算进水中有机物浓度与经过厌氧消化可收回的有机物能量,咱们以物料平衡为根底,将水质与能量目标进行耦合,构建了能量平衡模型和剖析函数,以点评污水处理厂能量耗费与收回之间的平衡情况。模型的输入变量如表1所示,包含进出水水量/水质和污泥量/有机质含量合计12个参数。能量相关的进程单元则包含了提高水泵、曝气体系和厌氧消化池加热体系导致的能量耗费,以及污泥厌氧消化/热电联产发生的能量补偿。

表1 污水厂能量衡算模型自变量参数。

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模型构建结束后,咱们对事例水厂实践运转的能量情况进行了点评剖析。图2是事例污水厂的工艺流程和部分点的实测参数,模型匡算成果总结于表2中。由成果可知,经过模型核算得到的提高泵和鼓风机能耗数值(147000 MJ/411429 MJ)与实测数值(142560 MJ/379209 MJ)相差不大,但经过污泥厌氧消化收回的有机物能量(425848 MJ)却远远高于实测数值(107142 MJ),这是由于事例污水厂2010年消化池均匀进泥量仅为340 m³/d,仅占规划进泥量的12%,假如依照2010年产气功率核算,当进泥量到达规划值时,甲烷产值与模型核算成果也近乎共同。可见,本研讨构建的模型核算成果是可信的。

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图2 污水厂能量衡算模型自变量参数。

表2 事例污水厂每天能量耗费/收回模型核算成果。

1624929662826050.jpg123。

修改:李丹。

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